局部倒塌后钢框架加固设计与抗震性能分析
本文选题:钢框架 切入点:桁架梁加固 出处:《清华大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:由于国情因素、材料耐久、自然灾害等原因,一部分现有的钢结构亟需加固,本文以某发生过局部倒塌的桁架梁钢框架为工程背景,使用有限元软件对不同加固方法下的钢框架做了比较全面的分析,所做工作包括:待加固钢框架的检测分析;桁架梁节点加固前后的性能评估;不同加固方案下的钢框架在反应谱和弹性时程分析下的动力反应;钢-混凝土组合加固方法的提出与计算。1)通过对事故现场的实地考察以及对加固前结构的整体模型计算,对该结构进行整体性能分析,所做工作包括:断裂节点的性能评估;桁架主梁的性能评估;对加固前的模型进行抗震分析。2)为了对钢结构加固提出更合理、更经济的加固方法,并对类似结构提供加固设计思路,论文采用备选的三种加固方案来进行建模分析,并通过计算分析的结果、施工的成本、材料的选择以及施工时长等多种影响因素的影响来对他们进行方案比较。3)针对桁架梁节点进行加固,具体的措施是:增焊节点板以及角钢来加强桁架梁端部;桁架梁两侧外焊槽钢来提高梁的整体力学性能。手算节点的焊缝承载力并使用有限元软件校核来验证结构加固是否合理。使用有限元软件Abaqus对六组不同加固程度的构件进行抗震性能的分析。根据实际情况给出相应构件加固方案,并通过手算和电算来验证加固的合理性。4)对于施工阶段停工的特殊钢框架结构,在混凝土尚未浇筑的情况下,采取改造成组合梁、钢柱外包混凝土的钢框架组合加固方案,分别验算施工阶段下纯钢桁架梁的承载力,而在使用阶段下提取最不利组合下组合梁、钢骨混凝土柱的内力,手算校核梁柱抗弯、抗剪承载力,同时计算结构整体的动力特性与小震下的层间位移角。本文总结了几种常见的钢框架加固方法,以及组合加固方法的计算方式,可以为相似工程提供设计参照,有一定的工程使用价值。
[Abstract]:Due to the factors of national conditions, durability of materials, natural disasters and other reasons, some existing steel structures are in urgent need of reinforcement. In this paper, a locally collapsed truss beam steel frame is taken as the engineering background. The finite element software is used to analyze the steel frame under different reinforcement methods. The work includes: testing and analyzing the steel frame to be strengthened, evaluating the performance of the truss beam joint before and after strengthening; Dynamic response of steel frame under different reinforcement schemes under response spectrum and elastic time history analysis. The overall performance of the structure is analyzed. The work includes: performance evaluation of fracture joints; performance evaluation of truss main beam; seismic analysis of the model before reinforcement. 2) in order to put forward a more reasonable and economical reinforcement method for steel structure, And to provide reinforcement design ideas for similar structures, this paper adopts three kinds of reinforcement schemes to model and analyze, and through the results of calculation and analysis, the cost of construction, The selection of materials and the influence of many factors, such as the length of construction time, to compare their schemes. 3) strengthening the truss beam joints, the concrete measures are as follows: welding the joint plate and angle steel to strengthen the end of the truss beam; External welding channel on both sides of truss beam is used to improve the overall mechanical properties of the beam. The weld bearing capacity of manual joints is checked and the finite element software is used to verify whether the reinforcement is reasonable or not. Six groups of different reinforcement degrees are strengthened with finite element software Abaqus. According to the actual situation, the corresponding reinforcement scheme is given. The rationality of reinforcement is verified by manual calculation and computer calculation. 4) for the special steel frame structure which is suspended in construction stage, the composite reinforcement scheme of steel frame which is transformed into composite beam and encased concrete with steel column is adopted in the case of concrete not being poured. Check and calculate the bearing capacity of pure steel truss beam in construction stage, and extract the internal force of composite beam and steel reinforced concrete column under the most unfavorable combination under the use stage, check Liang Zhu's bending resistance and shear capacity by hand, At the same time, the dynamic characteristics of the whole structure and the interstory displacement angle under the small earthquake are calculated. In this paper, several common reinforcement methods of steel frame and the calculation method of the combined reinforcement method are summarized, which can provide the design reference for similar engineering. Has certain engineering use value.
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU391
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,本文编号:1638781
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