【碩士】基于性能的有砌體結構加固改造與優(yōu)化研究

內容簡介

　　摘要：我國建筑業(yè)已經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，一大批不符合現行抗震設防標準的處于高齡服役階段的砌體建筑結構急需得到妥善的加固和改造。同時，鑒于學者們對結構抗震設計的研究已經發(fā)展到基于性能的抗震設計階段，而利用基于性能的抗震設計思想對既有房屋進行加固改造的研究在國內才開始起步，有必要對基于性能的既有砌體結構加固改造與結構優(yōu)化的問題進行深入研究?！　”疚囊源筮B理工大學主樓砌體建筑結構為研究對象，在對該砌體結構進行可靠性評估和抗震性能評估的基礎上，利用基于性能的抗震設計理論，研究了針對主樓砌體結構本身以及外套框架加層結構的隔振加固措施對提升該結構抗震性能水平的有利影響；同時，基于投資一效益準則，還進行了該結構在采用隔震外套框架改造措施情況下的結構優(yōu)化研究。具體地，主要研究內容包括以下幾個方面：　　(1)進行了主樓砌體結構整體性抗震性能評估方法的研究。在對該既有砌體結構進行檢測、可靠性評估和抗震性能評估的基礎之上，研究了利用適用于磚砌體結構地震破壞特點的變形與能量雙重破壞性能指標來對結構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構整體抗震性能進行評估，得出該結構需要進行抗震加固的結論?！　?2)進行了基于性能的主樓砌體結構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構進行抗震加固，包括設防目標的確定，宏觀性能目標與量化性能目標的確定，隔震層恢復力特性的研究，隔震裝置的選擇與參數的確定，隔震裝置的布置，結構耗能設計，結構地震時程響應分析與抗震性能評估。　　(3)進行了基于性能的主樓砌體結構隔震外套框架加層改造方法及其減震性能評估的研究。在對主樓砌體結構進行基于性能的隔震加固研究的基礎上，對其進行加層改造。利用基于性能的抗震設計理念，提出了加層改造結構的性能目標。具體通過對非隔震外套框架與基礎隔震外套框架兩種加層改造結構形式的地震反應對比分析，得出外套框架“高雞腿"結構形式不利于結構整體抗震性能的結論，而利用基礎隔震形式減小震害的特點，能滿足加層改造結構的既定性能目標，提高了加層改造后整體結構的抗震性能?！　?4)進行了主樓砌體結構隔震外套框架加層改造的結構優(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，在充分考慮了土木工程結構優(yōu)化特點和對現有結構設計軟件PK_PM的利用下，確定優(yōu)化模型的設計參數和約束條件，進而對主樓外套框架結構進行優(yōu)化計算與分析，得出了針對加層改造結構優(yōu)化模型的若干重要結論。　　

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