高层剪力墙结构开洞改造关键技术及应用研究

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近年来,随着我国社会的快速发展,社会经济发展迅速,人民生活水平也得到很大的改善与提高,不在满足于基本的衣食住行需求。人们对于建筑物的使用要求也早已不再局限于最基本的遮风挡雨,对建筑的使用功能提出了更为丰富多样的要求。许多既有建筑在使用功能上稍显落后,为了使其更好的满足人们生产生活的需要,往往需要对既有建筑进行改造和提升。针对剪力墙结构,由于其结构的局限性,剪力墙结构使用空间不够灵活,因此越来越多的剪力墙需要进行开设洞口的改造。对于剪力墙结构进行洞口的开设,一方面使得剪力墙墙体的抗剪切性能降低,同时也破坏了原有结构的完整性,降低了原建筑结构的抗震性能。因此,对剪力墙开洞后的受力性能以及抗震性能进行分析是十分必要的,本文对于此类问题的研究,对类似加固改造类项目提供了理论依据,具有重要的理论意义和现实意义。本文以河北省某17层办公楼钢筋混凝土框架剪力墙结构改造项目为例,通过有限元分析法,对该工程建筑的剪力墙进行开洞研究,选取三种不同开洞模型,从开洞形状、大小以及位置几个方面分析剪力墙结构上后开洞口对结构受力性能和抗震性能的影响。通过ANSYS软件对开设不同洞口的剪力墙结构的三维有限元模型进行模态分析和地震模拟。主要分析分为以下几个方面:(1)借助ANSYS有限元软件分别对开洞前的原始剪力墙结构、开设不同楼层不同洞口形状洞口的剪力墙进行有限元建模,对有限元模型进行模态分析;(2)本文对各种开洞形式的结构有限元模型分别进行模态分析,对各种开洞形式下的模型的前6阶频率、前三阶振型以及在各方向的主振型情况进行分析研究;(3)分析每种模型在天津波作用下各楼层平均层间位移角以及平均位移,层间平均剪切力;(4)以实际工程为例,采取合理可靠的加固措施,分析加固后结构的受力及抗震性能,与原结构进行对比,验证加固方案的有效性。
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