【硕士】局部底框砌体房屋的钢结构快速加固

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内容简介

　　5．12汶川大地震后，灾区房屋建筑受到不同程度的破坏，大量房屋严重震损，部分房屋倒塌，不仅造成大量人员伤亡和财产损失，也造成了大量受灾群众至今仍然无法回到固定住所正常生活。如果灾后重建工作只依靠新建工程，无论经济上还是时间上都存在较大困难。所以，快速加固震损房屋是解决受灾群众安居问题，保证社会和谐的重要途径。在绵竹市广泛存在的局部底框．砌体房屋，结构形式较为特殊，存在原始结构缺陷，遭受震害严重，现有规范和研究也没有相应的设计理论和方法，如何对此类房屋进行加固，并改善其抗震性能，是该地区恢复重建过程中面临的一项重要难题。基于这一问题的紧迫性和重要性，本文做了以下工作：　　根据绵竹市震损房屋安全鉴定资料和现场调查研究，局部底框一砌体房屋结构形式可分为底层单排柱框架、底层双排柱框架、底层两侧开店多排柱框架和底层端部框架四种形式；主要震损特点为：底层砌体墙破坏严重，上部纯砌体部分破坏较轻，而混凝土框架部分基本未发生破坏。　　为避免可能已处于极限破坏状态的震损房屋，在加固改造过程中受到扰动而发生二次灾难事故，本文采用有限元软件SAP2000，深入研究了房屋在发生不同程度的局部破坏后周围墙体的应力变化规律，结果表明，当底层一段外纵墙发生不同程度破坏时，其原来承担的上部荷载主要传递到两边横墙及相邻开间纵墙上；而底层山墙破坏时，其原来承担的上部荷载主要传递到离破坏位置较近纵墙上，对其他墙体影响较小。从底层单排柱框架和底层双排柱框架这两种主要的结构形式入手，计算分析了这两类模型房屋的侧移刚度分布特点：沿街平面框架与背街纵墙侧移刚度相差悬殊，底层层间侧移刚度相对于上部纯砌体层的层间侧移刚度薄弱；地震响应分析显示，由于底层结构前后刚度不一致造成的刚度中心和质量中心偏离，使局部底框一砌体房屋存在明显的平一扭藕联效应，其中底层双排柱框架结构在底层还出现明显的变形集中现象。　　为弥补局部底框一砌体房屋的结构缺陷，最终达到提高整体抗震性能的目的，本文根据抗震概念设计理论，提出保持底层层间刚度基本不变，通过调整背街外纵墙和沿街平面框架侧移刚度来达到使结构的刚度中心和质量中心趋于一致的整体抗震加固思想：针对这类房屋的沿街平面框架部分和不同程度震损的砖墙部分，提出了多种初步可行的以钢结构为主的快速加固方法，并给出了相应的简化设计公式。　　　　

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