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| 吴忠市某混凝土框架结构纠倾加固分析研究 摘 要 近年来，随着我国城镇化建设加快的需求，城市建设用地日益紧张，导致一些建筑物不得不选择在地基较差的场地上建设。建筑物修建在这类土质的地基，在后期的使用过程中，地基极易发生不均匀沉降而引起上部结构出现损伤甚至破坏。因此，对发生不均匀沉降的建筑物进行纠倾加固，使之安全运营有非常重要的意义。而在建筑物进行纠倾加固施工以前，对建筑物及地基现状进行测量检测、场地补充勘察、承载力验算、有限元模拟分析、现场试验是保证顺利完成纠倾目标的前提。 本文以吴忠市新区某框架结构办公楼纠倾加固工程实例为背景，首先从原设计施工相关资料、建筑物周围自然因素、建筑物倾斜监测、主体结构检测鉴定及场地补充勘察等方面，详细的分析出结构发生不均匀沉降的原因。然后，依据该框架结构的原设计资料建立有限元模型，通过对模型底层柱脚施加对应的位移荷载来模拟实际结构的不均匀沉降，然后计算出该工况作用下的结构内力，并与未发生基础不均匀沉降下的结构内力进行了对比分析。在对地基加固前进行了现场注浆加固试验，通过对比两种不同的封孔方式，选择出更适于本工程的地基加固方式。最终在有限元模型分析的基础上，结合工程的自身特点、建筑物现状及现场试验，提出了注浆加固地基和使用千斤顶“整体同步分级、局部微调顶升”纠倾的方法，并设计出适用于此工程的“钢垫块-空腹式钢架”组合托换体系。在施工过程中采取实时监测及时调整的原则，对施工过程中顶升量、构件裂缝进行全过程监测，并根据反馈结果及时调整方案。最后，在建筑物纠倾加固完成后，利用纠顷后的结构有限元模型，对建筑物结构的抗震性能进行评价，结果表明，纠顷加固后的建筑物仍然具有良好的抗震性能，符合相关规范要求。 该框架办公楼的成功纠倾加固结果表明，在纠倾前应对建筑物多措并举摸清事故原因，为具体的建筑物纠倾和地基加固工程提供很好的参考依据。同时具体问题具体对待，制定详细、有效、可行的方案。因此，本文希望通过本课题的研究，可为同类工程事故纠倾加固的设计及施工提供参考与可以借鉴的经验。 关键词：不均匀沉降；有限元模型分析；内力分析；地基加固；顶升纠倾 目 录 第1章 绪 论 11 1.1选题背景及意义 11 1.1.1本课题研究背景 11 1.1.2本课题研究意义 11 1.2纠倾加固技术研究发展概况 12 1.2.1国外纠倾加固技术研究概况 12 1.2.2国内纠倾加固技术研究概况 13 1.3纠倾加固技术存在问题及发展趋势 15 1.3.1存在的问题 15 1.3.2发展趋势 15 1.4本文研究的内容 15 第2章 某框架结构概况及倾斜原因分析 17 2.1某框架结构工程概况 17 2.1.1基本概况 17 2.1.2场区工程地质条件 17 2.1.3建筑物倾斜概况 18 2.2场地补充勘察 19 2.2.1补充勘察 19 2.2.2地基承载力验算 20 2.3检测鉴定 22 2.3.1主体结构的检测 22 2.3.2地基基础变形 24 2.4建筑物沉降、倾斜原因分析 25 第3章 不均匀沉降对框架结构影响的数值分析 26 3.1SAP2000有限元建模分析软件 26 3.2原设计概况 26 3.3框架结构的有限元模型建立 28 3.3.1模型参数选取 28 3.3.2有限元模型承载力计算理论 29 3.3.3建筑物结构有限元模型的内力计算与分析 31 3.3.4不均匀沉降的框架结构有限元模型分析 33 第4章 纠倾加固方案设计与实施 39 4.1方案设计 39 4.1.1方案设计原则 39 4.1.2顶升纠倾加固技术的重点和难点 39 4.1.3方案制定 40 4.2基础加固试验 43 4.2.1地基注浆加固现场试验研究 43 4.2.2注浆试验成果及效果检验 44 4.3纠倾加固施工 48 4.3.1 地基加固 48 4.3.2止水帷幕 50 4.3.3顶升纠倾作业 50 4.3.4损坏构件的加固维修 52 第五章 建筑物纠倾效果与抗震性能分析 55 5.1纠倾效果分析 55 5.2结构抗震性能评价 56 5.2.1模态分析 56 5.2.2纠倾后结构的静力弹塑性分析 58 结论与展望 62 结论 62 展望 63 参考文献 64 |
