建筑抗震设计规范GB50011-2010问题解答(六)

国家工程建设标准《建筑抗震设计规范GB50011-2010》于2010年12月1日实施以来。各地工程技术人员在按新规范进行建筑抗震设计时,产生和遇到了各种各样的问题,并通过各种渠道将问题反映到规范管理组。为及时回答这些问题,补充完善、甚至是修正规范的某些不妥之处,为此,《工程抗震与加固改造》从2012年2期开始,开辟"建筑抗震设计规范问题解答"专栏连载有关文章,将有关问题整理归类、逐条回答。本文针对规范第7章所提出的部分问题加以解答,供读者参考和批评指正。     

网格结构受屈曲影响压杆套管加固法研究及工程应用

大跨屋盖体系中存在大量的正在服役使用的网格结构,其鉴定、诊断、加固、维修技术已成为加固技术研究的热点之一。网格结构加固中常常会遇到杆件的强度满足要求而稳定性不满足要求的问题。常规的替换杆件加固法或焊接增大截面加固法均存在施工风险大、工期长的问题。为减少对建筑使用功能影响,负载条件下进行加固并尽量减少施工现场作业成为网格结构压杆稳定性加固中亟待解决的问题。结合某屋盖网格结构加固工程,课题组提出了一种解决网格结构压杆稳定性不足的套管加固法,采用屈曲-接触力学理论推导和试验校核相结合的方法,针对加固后不同的破坏机理,建立相应的力学模型,分析内管及套管的屈曲变形特征、接触传力机制及套管与内管的共同工作机理。在此基础上提出套管加固后压杆稳定承载力的计算公式,为工程应用及规范制定提供科学依据。套管加固法减少了网架结构加固中的杆件拆除及焊接作业,降低施工风险,缩短施工作业时间,取得了良好的社会与经济效益,可为类似改造工程提供借鉴。     

基于冗余度理论的建筑抗震设计方法研究

基于建筑抗震冗余度的基本内涵,从建筑结构布局和构件截面的承载力设计两个方面对基于冗余度理论的建筑抗震设计方法进行了全面的论述。本文研究的基于冗余度理论的建筑抗震设计方法是对现行规范的有益补充和完善,可供工程设计人员和相关的科研工作者参考使用。     

我国抗震防灾技术标准的发展进程与展望

本文回顾了我国抗震防灾技术标准的发展进程,对各历史阶段抗震防灾标准的技术变革和特点进了分析和论述;其次,结合我国实际情况论述了我国抗震防灾技术标准的主要特点;第三,对现阶段我国抗震防灾技术标准存在的问题进行梳理和总结;最后,结合《中华人民共和国防震减灾法》有关地震灾害预防和震后重建的要求,对抗震防灾技术标准进一步发展提出了相应的建议。期望本文能对广大从事抗震防灾工作的同志有所裨益。     

不同设防烈度RC框架结构的地震倒塌风险统计与分析

为开展基于一致倒塌风险的抗震设计方法研究,以不同设防烈度下6层RC框架结构模型设计结果为例,采用动力弹塑性时程分析和概率统计的方法对GB 50011《建筑抗震设计规范》约定罕遇地震以及50年超越概率2％地震作用下建筑倒塌概率进行分析,并对建筑倒塌概率的影响因素进行研究.结果表明:结构的最大弹塑性层间位移角服从正态分布;按层间位移角的累积概率进行风险评估,在规范约定罕遇地震下,6度和8度(0.30g)设防RC框架结构的抗倒塌性能有保证,7度(0.1g)、7度(0.15g)和8度设防时倒塌风险显著偏高;在50年超越概率2％地震下作用,8度(0.30g)和9度设防RC框架结构的抗倒塌性能基本有保证,6度、7度(0.1g)、7度(0.15g)和8度设防时倒塌风险显著偏高;结构倒塌风险与预期地震作用下层间位移角平均值具有明显的相关性,严格控制预期罕遇地震下的平均最大层间位移角是确保抗倒塌性能的重要手段;对于中低烈度设防的RC框架结构,规范GB 50011约定罕遇地震峰值加速度明显偏低、结构构件抗震等级低、轴压比限值高、框架柱截面小、结构初始刚度和屈服承载能力偏小等是地震倒塌风险偏高的主要原因.     

