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基于加固效费比的既有砌体结构抗震加固优选方法研究

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随着建筑行业的快速发展,我国已经进入了新建和加固改造共存的阶段。由于建筑用地有限和环保等问题,对于现存早期砌体结构的检测鉴定和加固改造,逐渐引起了结构工程师的重视,选取合理的加固方案对既有建筑加固效率起到了至关重要的作用。 本文通过对超期服役的砌体结构进行现场检测及鉴定,依托该工程背景建立了砌体结构加固效费比模型。同时,结合组合赋权-TOPSIS算法建立了基于加固效费比的砌体结构抗震加固优选方法,并分析多种因素对加固方案决策的影响。主要研究内容如下: (1)通过给出砌体结构安全性鉴定、抗震鉴定的操作流程,对既有砌体结构进行现场检测及安全性鉴定,得出该建筑物在层高、砂浆强度、圈梁和构造柱的设置、承重门窗间墙的最小宽度不满足现有规范要求。该结构安全性评定为Csu,计算出各层结构的楼层综合抗震能力指数均小于1.0,因此需要对该结构墙体进行抗震加固处理。 (2)由于该建筑物为我国早期大量现存的A类砌体结构,故以此工程为算例背景,将结构层数和砂浆强度作为控制变量,采用三种加固方案进行变参数建模计算,得出变参数模型的楼层综合抗震能力指数差值及加固费用,建立砌体结构加固效费比模型。三种加固方案的效费比受结构层数影响较大,受砂浆强度影响较小。 (3)通过归纳不同结构形式的评价指标体系,采用变异系数和不一致性系数等数学方法,综合考虑经济、技术、功能、效果对加固方案的影响,构建出砌体结构加固方案优选的二级指标体系。介绍了层次分析法和熵值法组合赋权的方法,确定指标权重,更加全面体现出决策者的主观意愿和结构自身的客观实际。结合TOPSIS算法,建立了砌体结构的加固方案优选模型。 (4)根据建立的砌体结构加固效费比模型,结合组合赋权-TOPSIS算法,建立了一套基于效费比的砌体结构抗震加固优选方法,并给出具体操作流程。有针对性地分析了结构层数、砂浆强度对加固方案决策的影响。效费比是影响加固方案决策的主要因素;对于1层~2层结构应优先选用水泥砂浆面层加固;对于3层~4层结构,当砂浆强度较低时,优先采用水泥砂浆面层加固,当砂浆强度较高时,优先采用板墙加固。

祁泽宇

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既有砌体结构 抗震加固 效费比 评价指标体系

硕士

土木工程

吴平川、齐虎

2023

河北工程大学

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