發(fā)布時間：2020-07-07 20:05

【摘要】：隨著我國城鎮(zhèn)化進程不斷推進,許多既有建筑物因缺少地下停車場等設施,其使用功能上的缺陷日益凸顯出來,既有建筑地下空間的開發(fā)和利用越來越引起人們的重視。既有建筑地下增層的關鍵技術是基礎托換,其中托換樁的設置方式又分為在上部豎向構(gòu)件兩側(cè)設置和在豎向構(gòu)件中間位置設置。對于托換樁設置在中間位置,因上部結(jié)構(gòu)荷載通過豎向構(gòu)件施加在托換梁上,對該梁受剪能力提出了很高的要求;在地下增層基礎托換時,由于上部既有建筑框架柱的存在,框架柱與托換梁的梁柱節(jié)點連接采用對框架柱進行四面包裹式雙梁托換施工,以此保證托換過程的順利完成。本文以淮陰某大廈地下增層為工程背景,采用原豎向構(gòu)件中間設置托換樁的托換方式,通過Midas gen對普通鋼筋混凝土托換梁、型鋼混凝土托換梁和型鋼混凝土托換梁兼作支護結(jié)構(gòu)水平支撐,3種方案進行對比分析,研究其托換梁的受力機理、位移變形并進行設計優(yōu)化。結(jié)果表明:(1)托換梁跨中位置承受上部較大荷載,為主受剪近似深受彎構(gòu)件的雙梁結(jié)構(gòu)。(2)托換梁采用型鋼混凝土托換梁,梁高從1.4 m減小為1.0 m,獲得更大的凈空,其自重與內(nèi)力也相應減少。(3)型鋼混凝土托換梁兼作支護結(jié)構(gòu)水平支撐后進一步減少了托換梁箍筋。為進一步研究托換梁受剪機理,開展了1:2的大比例托換梁模型對比試驗研究。針對不同工況(截面形式、配筋、單梁或雙梁、內(nèi)置H型鋼)設計了共6個托換梁試件,通過對試件破壞過程、荷載-撓度曲線與荷載-應變曲線分析得出以下結(jié)論:(1)僅改變截面形式時,單梁截面與雙梁截面相比,極限荷載大致相同,但雙梁截面略高于單梁截面。(2)內(nèi)置H型鋼的鋼筋混凝土托換梁與鋼筋混凝土托換梁相比,內(nèi)置H型鋼可提高其斜截面受剪承載力,同時可提高構(gòu)件延性,延緩脆性破壞。(3)托換梁的剪力主要由支座與加載點連線中點處的箍筋與型鋼承擔,試驗梁最終破壞形態(tài)近似“拱”形�；�于試驗結(jié)果以及結(jié)合相關規(guī)范,采用桁架-拱計算模型,建立了該種托換方式下內(nèi)置H型鋼的鋼筋混凝土托換梁斜截面受剪承載力公式,公式計算值與試驗值誤差不大,對今后的工程實踐具有指導作用。
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU93
【圖文】：

（a）上部豎向構(gòu)件兩側(cè)設置 （b）上部豎向構(gòu)件中間位置設置圖 1.1 既有建筑地下增層樁基托換的兩種形式地下增層基礎托換時，由于上部既有建筑框架柱的存在，施工順序與傳統(tǒng)的自下而上施工順序不同，單梁托換無法實現(xiàn)該技術問題。因此框架柱與托換梁的梁柱節(jié)點連接采用對框架柱進行四面包裹式施工[10-11]，即在框架柱表面進行鑿毛植筋后在框架柱四面設置連系梁與雙梁的托換梁，上部既有建筑荷載通過已有框架柱傳遞給雙梁的托換梁（以下簡稱“雙梁”），以此保證托換過程的順利完成。托換樁在上部豎向構(gòu)件兩側(cè)設置的墻柱下托換，對既有建筑與周圍建筑影響小，對原既有建筑獨立基礎損傷小，可在原既有建筑基礎上進行施工改造，但為了減少新增托換樁的占地面積，樁應盡可能靠近上部豎向構(gòu)件，這對托換樁的施工提出了較高的要求。從受力機理上，該方式在確保新舊結(jié)合面承載基礎上，承臺的抗沖切驗算是需要主要考慮的因素。

（a）上部豎向構(gòu)件兩側(cè)設置 （b）上部豎向構(gòu)件中間位置設置圖 1.1 既有建筑地下增層樁基托換的兩種形式地下增層基礎托換時，由于上部既有建筑框架柱的存在，施工順序與傳統(tǒng)的自工順序不同，單梁托換無法實現(xiàn)該技術問題。因此框架柱與托換梁的梁柱節(jié)點對框架柱進行四面包裹式施工[10-11]，即在框架柱表面進行鑿毛植筋后在框架柱連系梁與雙梁的托換梁，上部既有建筑荷載通過已有框架柱傳遞給雙梁的托換稱“雙梁”），以此保證托換過程的順利完成。托換樁在上部豎向構(gòu)件兩側(cè)設置的墻柱下托換，對既有建筑與周圍建筑影響小有建筑獨立基礎損傷小，可在原既有建筑基礎上進行施工改造，但為了減少新的占地面積，樁應盡可能靠近上部豎向構(gòu)件，這對托換樁的施工提出了較高的力機理上，該方式在確保新舊結(jié)合面承載基礎上，承臺的抗沖切驗算是需要主因素。

（a）雙梁托換梁施工前 （b）雙梁托換梁施工后圖 1.3 托換節(jié)點立面圖豎向構(gòu)件中間位置設置托換樁的墻柱間托換方式，其施工方便且占地面積小托換梁跨中需要承擔上部豎向構(gòu)件傳遞的較大的集中荷載。采用該墻柱間托換梁為主受剪近似深受彎構(gòu)件的雙梁結(jié)構(gòu)[12]，采用鋼筋混凝土托換梁梁高過大，導致地下室凈高減小，無法充分利用待開發(fā)地下空間，因此提出型鋼混）[13]托換梁減小梁高用于地下增層，以優(yōu)化該托換方式。因上部結(jié)構(gòu)荷載通施加在托換梁上，對該梁受彎和受剪能力提出了很高的要求[14]。本文以該托梁的受彎和受剪性能為主要研究對象，以淮陰某大廈為例，通過 Midas 軟件普通鋼筋混凝土梁、型鋼混凝土（SRC）梁和兼做支撐混凝土梁的受力性能優(yōu)化方案，同時對梁的受剪性能開展了試驗研究，為該類托換梁的設計提供外研究現(xiàn)狀有建筑地下增層的相關工程實踐

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本文編號：2745548