单层工业厂房抽柱改造的全过程受力分析

摘要

在当今的中国，随着投资的增加、行业的发展以及可持续发展意识的加强，厂房的改造问题愈受重视。很多厂房在经过多年的使用之后，很难适应如今对提高生产工艺以及更换生产设备的要求，亟需改造。本文是以某有色金属公司第一冶炼厂转炉车间的抽柱改造工程为背景，研究单层重工业厂房抽柱改造的全过程受力分析。详细总结了类似改造工程的改造方案，并根据本厂房改造的要求，选择合适的改造方案：不拆屋面的非完整托架顶升方案。详细阐述了该改造方案的施工步骤以及相关的施工工艺要求，并对整个改造过程中施工工艺引起的结构内力变化进行了详细的建模分析。
　　本文将厂房抽柱改造的全过程细分为屋架顶升过程、托架施工过程以及千斤顶卸载过程，运用有限元软件SAP2000对这三个过程状态以及原厂房状态和改造完成后的厂房状态构建了五个模型分别进行模拟分析。通过对这五个模型的模拟计算以及对比分析，对改造过程中结构构件的受力状态、特点以及变化规律进行研究，并对改造方案和施工工艺进行修改和论证，进一步提升该改造方案和施工工艺的可行性。根据有限元软件SAP2000的模拟分析，对改造过程中屋架、新增托架、待抽柱两侧柱等重要构件的受力变化、挠度变化进行分析总结，并实时模拟监测屋架顶升以及千斤顶卸载过程中这些重要构件的受力变化和挠度变化，进一步优化顶升方案、千斤顶卸载方案以及相关的改造措施。为了进一步确定新增托架与屋架连接处节点在改造过程中的受力变化是否满足要求，本文利用有限元软件 ABAQUS对屋架顶升加固点以及新增托架与屋架相交处进行实体模拟分析，对千斤顶开始卸载直至最不利荷载的过程进行分析研究，确保节点在改造过程中安全受力。根据大量改造工程的经验和相关文献，总结出类似抽柱改造工程可能会出现的安全事故，比如厂房坍塌等。然后从这些安全事故出发，逆向分析出造成该事故发生的因素，并进行总结归纳。改造施工过程中提前做好预防工作，确保改造的安全顺利进行。

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第一章 绪 论

1.1厂房改造的意义

1.2厂房改造的原则

1.3厂房结构加固设计一般采用的方法及内容

1.4厂房的改造的内容

1.5国内外相关研究动态与发展前沿

1.6本文研究的内容

第二章 抽柱改造的方案分析与施工工艺分析

2.1 工程背景

2.2 抽柱改造施工方法总结与比较

2.3抽柱改造工程的设计原则和施工原则

2.4单层工业厂房抽柱改造设计流程

2.5 混凝土柱加固分析

2.6柱间支撑移位分析

2.7屋架顶升施工工艺分析

2.8托架施工工艺分析

本章小结

第三章 抽柱改造的有限元分析

3.1 有限元分析模型的建立

3.2 改造过程中各阶段模型的建立与分析

3.3 原厂房结构静力分析

3.4 屋架顶升过程有限元分析

3.5 托架施工模型有限元分析

3.6 改造完成的模型分析

本章小结

第四章 抽柱改造过程的控制分析及节点分析

4.1控制分析的目的与意义

4.2顶升过程控制分析

4.3卸载过程控制分析

4.4改造过程屋架与托架相交处以及顶升点分析（ABAQUS分析）

本章小结

第五章 抽柱改造工程安全风险分析

5.1抽柱改造工程施工的安全风险识别

5.2抽柱改造过程风险综述

5.3抽柱改造过程安全风险应对措施

本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

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