优秀历史建筑上海外滩3号楼改造加固抗震设计研究

摘要

外滩3号楼位于素有“万国建筑博览会”之称的上海外滩,建于1916年,是一栋不可多得的优秀历史建筑。优秀历史建筑年代久远,结构类型多样,现状复杂,且存在保护部位,因此加固设计相对困难。加固完成后,结构的性能也往往和一般建筑有所不同。本文主要对外滩3号楼的加固抗震设计进行研究,并寻求更有效的设计方法,使优秀历史建筑的加固改造设计更为可靠。
　　 本文首先在查阅了大量资料的基础上,介绍优秀历史建筑加固改造设计的现状,对优秀历史建筑加固改造的设计难点、设计方法和加固手段进行综合总结和分析,指出优秀历史建筑加固改造的特殊性以及当前设计中需进一步解决的问题。
　　 基于性能的抗震设计是结构抗震设计发展的主要方向。静力弹塑性分析(Pushover analysis)是实现基于性能的抗震设计方法的关键手段。静力弹塑性分析的主要内容包括结构性能曲线的求取和结构目标位移的计算及结果的分析评价。Pushover分析方法从模型的建立到性能点的求取以及结果的分析都体现了基于性能设计的思想。为在外滩3号楼加固抗震设计中引入Pushover分析,本文详细介绍了Pushover分析方法的过程。
　　 科学的检测和分析是结构加固改造的基础。本文详细介绍了外滩3号楼加固前的结构状况并进行了分析评价。
　　 随后,本文介绍了按现行规范对外滩3号楼的改造加固设计。外滩3号楼的改造加固设计以保护优秀历史建筑为前提,以对结构最小程度改造并满足最大化建筑功能要求为目标,采用减少不必要荷载、加固梁柱节点、增设钢支撑等方法改善结构性能,采取适当的加固手段,达到了建筑使用要求,改善了结构性能。
　　 为进一步了解加固后结构的抗震性能,探索更有效的加固抗震设计方法,本文接着采用Pushover方法对外滩3号楼进行了分析。结果发现由于优秀历史建筑本身结构的特殊性,加固后的结构在强震下进入弹塑性阶段后,仍存在缺陷。这体现了Pushover。分析方法在考虑弹塑性,寻找结构薄弱部位方面的优越性。
　　 最后,本文给出了主要的结论和进一步研究的工作。

目录

文摘

英文文摘

第1章 引言

1.1 概述

1.2 基于性能(位移)结构抗震设计方法的发展现状

1.3 上海优秀历史建筑改造加固设计现状

1.4 本文主要工作

第2章 静力弹塑性分析方法(Pushover analysis)

2.1 概述

2.2 Pushover方法的内容

2.3 Pushover方法的计算步骤

2.3.1 模型建立

2.3.2 结构分析

第3章 工程原状与抗震分析

3.1 工程概况

3.2 原结构特性

3.2.1 结构材料

3.2.2 结构形式

3.2.3 结构布置

3.3 原结构历年改造加固情况

3.3.1 墙体加固

3.3.2 梁柱加固

3.3.3 楼板加固

3.3.4 改建部分

3.4 原结构损伤和缺陷

3.4.1 外立面

3.4.2 地下室

3.4.3 上部结构

3.4.4 混凝土楼板

3.4.5 砖墙

3.5 原结构抗震性能分析

3.6 小结

第4章 改造加固设计

4.1 指导思想

4.1.1 前提

4.1.2 目标

4.2 基础改造加固设计

4.3 主体结构改造加固设计

4.3.1 加固方案

4.3.2 已加固砖墙的抗震作用的考虑

4.3.3 计算软件

4.3.4 计算模型

4.3.5 设计荷载

4.3.6 计算结果

4.3.7 对增设钢支撑并少量考虑已加固砖墙抗震作用的计算、比较

4.4 构件改造加固设计

4.4.1 楼板加固

4.4.2 钢粱及先前改造的钢筋混凝土粱加固

4.4.3 钢柱及钢筋混凝土柱加固

4.4.4 墙体加周

4.4.5 梁柱连接接点加固

4.5 小结

第5章 结构静力弹塑性分析

5.1 前言

5.2 模型的建立

5.3 结构分析

5.3.1 X向Pushover分析

5.3.2 Y向Pushover分析

第6章 结论及展望

6.1 主要结论

6.2 研究展望

参考文献

附录1

附录2

致谢

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果