農(nóng)村住宅抗震性能試驗(yàn)及綜合改造研究.pdf

1、本文以北京地區(qū)農(nóng)村住宅為主要研究對(duì)象，通過對(duì)北京地區(qū)農(nóng)村住宅結(jié)構(gòu)類型和抗震性能調(diào)研，進(jìn)行了典型住宅的結(jié)構(gòu)分類、抗震性能分析、抗震加固措施及其優(yōu)化研究;同時(shí)進(jìn)行了典型農(nóng)村住宅的原型和加固模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)、構(gòu)件的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)、模型的材料試驗(yàn)以及數(shù)值模擬分析，對(duì)比分析了結(jié)構(gòu)原型和加固模型在試驗(yàn)過程中的損傷和裂縫的發(fā)展、結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性（頻率和阻尼特性、動(dòng)力放大特性）、滯回曲線、剛度退化特性等，驗(yàn)證分析了抗震加固及節(jié)能綜合改造措施的有效性和可

2、行性，加固后模型達(dá)到了“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)。本課題主要的研究內(nèi)容如下:
　　(1)在大量現(xiàn)場調(diào)研工作的基礎(chǔ)上，歸納了北京地區(qū)既有典型單層農(nóng)宅的結(jié)構(gòu)布局特征，指出了其抗震性能方面存在的問題，提出了北京地區(qū)既有單層農(nóng)宅抗震性能研究方案，建議了抗震加固的目標(biāo)與抗震加固措施。
　　(2)根據(jù)既有農(nóng)宅抗震加固性能研究方案，按照不同加固措施、不同材料特性組合，完成了3片墻體的低周反復(fù)荷載擬靜力試驗(yàn)。分析了墻體在

3、試驗(yàn)過程中開裂發(fā)展和破壞情況，總結(jié)了墻體破壞的主要特征。同時(shí)對(duì)不同試件的歸一化骨架曲線、實(shí)測位移、滯回曲線、剛度退化、耗能性能等進(jìn)行對(duì)比分析，總結(jié)了不同加固墻體的抗震性能和承載能力。并通過數(shù)值模擬分析，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。
　　(3)根據(jù)農(nóng)宅典型性分析結(jié)果，選取了北京地區(qū)典型三開間單層農(nóng)村磚木結(jié)構(gòu)住宅作為振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)對(duì)象，完成了1個(gè)未加固模型與2個(gè)不同抗震加固模型的模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，分別采用了8度小震(0.072g)、8度中震

4、(0.2g)和8度大震(0.4g)的水平地震動(dòng)輸入，并對(duì)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，通過分析不同加載等級(jí)下的地震反應(yīng)、結(jié)構(gòu)頻率和阻尼比、結(jié)構(gòu)損傷和裂縫發(fā)展，總結(jié)了未加固農(nóng)宅和采用不同措施抗震加固后農(nóng)宅的抗震性能，檢驗(yàn)了北京既有單層農(nóng)宅的抗震能力以及驗(yàn)證了抗震加固措施的有效性。
　　(4)利用SAP2000軟件，對(duì)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)整體模型進(jìn)行了模態(tài)分析，得出了試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼駝?dòng)頻率和振型，并對(duì)不同配重施加方式的誤差和影響進(jìn)行了分析。
　　(

5、5)研究提出了農(nóng)宅縱墻抗側(cè)剛度的簡化計(jì)算方法，解決了實(shí)際工程加固設(shè)計(jì)時(shí)，定量計(jì)算前后縱墻的抗側(cè)剛度的問題，對(duì)于確定農(nóng)宅抗震加固措施、盡可能減小前后縱墻的抗側(cè)剛度差，有重要實(shí)用意義?；貧w提出了加固前后磚砌體極限承載力理論計(jì)算公式。
　　(6)開展了試點(diǎn)工程建設(shè)，根據(jù)試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃偷湫娃r(nóng)宅結(jié)構(gòu)類型，分別選取了2個(gè)試點(diǎn)工程，針對(duì)試點(diǎn)工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分別設(shè)計(jì)了抗震加固和節(jié)能綜合改造方案，并組織施工。通過與傳統(tǒng)加固方法的對(duì)比，證明本文提出的加固方

6、法具有加固針對(duì)性強(qiáng)、施工便利、經(jīng)濟(jì)節(jié)約等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)試點(diǎn)工程的建設(shè)為后期農(nóng)宅抗震加固和節(jié)能改造工作的全面鋪開，起到了示范作用。
　　本文提出了兩種前檐加固措施:增設(shè)鋼門窗框的抗震加固措施和增設(shè)鋼筋混凝土門框的加固措施。提出了鋼板圈梁整體加固農(nóng)宅的措施。這些加固措施均是不同于傳統(tǒng)加固方法的創(chuàng)新性研究成果，并已經(jīng)都取得了專利。
　　成果對(duì)北京地區(qū)乃至全國農(nóng)村住宅的抗震節(jié)能綜合改造都有重要技術(shù)支撐作用，已發(fā)布的《北京市農(nóng)村住宅建筑（