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既有建筑结构安全性加固施工技术应用汇报(370页 附图)PDF文本

築龍網zhulong.com既有筑结构安全性加固技术创新及应用技术研究报告嘉村网2.足心.ET
築龍網zhulong.com43.1摩阻锚固原理.…1174.3.2CFRP板夹片式锚具有限元分析1184.3.3分析结果….1254.4预应力碳纤维板锚具张拉系统及加固试验研究，1254.4.1预应力碳纤维板锚具张拉锚固预紧系统的研制…1254.4.2预应力碳纤维板加固工程特点及施工工艺1274.5结束语128第五章玻璃幕墙加固技术研究….1305.概述…1305.2硅酮结构胶应力-应变关系的测定….1325.2.1硅酮结构胶试验方案.1325.2.2试验过程….1335.2.3试验结果.1355.2.4硅酮结构胶应力-应变曲线.1355.3玻璃肋加固试验研究….1385.3.1试件的设计与制作…1385.3.2试件实测尺寸….1435.3.3试验的加载装置及加载制度1475.4试验全过程及破坏形态..1505.4.1未加固的玻璃肋..1505.4.2粘贴玻璃加固的玻璃肋.154经粘贴钢阴的玻璃助汁……y1575.5试验结果及分.系小?a.….2..m..1605.5.截面应变分布1605.5.2荷载一挠度曲线1655.53荷载—应变关系1675.5.4玻璃肋轴向应变分布1695.6试验结论.….1735.7平面内受弯玻璃肋板加固计算方法研究1755.7.1有限元分析模型概述….1755.7.2试验模型的有限元分析.1765.7.3实际工程玻璃肋有限元分析..1885.7.4有限元参数对比分析.1905.7.5抗弯承载力计算方法.1955.7.6小结196第六章碳纤维片材加固混凝土柱抗震性能研究..1986.1碳纤维包裹钢筋混凝土柱在水平低周反复荷载下的试验研究1986.1.1试件的设计与制作…1986.1.2试验的加载….2016.1.3试验的量测….2036.1.4试验过程描述及现象.2046.1.5试验结果分析.2076.1.6小结.2186.2 ANSYS试验仿真…218素前网足.足S心.NE1
築龍網zhulong.com6.21材料参数的确定2186.2.2有限元模型的立.2226.2.3有限元分析结果.2256.2.4小结2286.3延性系数分析2296.3.1延性及其影响因素.2296.3.2影响因素分析.2346.3.3碳纤维包裹柱延性计算方法.2366.3.4小结.2386.4钢筋混凝土框架结构动力响应分析….2396.4,1 ANSYS时程分析的基本理论及数值求解方法.…2396.4.2有限元模型的设计、立及求解…..2426.4.3动力特性.2466.4.4多遇地震作用下结构反应特性…2496.4.5罕遇地震作用下结构反应特性.2516.4.6小结.…2536.5碳纤维环绕包裹钢筋混凝土框架结构的动力响应分析2556.5.1碳纤维布约束下混凝土的应力应变关系2556.5.2地震波的选取….2576.5.3400伽时结构反应特性..2576.5.4参数分析….26465.5小绫室实y2696.6结宋.点个?第七章试点示范应用工程.2727.东四节能办事处整体抗震加固工程…2747,1既完.....41444444404141444444Z/47.1.2原结构鉴定及验算2767.1.3加固方案设计….2787.1.4加固施工工艺…2867.1.5结论….2997.3地安门93号院整体加固改造工程.3007.3.1工程概况..3007.3.2加固改造依据…3017.3.3结构补强及加固方案分析3047.3.4结构加固方案介绍…3107.3.5结论…3187.4亚泰通化水泥公司生料库体外预应力加固工程.3187.4.1工程概况….3187.4.2加固方案.3197.4.3结构计算….3207.4.5施工要点..3267.4.6局部结构变形矫正3307.4.7结论.3377.5瑞斯康达公司办公楼体外预应力加固工程338粥素前网足.足S心.NE1