含有屈曲约束支撑框架的振动台试验研究

通过对含有屈曲约束支撑的框架进行振动台试验,研究了屈曲约束支撑对结构地震反应的减震效果。选用3条天然波和1条人工波进行加载,记录了模型的加速度反应,分析了BRB在试验中的力学性能,并与理论计算值进行了对比,研究了台面输入加速度为0.6g和1.0g时框架底层BRB的滞回曲线。探讨了不同台面输入下输入能量在模型中的分布情况。试验及研究结果表明,当台面输入加速度小于0.6g时,屈曲约束支撑可以为结构提供稳定的侧向刚度;当台面输入加速度大于0.6g时,屈曲约束支撑通过自身塑性变形来吸收能量;当台面输入加速度为1.0g时,屈曲约束支撑可以吸收台面输入的20%~40%的能量。     

某剧场平板网架屋盖鉴定与修复北大核心

某剧场屋盖网架工程始建于1987年,已经使用近30年,屋盖为空间正放四角锥网架结构,采用螺栓球节点。在改建过程中,因由使用功能升级及设备改造,原网架结构不能满足安全性及耐久性要求,需对其进行检测、鉴定及加固。依据钢结构加固原理,针对节点及杆件的不同受力特征,采用了新型加固方法,对于螺栓球节点采用附加扁钢节点板方式进行加固,对于支座节点采用增设加劲肋解决其稳定问题,针对受压稳定性不满足要求的杆件及受拉承载力不满足要求的杆件分别提出了"外包接触式套管加固"及"贴焊套管加固"两种不同加固方案,提高了杆件的抗拉及受压屈曲承载力,解决了杆件安全性问题,也减少了网架结构加固中的焊接作业,从而有效消除了焊接应力的影响以及焊接过程中钢管高温软化可能导致的非预期破坏,并大大缩短了施工作业时间,取得了良好的社会与经济效益,为以后类似改造工程提供了借鉴。     

底层填充墙平面不均匀布置对框架结构抗震性能的影响研究北大核心CSCD

我国抗震规范强调应估计框架结构的围护墙和隔墙的设置对结构抗震的不利影响,但在具体工程设计中一般并未详细考虑填充墙布置不均匀对框架结构的影响。历次震害调查表明,填充墙的不均匀布置会对结构抗震产生明显不利影响。采用FEMA 356的建议将填充墙等效为斜撑,并基于Open Sees建立了可反映填充墙退出工作的有限元模型。通过对某框架结构填充墙底层平面不均匀布置框架的动力弹塑性分析,从结构整体变形、构件内力及变形以及结构破坏机理等方面,深入分析填充墙平面不均匀布置对框架结构抗震性能的影响,进而提出针对填充墙平面不均匀布置的改进方案,并通过动力弹塑性分析验证方案的有效性。     

建筑抗震设计规范GB50011-2010问题解答(五)

国家工程建设标准《建筑抗震设计规范GB50011-2010》于2010年12月1日实施以来.各地工程技术人员在按新规范进行建筑抗震设计时,产生和遇到了各种各样的问题,并通过各种渠道将问题反映到规范管理组.为及时回答这些问题,补充完善、甚至是修正规范的某些不妥之处,为此,《工程抗震与加固改造》从2012年2期开始,开辟“建筑抗震设计规范问题解答”专栏连载有关文章,将有关问题整理归类、逐条回答.本文针对规范第7章所提出的部分问题加以解答,供读者参考和批评指正.     

关于既有建筑评估和改造的目标可靠指标确定方法的探讨

采用拟建建筑设计的目标可靠指标直接对既有建筑进行评估往往是不合理的。介绍了确定既有建筑评估和改造的目标可靠指标方法，包括可接受风险准则、生命安全准则、成本优化准则和可靠度“校准法”，提出了既有建筑评估和改造的目标可靠指标的最优决策方法。研究表明：可接受风险准则与生命安全准则决定了既有建筑评估的目标可靠指标的下限值；基于贝叶斯方法、验证荷载方法和“等失效概率原则”的“校准法”可以获得符合既有建筑实际的可靠指标；成本优化准则可以使业主以最经济的方案对既有建筑的改造升级做出决策。综合以上四种方法进行决策，可以使既有建筑的安全与成本之间达到最佳的平衡。