• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

消能减震技术在某公共建筑改造加固中的应用

舒蓉

舒蓉,2022. 消能减震技术在某公共建筑改造加固中的应用. 震灾防御技术,17(1):154−163. doi:10.11899/zzfy20220116. doi: 10.11899/zzfy20220116
引用本文: 舒蓉,2022. 消能减震技术在某公共建筑改造加固中的应用. 震灾防御技术,17(1):154−163. doi:10.11899/zzfy20220116. doi: 10.11899/zzfy20220116
Shu Rong. Application of Energy Dissipation Technology in Reconstruction and Reinforcement of A Public Building[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2022, 17(1): 154-163. doi: 10.11899/zzfy20220116
Citation: Shu Rong. Application of Energy Dissipation Technology in Reconstruction and Reinforcement of A Public Building[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2022, 17(1): 154-163. doi: 10.11899/zzfy20220116

消能减震技术在某公共建筑改造加固中的应用

doi: 10.11899/zzfy20220116
基金项目: 兰州市科技计划项目(2019-1-55)
详细信息
    作者简介:

    舒蓉,女,生于1985年。高级工程师。主要从事结构改造、抗震减震方面的研究。E-mail:125348758@qq.com

Application of Energy Dissipation Technology in Reconstruction and Reinforcement of A Public Building

  • 摘要: 本文以某公共建筑改造工程为背景,针对改造过程中存在的大量梁、柱承载力不足,且主控参数超限等问题,提出了在框架结构中适当位置增设黏滞阻尼器的加固方案,使改造后的结构形成消能减震体系,减小地震作用。采用有限元软件分析了加固方案下结构在多遇和罕遇地震作用下的时程反应,研究了消能减震效果。结果表明,经加固改造后,各主控参数均可满足现行规范要求,大幅度提高了罕遇地震作用下结构抗震性能;通过合理设置黏滞阻尼器,减小了地震作用,大幅度缩小了梁、柱加固范围。
  • 图  1  改造前2层结构平面(单位:毫米)

    Figure  1.  Second floor plan of structure before reconstruction(Unit: mm)

    图  2  改造后2层结构平面(单位:毫米)

    Figure  2.  Second floor plan of structure after reconstruction(Unit: mm)

    图  3  黏滞阻尼器力学关系曲线及滞回曲线

    Figure  3.  Mechanical relation curves and hysteretic curves of viscous damper

    图  4  2层阻尼器平面布置(单位:毫米)

    Figure  4.  The layout plan of damper in second floor(Unit: mm)

    图  5  ⑫轴阻尼器立面布置

    Figure  5.  Elevation plan of damper on the 12th axis

    图  6  设计地震动和规范设计谱对比

    Figure  6.  Comparison of design ground motion spectrum and code design spectrum

    图  7  x向黏滞阻尼器滞回曲线

    Figure  7.  Hysteresis curves of viscous damper of x direction

    图  8  y向黏滞阻尼器滞回曲线

    Figure  8.  Hysteresis curves of viscous damper of y direction

    图  9  非线性应力-应变关系曲线和性能水准

    Figure  9.  Nonlinear stress-strain relationship and performance level

    图  10  PERFORM-3D结构分析模型

    Figure  10.  Structural analysis model of PERFORM-3D

    图  11  最大位移曲线

    Figure  11.  Displacement curves of maximum interlayer

    图  12  最大层间位移角曲线

    Figure  12.  Displacement angle curves of maximum interstorey

    图  13  增大截面法加固框架柱

    Figure  13.  Frame column strengthening with increasing section area

    图  14  外包型钢加固框架柱

    Figure  14.  Frame column strengthening with externally wrapped steel section

    表  1  基底剪力

    Table  1.   Time history analysis of base shear

    项目x向基底剪力/kNy向基底剪力/kN
    天然波1 4 596 4 677
    天然波2 4 581 5 032
    人工波 4 900 5 116
    时程平均 4 693 4 942
    反应谱 5 413 5 055
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    表  2  小震时程结构附加阻尼比

    Table  2.   Structure additional damping ratio of small earthquake time-history

    地震方向地震波初始阻尼比/%附加阻尼比/%
    x天然波158.2
    天然波258.8
    人工波59.4
    y天然波158.9
    天然波259.7
    人工波59.8
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    表  3  传统加固方案与消能隔震方案加固构件数量表

    Table  3.   The components quantity of traditional reinforced and energy dissipation reinforcement scheme

    构件名称加固方案构件数量/根(占比/%,标高/m)
    框架柱消能减震11(24.4,−0.050~16.800 )
    传统加固33(73.3,−0.050~16.800 )
    框架梁消能减震9(7.2,−0.050 )9(11.0,5.950 )15(12.7,11.350 )29(27.4,16.800 )
    传统加固44(35.2,−0.050 )34(41.5,5.950 )30(25.4,11.350 )47(44.3,16.800)
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    表  4  抗震性能目标

    Table  4.   Anti-seismic performance objectives

    项目地震动水准
    小震大震
    层间位移角1/5501/50
    总体性能无损坏较严重损坏
    框架梁无损坏,OP:θ=0.0%较严重损坏,CP:θ≤2.0%
    框架柱无损坏,OP:θ=0.0%中度损坏,LS:θ≤1.0%;部分较严重损坏,LS:θ≤1.5%
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    表  5  结构模型质量、周期对比

    Table  5.   Comparison of structural model quality and natural periods

    项目YJKPERFORM-3D差值/%
    质量/t10 52210 370–1.44
    第1周期/s1.092 41.100 00.70
    第2周期/s1.027 21.044 01.64
    第3周期/s0.972 10.989 11.75
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-17
  • 网络出版日期:  2022-05-31
  • 刊出日期:  2022-03-31

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