築龍網zhulong.com目录第章猪论…11.1概述.11.2既有筑安全性加固技术的发展现状.21.3课题主要完成的工作.4第二章结构安全性加固综合技术库….62.1结构加固技术概述.62.1.1砌体结构加固技术….62.1.2钢筋混凝土结构加固技术.822各种结构加固技术的特点和节点构造….102.2.1砌体结构常用加固技术102.2.2钢筋混凝土结构常用加固技术。.272.3各种加固方法对比分析…542.3.1砌体结构加固方法比较.….542.3.2钢筋混凝土结构加固方法比较562.4小结…57第三章碳纤维约束对混凝土轴压强度提高作用研究583.1试验方案583.1.1概述.583试件的喇作雲水岁77T…583.1.4试验基本原理613.1.5碳纤维布约束混凝土的极限承载力预测653.2试验结果分析.663.2.1试验数据处理.663.2.2试验数据的定性分析673.2.3试验数据的定量分析.…693.3碳纤维约束混凝土有限元分析.…。.8133.1单元特性分析.813.3.2有限元模型。.943.3.3有限元分析结果….963.3.4荷载应变曲线.1013.3.5有限元变参数分析…1043.4碳纤维约束混凝土柱延性分析.…1053.4.1概述.1053.4.2钢筋混凝土矩形截面柱轴压比限值1063.4.3碳纤维约束混凝土柱轴压比限值..1083.5结束语…110第四章预应力碳纤维板加固技术研究.1124.概述…01124.2预应力碳纤维板及加固试验研究现状1134.3预应力碳纤维板锚具锚固性能分析及优化117磊荷网足.心
築龍網zhulong.com7.5.1工程概况….3387.5.2加固改造设计分析3397.5.3截面验算…..3457.5.4加固施工工艺044444404404444444444444440444444444044407.5.5结论…363第八章效益分析….3648.1社会经济效益分析.3648.2市场前景分析….3695磊网2.2心.E1
築龍網zhulong.com第一章绪论1.1概述2008年5.12汶川大地震中，由于筑物的倒塌破坏给人民的生命和财产造成了巨大的损失。笔者在大地震后第10天曾亲历灾区现场，地震的发生到现在虽然已过去四年多时间，但当时在灾区亲眼所见的地震灾害直至今天仍然记忆犹新。汶川地震之后，在全国范围内开展了中小学校校舍的抗震鉴定及抗震加固工作。在首都北京，该项工作到2012年上半年基本完成，其中所反映出的问题是值得工程抗震从业人员关注的：北京市中小学校校舍90%以上不满足抗震设防要求，需进行抗震加固处理。这同时也是全北京市现存各类房屋现状的一个缩影，即北京市现存的大量房屋的抗震设防也不满足要求。造成这一现象的原因是多方面的，首先是由发展阶段所决定的，国以来抗震设计规范经历了从无到有、从不完善到盛步浣酸展射许多秘男阶段设的房屋没有抗康投防或抗震设防不满足要求是必然的：另一方面，此次对北京市各区县中小学校舍的普查也发现，部分筑缺乏正规的设计、未按当时的设计标准进行设防的情况也存在。随着我国国力的增强，人民的物质文化需求也大幅度提高，老百姓不仅应“居者有其屋”，而且所居住的房屋应该是安全的、能够抵御一定程度的自然灾害的。因此，可以预计的是，对上述不满足抗震设防要求的老旧房屋的处理将是未来许多年内，首都城市规划及设部门所要面临的重要课题。对既有筑结构的安全性鉴定及加固市场潜力巨大。北京筑工程技术研究中心自1998年开始开展有关既有筑安全性加固领域的新技术的研发以及工程推广应用工作，取得了多项研究成果和专利技术，并在数十项大型改造工程中推广应用。在此基础上，课题组总结形成了“既有筑结构安全性加固技术创新及应用”的成果，其中整合了多项结构安全性加固的新型技术，形成结构加固技术服务的综合技术库，同时，对混凝土结构粘贴碳纤维加固技术、混凝土受弯构件预应力碳纤维板加固技术以及玻璃幕墙加固技术等进行深入的研究，形成了大量创新性成果：同时，形成了一套全方位、全领域、全磊网2.2心.E
