某主体为六层、局部五层的混凝土框架结构,五年前进行房屋改造时在屋顶增设两个水箱和三个机组,最近在五楼房间发现大量裂缝。本文通过现场勘查检测及理论计算模拟,探究裂缝产生原因,评价该楼结构的安全性。针对这些问题开展以下几个方面的工作,研究的内容主要包括:(1)介绍房屋结构的工程概况,以及屋顶尺寸和附加结构的布置情况;测量屋顶附加设备布局并估算了附加设备的重量。对墙面所产生裂缝的长度、分析进行现场测量,采用裂缝深度测量仪和裂缝宽度测量仪测量了裂缝的深度和宽度。通过墙面裂缝的深度及宽度的对比,得出次梁下墙体的裂缝开裂更为严重。(2)主要介绍了所建立模型的材料及截面参数;并根据结构的特征选用符合其条件的单元进行建模。分别对模型施加两种工况的荷载,工况Ⅰ为原设计载荷,即不包括屋顶附加设备荷载,按设计规范要求施加各种载荷。工况Ⅱ为施加全部荷载。对两种工况下整体结构及次梁进行变形分析;对两种工况下的整体结构、次梁以及次梁下墙体进行强度分析;比较加载前后整体结构的第一主应力、次梁的弯矩以及次梁下墙体的第三主应力情况。通过弯矩计算得出次梁的最大应力已经超过混凝土的开裂强度。最后对结构的强度进行综合评价得出次梁开裂,次梁下的墙体的应力也超过设计值,发生开裂。(3)介绍钢筋混凝土结构有限元分析的三种模型,分别为整体式模型、分离式模型以及组合式模型;并介绍混凝土和钢筋的本构关系及本构模型;为了使分析结果更加准确,考虑钢筋混凝土的耦合作用,利用分离式建模方法建立所研究的五层楼面的有限元模型;并对进行强度分析与变形分析。比较两种模型的分析结果,通过对比发现分离式建模的分析结果与考虑各向同性所分析的结果基本一致,得出裂缝产生的最主要原因是由于承载力不足而引起的。(4)本章主要介绍模态分析的基本理论基础,说明了用ANSYS进行模态分析和步骤,对加载前和加载后的自振频率进行了对比,并分析了框架结构苦干阶的振型。然后阐述了动态测试的内容及原理,接着介绍了动态测试测点的布置,最后进行了数据分析。从数据分析的结果看,五楼次梁和墙体上的裂缝与振动并无太多关联。