单层工业厂房夹层改造技术问题研究与工程应用

发布时间：2017-08-09 17:07

  本文关键词：单层工业厂房夹层改造技术问题研究与工程应用

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【摘要】：随着时代的发展,大批的老旧厂房已不满足现代工业的使用需求,在这样的背景之下,工程改造便受到了人们的青睐。与众多的结构改造形式相比,夹层改造技术具有经济、高效和安全等方面的明显优势。夹层改造技术可以在利用原有结构的基础之上有效的增大建筑使用面积,对于改善现有土地面积紧张状况十分切实可行。目前,在结构改造研究领域,对夹层改造技术进行系统分析研究的文献资料较少。本文作者结合两个应用了夹层改造技术的工程实例,系统的介绍夹层改造技术特点,并提出加固改造设计方案。应用Midas/Gen有限元软件分析结构在静力荷载和动力荷载作用下的反应特性,通过对比厂房改造前后结构的静、动力特性分析结果,证明夹层改造技术是合理可行的。在此基础之上,提出合理的结构优化建议。研究内容如下：1、针对老旧工业厂房夹层改造中需要用到的相关改造技术进行分析。归纳总结在夹层改造工程中常用的几种改造形式,改造中新老构件的连接方法,以及节点处连接所要用到的一些工程技术、工程材料等。同时,还系统的介绍了结构的检测方法以及结构改造中需要用到的加固方法。2、依照工程检测结果,对改造中结构存在的问题进行了有针对性的分析,提出加固设计方案。通过有限元软件对夹层改造后的结构进行了静力工况下的有限元分析。在各项数据对比的基础上,分析两个厂房夹层改造前后结构体系的变化差异以及不同夹层改造形式的优缺点。3、建立结构三维模型,并采用阵型分解反应谱法和动力时程分析法对夹层改造前后的阜新厂房进行地震作用下的动力分析,比较改造前后结构抗震能力的异同。同时对北京首钢厂房的两种不同改造形式进行地震作用下的弹性分析和弹塑性分析,对比分析两种不同改造形式的抗震性能。4、对北京首钢厂房的钢结构夹层改造结构体系采用基础隔震技术进行优化,对比分析非隔震结构与隔震结构在多遇地震和罕遇地震作用下结构的动力特性,分析中考虑了隔震支座的非线性。两者的对比分析结果可评估隔震技术减轻地震作用的能力,为今后推广隔震技术提供依据。上述研究成果,为结构夹层改造技术应用于工业厂房结构改造领域提供了比较完整的技术支持,为今后类似的改造工程提供参考与借鉴。
【关键词】：工业厂房 夹层改造 加固设计 抗震分析 隔震技术
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU746.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 引言13
• 1.2 工业厂房结构形式13-14
• 1.2.1 结构形式13-14
• 1.2.2 排架结构性能14
• 1.2.3 刚架结构性能14
• 1.3 夹层改造形式14-16
• 1.3.1 分离式15
• 1.3.2 整体式15
• 1.3.3 吊挂式15
• 1.3.4 悬挑式15-16
• 1.4 夹层改造技术工程应用16-19
• 1.5 夹层改造技术研究进展19-20
• 1.6 本文主要的研究内容20-23
• 第二章 夹层改造相关技术23-33
• 2.1 夹层改造技术要求23
• 2.2 夹层改造构件节点的设计23-25
• 2.2.1 夹层节点处构造设计23-24
• 2.2.2 柱上增设梁节点设计24-25
• 2.3 植筋技术的应用25-27
• 2.3.1 材料的适用条件及特点26
• 2.3.2 构造要求26-27
• 2.3.3 结合面的处理27
• 2.4 结构检测方法27
• 2.5 夹层改造引起的加固设计27-29
• 2.5.1 增大截面加固法28
• 2.5.2 外包钢加固法28
• 2.5.3 预应力加固法28
• 2.5.4 增设支点加固法28-29
• 2.5.5 碳纤维加固法29
• 2.5.6 高强不锈钢绞线网-渗透性聚合砂浆加固法29
• 2.6 基础加固设计29-31
• 2.6.1 共用式基础改造方案29-30
• 2.6.2 天然地基的利用30
• 2.6.3 地基基础加固处理30-31
• 2.7 本章小结31-33
• 第三章 工业厂房夹层改造静力分析33-51
• 3.1 阜新厂房33-43
• 3.1.1 原始工程概况33
• 3.1.2 夹层改造概况33-35
• 3.1.3 结构检测35
• 3.1.4 Midas/Gen有限元分析概述及模型建立35-36
• 3.1.5 改造前结构验算36-37
• 3.1.6 夹层改造后结构验算37-40
• 3.1.7 加固设计40-42
• 3.1.8 加固改造后结构变形验算42-43
• 3.2 首钢厂房43-49
• 3.2.1 原始工程概况43-44
• 3.2.2 夹层改造概况44-45
• 3.2.3 检测结果45
• 3.2.4 改造前结构验算45-46
• 3.2.5 夹层改造后结构验算46-47
• 3.2.6 加固设计47-48
• 3.2.7 荷载工况内力图48-49
• 3.3 本章小结49-51
• 第四章 工业厂房夹层改造抗震分析51-69
• 4.1 结构地震反应理论分析方法51-54
• 4.1.1 振型分解反应谱分析原理51-52
• 4.1.2 动力时程分析原理52-54
• 4.2 阜新厂房地震反应分析54-58
• 4.2.1 振型分解反应谱分析54-57
• 4.2.2 动力时程分析57-58
• 4.3 首钢厂房地震反应分析58-67
• 4.3.1 模型建立58-59
• 4.3.2 模态分析59-60
• 4.3.3 阵型分解反应谱分析60-61
• 4.3.4 弹性时程分析61-63
• 4.3.5 弹塑性时程分析63-66
• 4.3.6 时程分析小结66-67
• 4.4 本章小结67-69
• 第五章 隔震技术在夹层改造工程中的应用69-77
• 5.1 隔震技术发展现状69
• 5.2 隔震技术工作原理69
• 5.3 隔震技术在夹层改造中的应用分析69-75
• 5.3.1 隔震支座的选取69-70
• 5.3.2 力学模型70-71
• 5.3.3 三维建模71
• 5.3.4 模态对比分析71-72
• 5.3.5 多遇地震作用下结构的动力性能分析72-73
• 5.3.6 罕遇地震作用下结构的动力性能分析73-75
• 5.4 本章小结75-77
• 第六章 结论与展望77-79
• 6.1 结论77-78
• 6.2 展望78-79
• 参考文献79-81
• 作者简介81
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文81-83
• 致谢83

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本文编号：646360