框架结构办公楼隔震加固及内陈设备减震措施浅析

作     者：范成林 

作者单位：中国地震局工程力学研究所 

学位级别：硕士

导师姓名：戴君武

授予年度：2018年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：抗震加固 钢筋混凝土框架结构 抗震隔震 浮放设备 悬吊隔震 

摘      要：利用隔震技术对老旧建筑进行抗震加固改造在国内外已有较多案例。该技术可以在不影响上部结构的前提下,通过在既有建筑底部增设隔震层,大大降低上部结构的地震响应,显著提高结构整体地震安全性。采用隔震技术改造后,尽管建筑内部的仪器设备同时也得到保护,但对于重要性较高的仪器设备是否有必要进一步采取建筑隔震基础之上的附加减震措施值得探讨。本论文以某隔震加固改造工程为例,对框架结构采用隔震加固措施的技术分析流程进行了系统梳理,并对隔震后建筑内部浮放设备进一步采取附加减隔震措施的可行性进行了分析。全文主要体现在以下三个方面的工作:1.阅读了国内外大量相关文献,对既有建筑隔震加固技术的应用研究现状进行了梳理。2.以某四层带悬挑单跨钢筋混凝土框架结构办公楼为例,进行了隔震加固全流程分析。在对原结构按新的抗震设防要求进行抗震超限情况全面分析的基础上,提出了对该框架结构办公楼采用橡胶隔震装置改造加固的方案。按隔震加固方案,建立了采用天然橡胶支座和铅芯橡胶支座混合使用的有限元分析隔震结构模型,进行了详细的有无隔震结构的计算对比分析。分析结果表明,由于抗震能力严重不足,难以采用经济性较差的传统抗震加固方法对原结构进行抗震加固,而通过隔震后结构再联合采用对底层框架柱增大截面加固法和其他楼层柱外包型钢加固法,可以使结构达到8度(PGA=0.2g)抗震设防的要求。本文采用PKPM软件进行结构动力特性分析,运用ETABS软件进行结构非线性动力时程分析。对基础隔震、一层柱底隔震和一层柱顶隔震三种可行的隔震方案进行了对比分析,最后确定了采用一层柱底隔震和部分梁、柱加固的抗震加固方案。3.以案例办公楼在二楼放置的某重要设备为例进行模拟分析,进行了结构底层柱底隔震改造加固后对建筑物内浮放设备进一步采用附加悬吊减震措施的响应分析,与不采取附加悬吊减震措施、以及未隔震改造加固结构内浮放设备采取减震措施的减震效果进行了对比分析,为隔震建筑内重要浮放设备的二次减震保护研究提供了经验和参考。