外包钢加固节点用于轻钢加层结构的整体抗震性能研究

摘要

随着全球经济加速发展，城市建设的规模不断扩大，增长和扩展城市用地成为必然要求。而且社会的发展也促使人们对建筑功能和居住条件要求的提高，住宅建筑需要较大的室内活动中心，商业建筑需要较大空间的会议室，而现有的低层和多层的建筑已不能满足人们的需求。如何开辟新的发展空间、地域范围和保护环境已成为各大都市可持续发展的必然要求。在这些疑问下出现在原有结构上加钢结构这一加层方法，直接有效的解决了以上问题。轻钢加层因其独特的优势而被广泛应用。但是轻钢加层后，原有结构自重和侧向刚度比上部加层结构的大，建筑物成为了“下部重上部轻”，“下部刚上部柔”的质量与刚度不均匀分布，具有突变的复合结构体系。在水平荷载作用下，加层部分的钢结构会产生明显的鞭梢效应，加层后的首层容易产生薄弱层。这些都会影响到建筑物的整体协作抗震能力。为保证加层后结构的整体抗震性能，国内外学者提出了各种新旧结构的连接加固节点。其中外包钢加固具有优于其它加固形式的特点，包括节省空间、具有较高的承载力和较大的刚度、限制开裂效果明显、能很好地改善节点的受力性能等。
　　本研究运用ABAQUS有限元软件，建立三组整体模型：第一组是原有三层钢筋混凝土框架结构模型，第二组是在原有结构上加两层钢框架结构模型，第三组是釆用外包钢加固节点的加两层钢框架结构模型，进行动力特性分析；并且建立不同加层层数，以及不同原结构层数结构模型，进行对比分析。最后得到以下结论：外包钢的加固，加强了钢筋混凝土框架结构与钢框架结构的连接，使结构更有利于抗震；外包钢的加固作用效果与结构加层层数无关；加层结构在一定层数范围内时，原结构层数越多，外包钢的加固作用越小，所以在对加层结构加固时，需要根据原结构性质来选择合适的加固方法。

目录

声明

1 绪论

1.1 国内外加固加层技术应用

1.2 加层改造的优势

1.3 国内外研究进展

1.4 本课题研究的主要工作

2 有限元分析的正确性验证

2.1 构件的几何模型

2.2 有限元数值分析过程

2.3 有限元模型有效性验证

2.4 本章小结

3 外包钢节点用于加层结构的动力分析

3.1 工程概况

3.2 建立模型

3.3 动力特性分析

3.4 反应谱分析

3.5 时程分析

3.6 本章小结

4 影响加层结构抗震性能的相关参数研究

4.1 不同加层层数的加层结构的地震反应对比分析

4.2 不同原结构层数的加层结构的地震反应对比分析

4.3 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献