築龍網zhulong.com周期的既有筑安全性加固技术服务模式，立了包括结构现状调查、安全性检测、安全性鉴定到安全性加固设计及现场实施等·一条龙”技术服务在内的全套加固综合技术。1.2既有筑安全性加固技术的发展现状既有筑的安全性加固技术有着悠久的发展历史，但国内在该领域真正开展系统研究并取得大幅度进展却是在1976年唐山地震之后，主要工作完成于上世纪八十年代到九十年代初。以砌体结构为例，唐山地震中大量砌体房屋倒塌，使人们认识到对砌体结构如不采取构造加强措施是无法满足抗震设防要求的。因此，在唐山地震后首先针对砖砌体房屋开展了大量研究工作，其中最主要的成果就是目前广泛应用的采用圈梁构造柱提高砖混结构整体性的构造措施，同时，当时针对许多既有砖混结构房屋采用了外加柱和圈梁并用钢拉杆拉结的方法或采用钢筋网砂浆面层的方法进行了加固处理。除了多层砌体结构，对于多高层钢筋混凝土结构房屋、内框架和底框房屋、单层厂房等也开展了相应的研究，并提出了不?之7由g一L少行之有暖的筑造精造或霸震亦由处理方法.J但是，从1976年唐山地震到2008年汶川地震发生的这32年时间里，国内虽也发生过不少地震，但大规模的造成巨大破坏的地震鲜有发生，这导致人们对地震灾害的记忆开始淡忘，在筑技术领域，有关筑抗震性能及加固技术的研究放缓了，同时，许多不满足抗震设防要求的筑完全没有进行加固处理。因此，汶川地震的发生所引起的灾害几乎又重现当年唐山地震的灾难：大量筑物的倒塌，大量人员的伤亡。对包括汶川大地震、青海玉树大地震在内的历次大地震的震害调查也表明，国内许多按照早期规范设计的房屋在超过本地区设防烈度的大地震作用下出现倒塌破坏，没有实现“大震不倒”的抗震设计理念，同时也造成了大量人员伤亡。这其中，既有大量砖砌体结构、也有不少混凝土结构、钢结构和木结构。由于抗震措施不足，同时地震力远超过设防烈度，出现了很严重的震害。现行《筑抗震鉴定标准》和《筑抗震加固技术规程》规定了既有房屋的抗震鉴定方法，同时议了相应的加固处理方法。但是，对比1998年和2009年的两版抗震加固技术规程不难看出，国内抗震加固方法在这十余年间几乎没有什么变化。大部分方法仍旧沿用传统的靠提高结构构件自身承载力及变形能力的磊网2.2心.E1
築龍網zhulong.com方法，对于砖砌体结构，主要采用钢筋网混凝土板墙加固法、外加钢筋混凝土构造柱加固、增设抗震墙加固等加固方法，对于多层和高层钢筋混凝土房屋主要采用增设抗震墙加固法、外包钢加固法、扩大截面加固法、粘贴钢板、粘贴碳纤维等方法进行加固。上述加固技术中，有些属于在国内外均属于相对较为成熟的结构安全性加固技术，有些仍属于较新的加固技术。总体上来说，各类加固技术均存在需要继续深入研究以解决的问题。例如，碳纤维加固技术最早在美国、日本等国进行研究，并于上世纪九十年代开始工程应用，目前在国内既有筑的加固改造工程中也大量推广应用，但是关于碳纤维环绕包裹轴心受压或偏心受压构件对其抗压承载力和延性的提高作用仍需进一步探讨：混凝土受弯构件的体外预应力加固技术国际上于上世纪80年代开始研究，国内于90年代开始研究，并在工程中获得应用。目前让主要基于采用高强钢绞线或钢丝束作为预应力筋：但是，由于体外预应力筋长期外露于混凝土截面之外，对于其抗腐蚀能力和耐久性提出了更高的要求，因此，国内外研究者对采用非金属预应力材料如预应力碳纤维板等开展了一些研究，国际曲预应打纤维板项技术最由瑞SL河于2003年左右开发，?主属于较新的加固技术，目前在国内仍主要通过直接购买国外的产品和技术来实现，国产材料的锚固性能稳定性仍有待提高。另外，除了主体结构之外，随着越来越多大型公共筑的兴，玻璃幕墙在筑中的应用日益广泛，在带来美观的城市景观的同时，也带来了不少安全隐患。目前，国内外对玻璃幕墙结构的研究偏重于对拟幕墙采用新型材料、新型结构体系、节点连接构造、结构受力机理等方面的研究，但对既有幕墙的安全性评估以及当安全性不满足要求时，如何进行加固，相应的加固设计施工方法等的研究很少。总体来说，国内近10余年来，关于既有筑安全性加固新方法、新技术的研究基本处于相对缓慢的发展状态。究其原因，主要是如前所述由于包括地震在内的大规模自然灾害久未发生，人们对结构抵御自然灾害的重要性认识不足，而绝非由于现有的加固技术已经非常完善，不需要开展相关研究了。因此，一方面应在技术创新领域多做工作，研发施工简便易行，质量易保证，加固效果好的新型结构安全性加固技术，同时也应在经营模式创新领域开展工作，提供更全面可靠的技术服务，从而保证安全性加固技术的高质量完成。磊网2.2心.E
