内置轻型钢框架加固地震遗址建筑抗倒塌性能研究

摘要

地震后留存下来的遗址建筑具有重大的科学和社会价值，对地震遗址加以保护具有十分重要的意义。本课题以08年汶川地震后的北川老县城遗址现状为背景，通过大量调研工作，指出现存遗址加固保护问题及不足之处，基于地震遗址灾害特征及遗址保护加固原则，通过加固方法比选分析提出了内置轻型钢框架加固方法。为了证明该方案的适用性，以曲山小学遗址加固为研究对象，在地震响应模拟分析的基础上对遗址震损程度进行了评估，掌握了遗址结构基本受力状态，进行了加固方案设计研究，并对方案的加固效果进行验证，主要研究成果如下： （1）通过实地调研，客观地展示了北川县地震遗址典型的房屋倒塌灾害现象及其保护现状，对北川遗址各类建筑结构进行了震害特点分析，总结了目前地震遗址保护不足及加固中亟待进行的研究工作，便于遗址建筑长久有效地保存。 （2）地震遗址建筑属于特殊性群体建筑，对其进行加固不同于一般缺陷性房屋抗震加固，必须遵循文物保护的基本原则，内置轻型钢框架加固方案既能很好地保留遗址风貌，又符合遗址保护的基本原则，适于地震遗址建筑的加固保护，可为今后类似工程提供借鉴意义。 （3）工程实践证明，数值模拟方法是一种快速经济地获取结构内、外部震损程度的方法，遗址虽然破坏严重，但加固前若不考虑遗址自身的承载能力，便会造成不切实际地加固，为了掌握遗址震后基本受力状态，采用ANSYS软件建立原结构模型进行震害模拟分析，对遗址结构震损程度进行分析，探讨性评估了其残余承载能力，为后续针对性加固方案的实施提供基础。 （4）基于以上研究内容，结合震后遗址建筑内部实际破坏情况，进行加固方案设计研究，保证内置钢框架既能承受遗址结构静力荷载作用，又可抵抗一般地震作用。针对加固效果的验证，以教学楼遗址后勤办公室内置钢框架为研究对象，以Midas/civil为分析平台，对内置钢框架结构的承载能力及常遇地震作用下的抗倒塌能力进行了计算分析，并在此基础上提出了结构优化设计方法。

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