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改革开放以来,一些老旧的低层或多层建筑虽已不能满足人们的生产和生活的功能需要,但不能对其进行简单粗暴的拆除,而是需要对房屋实行加固改造,轻钢加层改造由于工期短,成本低,高效率等特点被广泛应用。加层后结构的抗震性能发生改变。一方面整体结构变柔、周期增大;另一方面轻钢部分与原结构的质量和刚度发生突变,所以需要对加层后建筑进行加固,采用防屈曲耗能支撑作为一种新兴的加固手段,不仅能够降低结构的柔度提高承载能力,另一重要方面因其自身的耗能能力还可以消耗大部分的地震作用,在结构中作为第一道保护防线,确保主体结构在地震作用下满足大震不倒的抗震要求。本文以阜阳九里中学教学楼加固工程为例,对于加层后的结构不满足抗震要求的问题,采用防屈曲耗能支撑加固方案,使加层改造后的建筑能够安全投入使用,主要研究的内容如下: 首先,对耗能支撑的相关知识和构件模型进行了系统的介绍,作为进行耗能支撑加固设计的理论基础,通过对加层后的原结构进行分析可知,轻钢加层后的结构抗震性能不满足要求,在此前提下对加层后的结构设计出两种耗能支撑的布置方案,并进行分析对比。 其次,对加层后的结构进行模态分析以及振型分解反应谱分析,从分析结果可知,采用两种耗能支撑布置方案可以有效的降低结构的柔度,提高抗侧刚度,避免出现刚度比突变的问题,有效的降低结构的层间位移角,控制了扭转对结构产生的不利影响。 再次,利用有限元软件对加层后的三个模型进行非线性分析,包括Pushover分析和非线性时程分析,通过分析可以得出结论:在三种模型中,模型3是采用全层布置支撑,从而使各层的层间位移角最小,有效的降低了结构的层间位移,保证了结构的安全性。在罕遇地震下,耗能支撑分担了主体结构的大部分剪力。并且耗能支撑优先于主体结构出现塑性铰,保护主体结构不过快的进入塑性阶段。因此耗能支撑对主体结构有很好的保护作用。 最后,对耗能支撑在罕遇地震下的轴力进行分析,进一步佐证了前文所得出的结论。并且给出了耗能支撑节点连接方式,以确保耗能支撑能与主体结构很好的协同工作。文章最后对于全文的研究内容和不足之处作了详细的总结。