《采用剪力墙体外加固的中小学校舍框架结构抗震性能分析》.pdf

第 32卷 第6期 华 侨 大 学 学报 (自然 科 学 版 ) Vo1．32 No．6 2011年 l1月 JournalofHuaqiaoUniversity(NaturalScience) NOV．201I 文章编号： 1000—5013(2011)06—0684—05 采用剪力墙体外加固的中小学校舍 框架结构抗震性能分析 王伟 ，郭子雄 ，林树枝 ，方东振 (1．华侨大学 土木工程学院，福建泉州 362021； 2．厦门市建设与管理局，福建 厦门361003) 摘要：采用外加剪力墙的体外加固方法，对一个不满足抗震要求的4层中小学框架结构校舍进行加固．通 过对不同加固方案的加固结构进行弹性和弹塑性地震反应分析，研究地震作用下不同加固方案对结构的抗 震性能影响．数值分析结果表明：外加剪力墙可使原结构各榀框架所受的地震剪力有较大幅度的降低 ，剪力墙 越宽，降幅越大；可使各楼层层间位移角趋于均匀，有效控制结构层间变形的集中，防止结构层屈服机制的出 现；框架结构梁柱构件的塑性变形明显推迟 ，结构塑性铰发展减缓． 关键词： 中小学校舍；框架结构；体外加固；剪力墙；抗震性能；推覆分析 中图分类号：TU 244；TU352．102 文献标志码：A 体外加固方法是一种结构体系的加固方法，它利用整体子结构与原有结构的协同工作，增强原结构 的整体抗震能力或改变原结构的结构体系，进而改善原结构的受力状态和变形模式．体外加固的加固施 工主要在结构外部完成，可最大限度地减小对建筑正常使用的干扰[1]．我国规范采用柱端弯矩增大措施 也只能适度推迟柱端塑性铰的出现，不能避免出现柱端塑性铰，加上楼板对结构整体的影响，结构的破 坏并不是呈现规范所要求的 “强柱弱梁”的形式[2。]．层屈服机制是对结构不利的一种屈服机制，很多框 架是呈现层屈服机制的破坏模式．在原结构的基础上附加子结构的加固方法，不但能够有效地提高结构 的整体刚度和抗震能力[4]，而且能够最大限度地减少加固施工对建筑物内部正常使用的影响．外加剪力 墙对结构进行加固，改变结构体系，使结构成具有多重抗侧力抗震体系，提高原有结构抗震能力[5]．体外 加固具有布置灵活方便、使用功能不中断和整体性容易保证等优点，是中小学框架结构教学楼理想的加 固方式 ．Kaltakci等[6]针对土耳其中小学框架结构校舍的结构特点，采用外加剪力墙对单榀两层两跨框 架进行加固试验研究 ．本文主要探讨采用外加剪力墙方法对不满足抗震要求的4层中小学框架结构进 行抗震加固的可行性，并研究加固后结构的抗震性能． 1 原模型加固方案的设计 1．1 原模型的参数设置 原模型结构平面图，如图1所示．原框架模型总长为44．0m，总高度为 l4．5m，底层层高为4．0m， 2～4层层高均为3．5m．混凝土强度等级采用C20．构件截面尺寸：框架柱为400mm×400mm，框架 梁为250mmX600mm，楼板为80mm．为了构造不满足要求的框架结构，原结构按照抗震设防烈度为 7度，场地类别为 Ⅱ类，设计地震分组为第 1组，设防类别为乙类，场地特征周期为0．35S． 1．2 加固模型及主要参数 原结构的纵、横两个方向均采用外加剪力墙的加固方式，外加剪力墙部分混凝土强度等级为C30， 收稿 日期 ： 2011—04—26 通信作者： 郭子雄 (1967一)，男，教授，主要从事工程结构抗震防灾的研究．E-mail：guozxcy@hqu．edu．cn． 基金项目：福建省自然科学基金资助项 目(2OLOJO1298)；福建省厦门市建设科技计划项 目(3502 第 6期 王伟，等：采用剪力墙体外加固的中小学校舍框架结构抗震性能分析 685 11 ll II ll II 1l II lI