【碩士】基于性能的有砌體結(jié)構(gòu)加固改造與優(yōu)化研究

內(nèi)容簡介

　　摘要：我國建筑業(yè)已經(jīng)進入了新建與維修改造并重的發(fā)展時期。特別是汶川地震以來，一大批不符合現(xiàn)行抗震設(shè)防標準的處于高齡服役階段的砌體建筑結(jié)構(gòu)急需得到妥善的加固和改造。同時，鑒于學(xué)者們對結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的研究已經(jīng)發(fā)展到基于性能的抗震設(shè)計階段，而利用基于性能的抗震設(shè)計思想對既有房屋進行加固改造的研究在國內(nèi)才開始起步，有必要對基于性能的既有砌體結(jié)構(gòu)加固改造與結(jié)構(gòu)優(yōu)化的問題進行深入研究。　　本文以大連理工大學(xué)主樓砌體建筑結(jié)構(gòu)為研究對象，在對該砌體結(jié)構(gòu)進行可靠性評估和抗震性能評估的基礎(chǔ)上，利用基于性能的抗震設(shè)計理論，研究了針對主樓砌體結(jié)構(gòu)本身以及外套框架加層結(jié)構(gòu)的隔振加固措施對提升該結(jié)構(gòu)抗震性能水平的有利影響；同時，基于投資一效益準則，還進行了該結(jié)構(gòu)在采用隔震外套框架改造措施情況下的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究。具體地，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：　　(1)進行了主樓砌體結(jié)構(gòu)整體性抗震性能評估方法的研究。在對該既有砌體結(jié)構(gòu)進行檢測、可靠性評估和抗震性能評估的基礎(chǔ)之上，研究了利用適用于磚砌體結(jié)構(gòu)地震破壞特點的變形與能量雙重破壞性能指標來對結(jié)構(gòu)整體抗震性能進行評估的方法，并通過此方法對主樓砌體結(jié)構(gòu)整體抗震性能進行評估，得出該結(jié)構(gòu)需要進行抗震加固的結(jié)論?！　?2)進行了基于性能的主樓砌體結(jié)構(gòu)隔震加固方法及其減震性能評估的研究。利用基于性能的隔震加固方法對主樓砌體結(jié)構(gòu)進行抗震加固，包括設(shè)防目標的確定，宏觀性能目標與量化性能目標的確定，隔震層恢復(fù)力特性的研究，隔震裝置的選擇與參數(shù)的確定，隔震裝置的布置，結(jié)構(gòu)耗能設(shè)計，結(jié)構(gòu)地震時程響應(yīng)分析與抗震性能評估?！　?3)進行了基于性能的主樓砌體結(jié)構(gòu)隔震外套框架加層改造方法及其減震性能評估的研究。在對主樓砌體結(jié)構(gòu)進行基于性能的隔震加固研究的基礎(chǔ)上，對其進行加層改造。利用基于性能的抗震設(shè)計理念，提出了加層改造結(jié)構(gòu)的性能目標。具體通過對非隔震外套框架與基礎(chǔ)隔震外套框架兩種加層改造結(jié)構(gòu)形式的地震反應(yīng)對比分析，得出外套框架“高雞腿"結(jié)構(gòu)形式不利于結(jié)構(gòu)整體抗震性能的結(jié)論，而利用基礎(chǔ)隔震形式減小震害的特點，能滿足加層改造結(jié)構(gòu)的既定性能目標，提高了加層改造后整體結(jié)構(gòu)的抗震性能?！　?4)進行了主樓砌體結(jié)構(gòu)隔震外套框架加層改造的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究?；谕顿Y．效益準則，以外套框架全壽命總費用為目標函數(shù)，在充分考慮了土木工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化特點和對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件PK_PM的利用下，確定優(yōu)化模型的設(shè)計參數(shù)和約束條件，進而對主樓外套框架結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化計算與分析，得出了針對加層改造結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型的若干重要結(jié)論。　　

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