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高层建筑结构加固改造研究

作　者: 吴仕岩
导　师: 韩庆华；黄忆龙
学　校: 天津大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 高层建筑加固改造钢筋混凝土非线性有限元
分类号: TU974
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

目前,我国建筑已开始从大规模新建时期迈向了新建与维修并重时期。很多重要的建筑物由于建造地段和文化因素,不能够轻易拆除。国内加固和改造行业的需求迅速增长。加固改造工程由于结构受力的特点,因而其设计和分析具有较大的技术难度。同时由于施工条件因素,其施工难度也较建造新的建筑为高。本文针对民航总局办公大楼的加固整修工程实例,对高层建筑结构的加固与改造工程做了较为深入的分析与研究。文中对加固前原结构的可靠度进行了鉴定分析,根据可靠度鉴定结果对结构的加固设计提出建议。根据结构的受力原理,选择合适的加固形式,进行了加固设计。文中还针对该工程中某典型框架梁的外包钢筋混凝土加固,进行了加固全过程的钢筋混凝土非线性有限元分析。本文还对结构的加固施工工艺进行了细致的研究和总结。

全文目录

第一章绪论  9-13
  1.1 我国高层建筑结构加固改造工程现状  9
  1.2 建筑结构加固改造工程的社会意义及发展前景  9-10
  1.3 高层建筑结构加固改造的主要内容  10
  1.4 民航总局大楼概况  10-12
  1.5 本文的主要研究工作  12-13
第二章结构的可靠度鉴定  13-22
  2.1 结构可靠度鉴定的必要性  13-14
    2.1.1 混凝土结构加固工作程序  13-14
    2.1.2 可靠度鉴定的意义  14
  2.2 结构可靠性分析方法  14-17
    2.2.1 单个破坏模式构件的可靠性  14-15
    2.2.2 多个破坏模式构件的可靠性  15-16
    2.2.3 结构体系的可靠性分析  16-17
  2.3 钢筋混凝土结构可靠度的鉴定方法  17-18
    2.3.1 建筑物可靠性鉴定的基本概念  17-18
    2.3.2 建筑物的鉴定方法  18
    2.3.3 钢筋混凝土结构的可靠度鉴定  18
  2.4 民航总局大楼的可靠度鉴定工作  18-22
    2.4.1 鉴定内容及范围  18-19
    2.4.2 现场检查与测试  19-20
    2.4.3 原有结构计算分析  20-21
    2.4.4 结构可靠性评定与建议  21-22
第三章结构加固设计  22-30
  3.1 结构加固基本原理  22-24
    3.1.1 加固结构的受力特征  22
    3.1.2 加固结构新旧材料的共同工作问题  22-23
    3.1.3 混凝土结构加固材料的要求  23
    3.1.4 卸荷对加固结构承载力的影响  23-24
  3.2 结构加固方法及其选择  24-28
    3.2.1 直接加固法  25-27
    3.2.2 间接加固法  27-28
  3.3 民航总局大楼的加固方案  28-29
  3.4 本工程结构加固计算  29-30
第四章外包钢筋砼法加固全程有限元分析  30-49
  4.1 分析目的及分析对象  30
  4.2 本文分析对象所具有的特点  30-32
    4.2.1 需模拟加固构件存在的“二次受力”现象  30-31
    4.2.2 需考虑钢筋、裂缝效应的钢筋混凝土的非线性分析  31-32
    4.2.3 考虑加固前后及后续使用的全过程分析  32
  4.3 钢筋混凝土非线性分析方法  32-38
    4.3.1 钢筋模型的选择  32-33
    4.3.2 钢筋混凝土的本构关系、屈服准则及强化模型  33-35
    4.3.3 混凝土的破坏准则  35-36
    4.3.4 混凝土的开裂分析  36-38
  4.4 外包钢筋砼法加固梁的有限元分析方法  38-41
    4.4.1 利用ANSYS 软件Solid65 单元及Concrete 材料分析钢筋砼  38-40
    4.4.2 采用“单元生死”及“重启动”技术实现模拟“结构二次受力”现象  40-41
  4.5 外包钢筋砼法加固梁分析模型介绍  41-44
    4.5.1 实际加固框架梁构造  41
    4.5.2 三维建模的几点考虑  41-42
    4.5.3 加固框架梁的有限元模型及其参数  42-44
  4.6 计算结果及分析  44-49
    4.6.1 各阶段挠度分析  44-46
    4.6.2 各阶段应力分析  46-47
    4.6.3 各阶段裂缝分析  47-48
    4.6.4 实际加固梁受力性能分析  48-49
第五章旧结构的拆除  49-53
  5.1 旧结构的拆除设计  49-50
  5.2 旧结构的拆除施工  50-51
  5.3 动拆的支护、安全和环保措施  51-53
第六章结构加固施工  53-73
  6.1 基础加固施工  53-55
    6.1.1 基础加固施工工艺的选择  53-54
    6.1.2 民航总局办公楼基础加固施工  54-55
  6.2 框架梁柱的加固施工  55-63
    6.2.1 框架加固常用施工工艺  55-60
    6.2.2 民航总局办公大楼框架加固施工  60-63
  6.3 剪力墙的加固施工  63-64
  6.4 楼板、楼梯加固施工  64-66
  6.5 结构加固施工的质量控制  66-71
    6.5.1 质量保证体系  66-68
    6.5.2 质量保证措施  68-71
  6.6 结构加固施工的进度控制  71-73
第七章建筑构配件的改造设计与施工  73-84
  7.1 墙体工程的改造设计与施工  73-75
    7.1.1 外围护墙体  73
    7.1.2 内隔墙施工方案  73-75
  7.2 防水层的改造设计与施工  75-76
    7.2.1 地下室防水  75-76
    7.2.2 楼地面防水  76
    7.2.3 屋面防水  76
    7.2.4 外墙板缝防水  76
  7.3 外装饰面层的改造设计与施工  76-80
    7.3.1 外墙面砖  76-77
    7.3.2 玻璃幕墙  77-80
  7.4 内装饰面层的改造设计与施工  80-81
    7.4.1 内墙抹灰  80-81
    7.4.2 内墙涂料（乳胶漆）  81
    7.4.3 卫生间墙面砖镶贴  81
  7.5 门窗的改造设计与施工  81-83
    7.5.1 铝合金窗  81-82
    7.5.2 木门安装  82
    7.5.3 木制品油漆  82-83
  7.6 楼地面的改造设计与施工  83-84
第八章结论与展望  84-86
参考文献  86-87
发表论文和科研情况说明  87-88
致谢  88

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