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中文摘要

摘要

汶川地震中单跨教学楼框架结构的严重震害引起了广大科研工作者和工
程设计人员的高度重视,为此我国抗震设计规范及相关规程进行了相继更新,明
确规定乙类建筑不能采用单跨框架结构。然而我国尚有一大批既有单跨框架结构
亟需抗震加固,如何对该类结构进行合理、有效的抗震加固仍是目前困扰工程界
的主要难题之一,因此本文对适用于该类建筑增设钢筋混凝土剪力墙的抗震加固
方案进行探索,力求为工程人员提供一个注重整体结构抗震性能且易于实施的加
固设计思路。
本文针对三栋钢筋混凝土单跨框架结构,即 6 度()、 8 度()按 89
规范设计的单跨教学楼框架结构以及 7 度()单跨连廊框架结构实际工程,
分别提出三种不同加固方案,并采用 OpenSees 软件建立了对应的结构分析模型,
选取了一定数量的地震动,进行了多遇地震、设防地震和罕遇地震不同水平输入
下的地震反应分析,同时考察了由于抗震墙的增加而导致原框架构件的内力和配
筋的变化规律,在此基础上,提出了单跨教学楼和单跨连廊框架结构的抗震加固
方案的建议。
本文研究工作表明,不同烈度结构抗震加固中剪力墙设置规律有所不同,即 6
度区单跨教学楼当增设剪力墙承担的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的 50%
时,结构在不同地震输入下的抗震性能就能满足规范要求;对于 8 度区单跨教学
楼,除满足地震倾覆力矩要求,还须满足层间位移角限值,且后者起控制作用。
增设抗震墙后,虽然改善了整体结构的抗震性能,但亦造成某些既有构件的配筋
需求增大。尤其是 8 度区结构,随着抗震墙墙肢长度的增加,导致更多的既有构
件承载能力不足而需要加固。
对于 7 度区多层单跨框架连廊,受其抗震墙布置方式和数量的影响,墙肢长
度的少量增加反而引起整体结构层间变形的增大,按改变框架结构形式的最短墙
长加固更为合理有效,且加固对原框架结构中梁柱构件的计算配筋影响较小。

关键词:单跨框架结构,抗震加固,动力时程分析,抗震性能
I
重庆大学硕士学位论文
II
英文摘要

ABSTRACT

The May 12 Wenchuan earthquake has witnessed severe damages to teaching
buildings with single-span frame structure, which has aroused wide concern among
scientific researchers as well as engineer designers. Accordingly, the national Seismic
Design Code and relevant regulations have been updated, specifically stipulating that
single-span frame structure be banned in Category II structure. However, there remains
a large number of existent single-span frame structures in urgent need of seismic retrofit.
Thus, it poses one of the engineering conundrums to carry out the seismic strengthening
of those structures in a reasonable and effective way. The thesis explores a scheme of
seismic retrofit in terms of the addition of reinforced concrete shear wall applicable to
those structures, seeking to provide an easily implemented retrofit design focusing on
the overall anti-seismic performance.
This thesis proposes three different retrofit schemes respectively for three
single-span reinforced concrete frame structures of teaching building