既有RC框架钢结构加层协同作用机理及加固技术研究

摘要

既有民用建筑结构的加层改造,便捷且经济实用,其中以既有RC框架结构钢结构加层传力明确、构造简单、经济实用而较为常见。然而,加层后,既有结构与加层体系的协同作用机理(地震响应、水平构件内力重分配、连接节点后锚固传力机制及构造等),尚无完善的设计方法和相关规范,有待系统的研究。
　　本文在阐述钢结构加层研究一些基础理论(阻尼的取值、鞭梢效应的影响、动力反应分析方法)的基础上,以既有四层RC框架结构加层钢结构为例,建立空间分析模型,对比分析加层前后组合结构和既有结构体系的动力特性、地震响应和原结构构件内力的变化规律以及新老结构连接节点的构造等。主要工作和结论如下:
　　(1)通过对既有RC框架钢结构加层结构进行动力分析:①动力特性反应对比分析指出:加层后,较之未加层体系,结构变柔,整体周期变长,对高阶频率敏感;②地震响应对比分析指出:整体结构的薄弱层可能会发生改变,多见于在加层第一层;加层对原结构的顶层位移影响最大;时程分析中位移值增大,峰值延后,并且结构在曲线峰值左右的持续时间增加。
　　(2)采用地震反应谱分析的结果,进行RC框架钢结构加层前后基于地震响应的构件内力变化分析,结果表明:①加层后,框架柱的轴力在原结构薄弱层增加幅度最大;剪力和弯矩是对加层相邻的楼层影响大;②加层只对原结构加层相邻楼层梁的影响大,顶层梁最大;随加层数单个结构各层梁弯矩变小的趋势渐缓。
　　(3)基于RC框架钢结构加层结构抗震分析和构件加固,提出相应结构减震、抗震加固和构件加固的措施,并对新旧结构的连接节点进行后锚固构造分析。

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1 绪 论

1.1 引言

1.2 国内外加层概述及其研究现状

1.3 既有民用建筑结构加层的技术特点

1.4 既有RC框架加层钢结构的形式与其优缺点

1.5 本文研究的目的、方法与主要内容

2 既有RC框架钢结构加层分析的基础理论

2.1 阻尼的取值

2.2 鞭梢效应的影响

2.3 动力反应分析方法

2.4 本章小节

3 既有RC框架钢结构加层结构动力分析

3.1 引言

3.3 反应谱分析

3.4 时程分析法

3.5 加层后结构减震、抗震加固措施

3.6 本章小结

4 既有RC框架钢结构加层构件加固

4.1 基于地震响应控制构件分析

4.2 加层前后柱子内力分析

4.3 加层前后梁内力分析

4.4 构件加固措施

4.5 本章小结

5 既有RC框架钢结构加层连接节点分析

5.1 加层钢结构节点后锚固构造分析

5.2 影响连接节点的主要因素

5.3 钢结构加层节点加固措施

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献