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近几年随着人们对建筑功能的要求越来越高,过去建造的低标准建筑经过数十年的使用后已经不能满足社会的需求。而对原有建筑的改建工程由于其投资少、影响小、见效快等原因逐渐兴起,成为建筑领域一门新兴的学科。
改建工程由于原建筑的长期使用以及使用荷载的变更对其结构功能有一定程度的降低,对其整体结构进行抗震性能分析对改建工程的设计及加固方案的确定具有重要的指导意义。
本课题基于一个实际工程结构项目—上海市南市发电厂烟囱改建为动态观光塔(和谐塔)的项目,原厂房烟囱高165m,1985年建造,改建方案是保留烟囱混凝土筒壁,将烟囱原有的隔热层和内衬拆除,在烟囱外围绕着烟囱筒壁新建4个螺旋型钢结构桁架,然后通过水平环形桁架与烟囱连接。改建后新结构为高度195.6m的动态观光塔,是一个体型相对复杂的改建结构。
本文将原烟囱筒壁视为环向剪力墙结构,采用钢筋混凝土微观有限元理论建立其有限元模型,选取非线性本构关系对钢筋混凝土进行模拟。在抗震分析方法上采用反应谱方法和动力分析方法,通过非线性数值仿真分析,对改建前结构和改建后结构进行分析,主要完成了:
1、改建前后结构的模态分析;
2、在常遇地震作用下,对改建前后的结构分别建模计算,分析改建对结构位移和应力的影响;
3、在设防烈度地震作用下,分析改建后结构塑性区的分布;
4、在罕遇地震作用下,分析改建后结构的延性和抗倾覆能力。
对比结构在改建前后抗震性能的改变情况,总结改建后结构在常遇地震、设防烈度地震和罕遇地震作用下结构的响应,并将其结果应用于实际工程实践中。