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

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　　【碩士】基于性能的既有砌體結(jié)構(gòu)加固改造與優(yōu)化研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：大連理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2009　　我國(guó)建筑業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了新建與維修改造并重的發(fā)展時(shí)期。特別是汶川地震以來(lái)，一大批不符合現(xiàn)行抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)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(shí)，鑒于學(xué)者們對(duì)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的研究已經(jīng)發(fā)展到基于性能的抗震設(shè)計(jì)階段，而利用基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想對(duì)既有房屋進(jìn)行加固改造的研究在國(guó)內(nèi)才開(kāi)始起步，有必要對(duì)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(wèn)題進(jìn)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(duì)象，在對(duì)該砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性評(píng)估和抗震性能評(píng)估的基礎(chǔ)上，利用基于性能的抗震設(shè)計(jì)理論，研究了針對(duì)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(duì)提升該結(jié)構(gòu)抗震性能水平的有利影響；同時(shí)，基于投資一效益準(zhǔn)則，還進(jìn)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?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：　　 (1)進(jìn)行了主樓砌體結(jié)構(gòu)整體性抗震性能評(píng)估方法的研究。在對(duì)該既有砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)、可靠性評(píng)估和抗震性能評(píng)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(diǎn)的變形與能量雙重破壞性能指標(biāo)來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)整體抗震性能進(jìn)行評(píng)估的方法，并通過(guò)此方法對(duì)主樓砌體結(jié)構(gòu)整體抗震性能進(jìn)行評(píng)估，得出該結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行抗震加固的結(jié)論?！　? (2)進(jìn)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(píng)估的研究。利用基于性能的隔震加固方法對(duì)主樓砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震加固，包括設(shè)防目標(biāo)的確定，宏觀性能目標(biāo)與量化性能目標(biāo)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(jì)，結(jié)構(gòu)地震時(shí)程響應(yīng)分析與抗震性能評(píng)估?！　? (3)進(jìn)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(píng)估的研究。在對(duì)主樓砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于性能的隔震加固研究的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行加層改造。利用基于性能的抗震設(shè)計(jì)理念，提出了加層改造結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)。具體通過(guò)對(duì)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(duì)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(diǎn)，能滿足加層改造結(jié)構(gòu)的既定性能目標(biāo)，提高了加層改造后整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。　　 (4)進(jìn)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(zhǔn)則，以外套框架全壽命總費(fèi)用為目標(biāo)函數(shù)，在充分考慮了土木工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化特點(diǎn)和對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件PK_PM的利用下，確定優(yōu)化模型的設(shè)計(jì)參數(shù)和約束條件，進(jìn)而對(duì)主樓外套框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算與分析，得出了針對(duì)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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