英语原文共 12 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
建于软土地基上的钢筋混凝土框架结构抗震加固技术设计与评估
摘要：
本文介绍了两种加固技术的设计程序和分析评估，以提高现有具有软土地基的非延性RC框架的抗震性能。称为柱改造（CR）的第一种技术仅使用局部钢护套（或钢制笼）来增强地面层的缺陷柱的横向强度和塑性转动能力。被称为全改型（FR）的第二种技术除了加固地层柱之外，还增加了铝制抗剪切连杆作为补充的能量耗散装置。钢制梁和V形支架用于将横向载荷从RC框架传递到这些耗散装置。基于性能的塑性设计方法被用于比较加强技术的各种要素。进行非线性静态和动态分析，以评估现存和加强框架的性能。研究的主要参数是（a）层间侧移，（b）残余位移，（c）屈服机制，（d）能量耗散，（e）横向强度。FR框架通过避免因剪切连接中的显著的能量耗散而导致的软土地基崩溃而有效地控制了位移响应。此外，FR框架在不超过设计位移水平的情况下实现预期的屈服机制。
关键词
钢筋混凝土框架; 地震分析; 能量耗散; 抗震设计; 软土地基; 滞后阻尼;剪切连接
1.介绍
在钢筋混凝土（RC）建筑物的地面层次上因为没有砖石填充墙而引起沿其高度方向的横向强度和刚度的突变。这导致了地面柱的过度侧向载荷和非弹性变形需求从而导致建筑物在地震荷载条件下的软层崩溃，例如[1]; [2]。通过加强地面柱（即局部修改）或通过补充能量耗散装置（即全局修改）来减小地震作用，可以提高这种缺陷结构的抗震性能。多种局部修改技术（如钢护套，混凝土护套，钢制笼，FRP护套等）被用于增强缺陷RC柱的横向强度，刚度和非弹性变形能力。局部加强技术的一个主要缺点是，加强的部分可能在大地震期间遭受严重的损坏，并且修复相对困难和耗时。此外，超出一定限制条件时，使用局部加强技术来提高有缺陷的RC结构的抗震性能在经济上可能是不可行的。近年来，诸如摩擦阻尼器，金属阻尼器，粘弹性阻尼器和支撑元件等创新补充装置已被用于全球（即，结构级）修改技术中的被动能量耗散。详细的背景特点，各种阻尼装置的工作原理和行为可以在别处找到[3]。在许多情况下，也可能需要这些技术的组合来实现结构期望的性能目标。
金属阻尼器由于金属板元件的剪切屈服（例如剪切连杆）或弯曲屈服（例如ADAS）而通过滞后作用达到消散地震能量的目的。以前已经进行了多项研究，以提高使用钢剪切连杆的钢支撑框架的抗震性能，如[4]; [5]。由于钢的高屈服强度，主要结构应具有足够的横向强度，以便在板材屈服之前延迟框架构件开始损坏的时间[6]。此外，在焊缝末端开始的网状断裂可能会降低这些阻尼器的能量耗散和阻尼电位[7];[8]。由建筑框架板和结构部分作为边界元素组成的钢板剪力墙（SPSWs）也用于通过金属滞后来消散地震能量[9];[10];[11]。薄钢板的过早屈曲限制了SPSWs的极限强度和能量耗散能力。还研究了具有足够加强筋的低屈服强度钢板用于RC结构的抗震升级[12]。然而，由于RC元件与SPSW之间的延展性不兼容，RC结构构件受到高剪切力和曲率延展性要求。
由于其低屈服强度和高变形性，铝板/剪切连杆也被用作被动阻尼装置，可通过热处理（退火）工艺进一步改进[13]；[14];[15];[16]。中间加强筋的加入可以延缓板的非弹性屈曲，并增强其能量消散潜力，而不会挤压甚至达到20％的剪切应变[17]；[18]; [19]。图1显示了铝剪切连杆的典型结构和滞后响应。已经进行了非常有限的研究，以研究剪切连杆/板在提高钢框架[20]；[21]; [22]和RC框架[12];[23];[24];[25]的抗震性能方面的有效性。加强RC框架的主要挑战是（a）在现有框架中正确安装金属阻尼器以实现有效的能量消散，以及（b）加固系统的各种要素的设计以达到预期性能的目的。
本文介绍了两种增强技术的研究，以提高现有柔性地层非延性RC框架的抗震性能。在第一种技术中采用了使用钢护套（或钢制笼）在地面层加强RC柱，以增强其横向强度和塑性转动能力。第二种技术除了加强的地面柱之外，还使用铝剪切连杆作为被动能量消散装置。钢梁和V形支架用于加强剪切连杆与RC框架的连接，并将框架横向载荷传递到这些剪切连杆。此技术的有效性以前已经通过对缩小RC框架的慢循环测试进行了实验评估[24]。在本研究中，使用基于性能的塑性设计方法来对加固系统的各种要素进行目标位移和屈服机制的比例分析。非线性静态和时程分析使用计算机程序SAP2000 [26]进行，以评估现有RC和加固框架的性能。这项研究的目的是通过避免地震荷载下的软楼层的崩溃，减少现有RC框架的层间位移。值得一提的是，一些国家的设计规范并不把铝作为建筑材料。然而，如前所述，在所提出的技术中，铝仅用于能量耗散装置，其中标准热轧钢部分用于所有其它强化元件。
2.加强技术
如图2（a）所示，在第一个加固方案中，使用了由缀板等间隔连接的四个热轧钢角部组成的局部钢夹套（钢制笼）。钢制笼连接到现有的RC柱外部，以通过柱混凝土的被动限制来提高其剪切力和轴向强度。这种加固技术的目标，以下称为“柱改造（CR）”，是研究由于地面柱的横向强度和塑性旋转能力的增加对RC框架的抗震性能的影响。资料编号：[136754]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
