文档介绍：框架-砌体混合结构抗震性能分析与加固改造
安徽省建设工程勘察设计院
(谭奇马金龙曹光暄)
框架结构和砌体结构是我国建筑结构的主要形式,
现行规范对这两种结构混合承重的结构(如底框结构,内框架结构)采取了很多抗震措施,并且明确指出此类结构仅适用于标准设防类及以下的房屋。
但是,目前有部分90年代左右建造的中小学重点设防类建筑采用的是框架-砌体混合结构,这类结构有的是底框结构,有的是框架和砌体相连的结构。
这种混合结构的抗震能力明显不足,在地震作用下极易产生破坏,从而严重威胁人的生命财产安全。
对这类建筑的抗震鉴定,目前还没有成熟的鉴定经验。
本文对某框架和砌体相连的混合结构进行地震作用分析,以了解这种混合结构的抗震性能及承重墙体的抗震承载力情况,并根据抗震分析结果对其进行抗震加固改造。
合肥某中学综合楼,共5层,。
本综合楼右侧采用砌体结构,预制楼屋盖,左侧采用框架结构,现浇楼屋盖;第一层承重墙厚370mm,二层以上承重墙厚240mm。
抗震设防烈度为7度,建筑场地类别为Ⅱ类,建筑设防类别为重点设防类(简称乙类),抗震鉴定类别为B类。
经检测,梁、柱混凝土强度可达C20,,砖强度可达M10。本综合楼标准层结构布置图如下图所示。
本综合楼为框架与砌体相连的混合结构,采用国内常用的PKPM结构分析软件进行分析计算时,因无法对砌体弹性模量、泊松比等参数作出定义,分析误差较大。困此,本文采用ETABS结构分析软件对本综合楼进行地震作用分析和计算:
名称
强度等级
弹性模量(MPa)
剪变模量(MPa)
泊松比
容重(kN/m3)
混凝土
C20
25500
10200
27
砌体墙
1807
785
22
ETABS结构分析材料输入参数
采用地震反应谱法进行分析计算,地震分组为第一组,,  。结构分析模型如图:
本楼地震作用分析主要依据现行抗震规范关于多层框架剪力墙的计算分析要求进行。分析结果如下:
楼层
楼层最大层间位移角
楼层最大位移/平均位移(mm)
层间剪力(kN)
框架部分承担剪力(kN)
框架所占剪力百分比(%)
横向
纵向
横向
纵向
纵向
第一层
1/3381
843
1235
152
%
第二层
1/1988
780
1157
104
9%
第三层
1/2013
671
988
77
%
第四层
1/2276
518
741
58
%
第五层
1/3058
284
393
31
%
楼层层间剪力、弹性位移比、框架承担剪力百分比
分析: (),属平面扭转不规则;
~%,表明楼层绝大部分地震剪力都集中到了楼层各片承重墙上。
这种混合结构体系对抗震十分不利。
楼层
③轴承重墙体
⑥轴承重墙体
⑨轴承重墙体
地震剪力设计值
抗震承载力设计值
抗力/效应比
地震剪力设计值
抗震承载力设计值
力/效应比
地震剪力设计值
抗震承载力设计值
抗力/效应比
第一层
519
469
238
298
466
457
第二层
457
320
225
211
430
304
第三层
384
297
192
192
353
297
第四层
293
285
143
173
251
273
第五层
138
238
67
151
94
238
下表为第③、⑥和⑨轴横向承重墙地震剪力设计值、抗震承载力设计值及比较情况。可以看出,部分墙体抗震承载力不满足,需采取抗震加固措施。