築龍網zhulong.com1.3课题主要完成的工作本课题主要完成的工作如下：1、整合了国内现有及本单位自主研发的各种结构安全性加固技术，形成了加固综合技术库，对各种加固技术的特点和适用范围进行了分类，便于组合应用。包括砌体结构抗震加固技术和钢筋混凝土结构加固技术两大类。主要包括：(1)水泥砂浆面层加固砌体结构：(2)钢绞线网-聚合物砂浆面层加固砌体结构：(3)钢筋混凝土板墙加固砌体结构：(4)增设抗震墙加固砌体结构：(5)外加圈梁一钢筋混凝土柱加固砌体结构：(6)增设抗震墙或翼墙加固混凝土结构：(7)钢构套加固混凝土结构：(8)钢筋混凝土套加固混凝土结构：(9誉合物婆网凝鞋构.NE了(1ó)粘贴钢板加固混凝主结构：(11)粘贴碳纤维加固混凝土结构：(12)增设支撑加固混凝土结构：(13)体外预应力加固混凝土受弯构件。2、对碳纤维环绕加固混凝土对混凝土抗压强度的提升作用进行了系统研究。完成了90个棱柱体试件以不同方式包裹碳纤维布的轴心抗压强度试验。在对试验结果进行定性分析的基础上，用统计分析的方法对试验数据进行了定量分析，根据回归分析结果提出了碳纤维约束混凝土棱柱体试件的强度计算公式，该公式可充分考虑混凝土强度、碳纤维包裹层数和碳纤维包裹方式等多种参数的影响，较之国内外相关研究所提出的计算方法更为合理，也更为实用，可为有关工程应用及规范的编制提供试验依据和参考。3、对碳纤维加固钢筋混凝土柱的抗震性能进行了系统的研究。进行了6根钢筋混凝土柱在水平低周反复荷载下的试验，对碳纤维布加固钢筋混凝土柱的抗震性能进行了分析和研究。对试验柱进行试验全过程仿真，总结延性指标随各影响因素的变化规律。提出碳纤维约束钢筋混凝土柱的延性指标与柱截面尺寸、轴磊网足.2心.E1
築龍網zhulong.com压比以及配箍率等的关系及其定量评价方法。进行碳纤维环绕包裹钢筋混凝土框架结构的动力响应分析：用ANSYS软件对不同碳纤维加固方案的框架结构进行时程分析，研究其在地震波作用下的响应，并和普通框架进行对比，总结出了不同碳纤维加固方案对框架结构地震响应的影响规律。4、对预应力碳纤维板加固混凝土受弯构件进行了研究。完成了7根碳纤维板加固混凝土梁的抗弯试验研究，验证了加固效果。对试验结果进行了有限元仿真分析，总结得出预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的特点及优势。另外，研究了碳纤维板预应力锚固体系的锚固性能，并设计开发了预应力碳纤维板高效锚固与张拉系统。5、对玻璃幕墙加固技术进行了研究，系统研究了全玻幕墙采用粘贴钢片和粘贴钢化玻璃的加固技术。完成了9个玻璃肋构件的加固对比试验研究，研究了不同加固方式对加固效果的影响。进行了加固用粘结胶的拉伸性能试验，提出了更为准确的粘贴用胶的本构关系。立了钢化玻璃加固玻璃肋和粘钢加固玻璃肋结构的有限元分析模型，总结得到了玻璃肋结构的加固设计计算方法。6、进面20余预T程的式壳示范疵用。.包括西长安街88号大抗震加固工程、东四街道办事处整体抗震加固工程、地安门93号院整体加固改造工程、亚泰通化水泥公司生料库体外预应力加固工程、瑞斯康达公司办公楼体外预应力加固工程等。如前所述，本课题所推广的多种结构安全性加固技术中，有些是属于技术上较为成熟的，已经在工程中推广应用，有些则属于新技术，仅进行了少量试点工程的应用，需要进一步推广，从而可广泛用于既有筑结构的安全性加固，且可以实现加固效果好，筑外观影响小，施工简便，施工质量容易保证等效果，对当前国内结构安全性加固技术水平有重要推动作用。课题的成果可以直接与当前首都北京以及国内大量展开的既有筑的抗震加固工作相结合，将具有广阔的应用前景与经济效益。素衬网足.E心.ET
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tanhui

学以致用，不学惭愧

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