层间隔震在建筑加层改造中的应用研究

• 作 者: 胡少军
• 出 处: 兰州交通大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 混凝土框架结构 加层改造 层间隔震 有限元模型

随着我国经济不断发展,城市人口日益增多使得住宅的需求也急剧增加,城市建设用地逐渐紧张,为了增加使用面积,对旧房进行加层改造便是一种比较好的办法。轻钢加层改造具有增加使用面积的同时又不增加占地面积、施工周期短、节约资源等优点。但进行钢结构加层改造后,加层结构与原钢筋混凝土结构存在刚度突变,在地震作用下会产生显著的鞭梢反应,整体结构的动力特性也会发生较大的改变,这就需要对结构加层改造后的减震性能进行研究。本文将隔震技术应用于旧房加层改造中,研究加层结构在地震作用下的动力响应。本论文主要研究以下内容:(1)采用SAP2000有限元软件对不同加层体系建立了三种分析模型,分别为传统抗震结构、直接加层结构、隔震加层结构,并进行了模态分析。结果表明:不同加层体系的结构自振周期均有所增长,相比直接加层体系,隔震加层体系增幅更大。(2)对三种模型进行多遇地震和罕遇地震下的时程分析,施加三种地震波,得出三种结构模型的层间剪力、层间位移角、层加速度以及支座滞回曲线。通过分析可以得到三种结构模型在不同地震作用下的响应变化规律和减震效果。结果表明:由于隔震层能吸收一部分向上部传递的地震能量,隔震加层结构上部的地震响应相比直接加层结构均有不同程度的减小,减震效果明显,但隔震层下部结构的地震响应有增加也有减小。(3)对加层隔震结构模型输入双向地震动进行时程分析,对比单向和多向地震动作用下,隔震加层结构的层间剪力、层间位移角和层加速度以及支座滞回曲线,分析双向地震动对加层改造结构抗震性能的影响。结果表明:双向地震动作用下,结构的层间剪力、层间位移角和层加速度都有一定程度的增加,变化规律与单向类似。另外,相比单向地震,隔震支座滞回面积也有所增加,说明隔震支座在双向地震作用下发挥得更充分,减震效果更好。(4)采用时程分析,对原结构采用不同的加层层数进行抗震性能分析,通过结构加层层数的变化,观察结构的地震响应,对比分析层间隔震对结构的减震作用。结果表明:不同的加层层数对结构内力有较大影响,结构的薄弱位置可能随着加层层数的改变而改变。相比多遇地震,罕遇地震作用下结构的减震效果更好。