不规则中小学校舍隔震加固技术研究

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自汶川大地震后,为了加强对未成年人在地震等突发事件中的保护,《建筑工程抗震设防分类标准》把中小学校舍的抗震设防类别由一般设防提高为重点设防。一些已建中小学校舍特别是一些存在安全隐患的校舍,抗震能力明显不满足现行国家标准,需要进行抗震加固。有些中小学校舍采用U型、L型等不规则平面形状,有些校舍采用单面走廊、单跨框架等对抗震不利的结构形式,这些不规则的中小学校舍在地震作用下出现偏心扭转、结构冗余度不够等安全隐患,而传统的抗震加固方法无法有效的解决这些问题。基础隔震技术已经被证明是一种减少结构上部反应的有效方法。摩擦滑移支座和铅芯橡胶支座是常用的隔震装置,将二者以合理的比例组合在一起,形成组合隔震体系,可以使两种支座发挥各自的优势,取得更好的隔震效果。本文通过试验,得到了摩擦滑移隔震支座和铅芯橡胶支座在一定竖向压力作用下的水平荷载-位移滞回曲线和骨架曲线,研究了两种隔震支座的刚度特性,为采用该支座的隔震建筑物的地震反应分析提供了参数。本文分别以一栋平面为L型教学楼和一座高度超过抗震规范限值的教学楼作为研究对象,利用有限元分析软件SAP2000,计算了不采用隔震技术、全部采用铅芯橡胶支座和采用组合隔震体系的建筑物的水平地震反应,对比分析了隔震效果。L型教学楼分析结果表明,全橡胶隔震结构和复合隔震结构都可以减少结构的平动地震反应和扭转地震反应。全橡胶支座隔震结构和复合隔震结构的顶层角速度值相差不大,为非隔震震结构的1/10左右。复合隔震体系在减少建筑物平动响应上优于全铅芯橡胶支座,但是在扭转效应上不如前者不如后者。高度超过抗震规范限值的教学楼分析结果表明:采用全橡胶支座隔震结构顶层层间位移仅有非隔震结构的1/20。采用隔震技术对不规则中小学校舍加固起到了较好的效果,值得进一步深入研究和开发应用。
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