某高层建筑剪力墙混凝土置换研究与应用

摘要

随着建筑业的发展，我国建筑进入修、建并重时期。建筑结构加固改造的研究日趋成熟，工程应用日益广泛，结构加固改造工程逐渐成为了建筑行业的重要工程项目。混凝土结构作为我国建筑最重要的结构形式之一，应用范围广，现有、新建规模大，当结构面临使用功能改造和安全问题时，采用加固改造技术可以保障建筑结构继续安全使用，增长结构的安全服役年限，有着极高的经济效益。混凝土置换加固法在混凝土梁、墙、柱的加固中使用普遍，并能取得良好的加固效果，但剪力墙混凝土置换法的相关研究相比施工技术较为滞后。借助高层建筑剪力墙加固案例，对无支撑混凝土置换法展开研究与应用。　　首先根据已有的研究成果和施工经验，以轴压比为指标控制施工过程中剪力墙实际受力大小，并根据实际情况制定施工方案，保证剪力墙混凝土在无支撑置换过程中结构的受力安全和施工质量。建立加固灌浆料的回弹法专用测强曲线，以无损检测的方式，准确地检测剪力墙置换混凝土的抗压强度变化情况，从而掌握剪力墙抗压承载能力。　　采用数值模拟和实测混凝土应变相结合的办法，证实了无支撑置换法加固的剪力墙存在应力滞后现象。数值模拟研究证明，分段置换法的施工顺序影响加固剪力墙的应力分布情况，先置换墙段的应力大于后置换墙段，采用先置换剪力墙两端混凝土的方法有助于提高剪力墙的初始刚度，并且抗震性能较好。置换混凝土强度等级提高，剪力墙抗震性能逐渐提高，但对剪力墙应力分布几乎无影响。　　以某剪力墙高层住宅案例为例，采用动力弹塑性分析法研究证明，置换混凝土强度适当增加对本案例的结构安全影响较小，结构保持合理的作用力分布和耗能性能，满足“大震不倒”的抗震目标。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 混凝土结构加固方法简介

1.3 无支撑混凝土置换法特点

1.4 混凝土置换法研究现状

1.5 研究意义和内容

1.5.1研究意义

1.5.2研究内容

第2章 施工方案

2.1 工程概况

2.2 无支撑混凝土置换法理论基础

2.2.1 采用无支撑混凝土置换法的前提条件

2.2.2 施工承载力计算

2.3 剪力墙置换顺序

2.4 加固材料

2.5 施工工艺

2.5.1 梁、板临时支撑搭设

2.5.2 混凝土拆除

2.5.3 钢筋整理

2.5.4 新旧混凝土界面处理

2.5.5 模板工程

2.5.6 混凝土浇筑

2.6 本章小结

第3章 置换混凝土抗压强度、应变监测

3.1 回弹法监测混凝土抗压强度

3.1.1 试验仪器

3.1.2 测强曲线

3.2 混凝土应变监测

3.2.1 应变监测仪器

3.2.2 测点布置

3.2.3 应变数据处理分析

3.3 本章小结

第4章 置换剪力墙有限元模拟

4.1 ABAQUS简介

4.2 模型本构关系

4.2.1 钢筋、混凝土构建方式

4.2.2 单元选择

4.2.3 塑性准则

4.2.4 材料本构

4.3 剪力墙混凝土置换原理

4.3.1 生死单元法简介

4.3.2 混凝土原位激活

4.4 置换模拟

4.4.1模拟置换准确性验证

4.4.2 试件参数

4.4.3影响因素—置换顺序

4.4.4影响因素—置换混凝土强度等级

4.4.5无支撑置换剪力墙存在的问题

4.5 分段置换剪力墙抗震性能

4.5.1实验方案

4.5.2数据分析

4.6 本章小结

第5章 高层剪力墙结构计算实例

5.1分析原理

5.1.1振型分解反应谱法

5.1.2时程分析法

5.1.3本构关系

5.1.4瑞利阻尼

5.1.5损伤因子

5.2建筑概况

5.3地震波选取

5.4动力弹塑性分析结果

5.4.1楼层剪力

5.4.2楼层弯矩

5.4.3层间位移角

5.4.4结构损伤

5.5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的学术论文