發(fā)布時(shí)間：2020-07-07 20:05

【摘要】：隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷推進(jìn),許多既有建筑物因缺少地下停車場等設(shè)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(guān)鍵技術(shù)是基礎(chǔ)托換,其中托換樁的設(shè)置方式又分為在上部豎向構(gòu)件兩側(cè)設(shè)置和在豎向構(gòu)件中間位置設(shè)置。對于托換樁設(shè)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(chǔ)托換時(shí),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(diǎn)連接采用對框架柱進(jìn)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(shè)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(hù)結(jié)構(gòu)水平支撐,3種方案進(jìn)行對比分析,研究其托換梁的受力機(jī)理、位移變形并進(jìn)行設(shè)計(jì)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(yīng)減少。(3)型鋼混凝土托換梁兼作支護(hù)結(jié)構(gòu)水平支撐后進(jìn)一步減少了托換梁箍筋。為進(jìn)一步研究托換梁受剪機(jī)理,開展了1:2的大比例托換梁模型對比試驗(yàn)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(shè)計(jì)了共6個(gè)托換梁試件,通過對試件破壞過程、荷載-撓度曲線與荷載-應(yīng)變曲線分析得出以下結(jié)論:(1)僅改變截面形式時(shí),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(shí)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(diǎn)連線中點(diǎn)處的箍筋與型鋼承擔(dān),試驗(yàn)梁最終破壞形態(tài)近似“拱”形�；�于試驗(yàn)結(jié)果以及結(jié)合相關(guān)規(guī)范,采用桁架-拱計(jì)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(jì)算值與試驗(yàn)值誤差不大,對今后的工程實(shí)踐具有指導(dǎo)作用。
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU93
【圖文】：

（a）上部豎向構(gòu)件兩側(cè)設(shè)置 （b）上部豎向構(gòu)件中間位置設(shè)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(chǔ)托換時(shí)，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(shí)現(xiàn)該技術(shù)問題。因此框架柱與托換梁的梁柱節(jié)點(diǎn)連接采用對框架柱進(jìn)行四面包裹式施工[10-11]，即在框架柱表面進(jìn)行鑿毛植筋后在框架柱四面設(shè)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(shè)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(dú)立基礎(chǔ)損傷小，可在原既有建筑基礎(chǔ)上進(jìn)行施工改造，但為了減少新增托換樁的占地面積，樁應(yīng)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(jī)理上，該方式在確保新舊結(jié)合面承載基礎(chǔ)上，承臺的抗沖切驗(yàn)算是需要主要考慮的因素。

（a）上部豎向構(gòu)件兩側(cè)設(shè)置 （b）上部豎向構(gòu)件中間位置設(shè)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(chǔ)托換時(shí)，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(shí)現(xiàn)該技術(shù)問題。因此框架柱與托換梁的梁柱節(jié)點(diǎn)對框架柱進(jìn)行四面包裹式施工[10-11]，即在框架柱表面進(jìn)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(shè)置的墻柱下托換，對既有建筑與周圍建筑影響小有建筑獨(dú)立基礎(chǔ)損傷小，可在原既有建筑基礎(chǔ)上進(jìn)行施工改造，但為了減少新的占地面積，樁應(yīng)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(jī)理上，該方式在確保新舊結(jié)合面承載基礎(chǔ)上，承臺的抗沖切驗(yàn)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(diǎn)立面圖豎向構(gòu)件中間位置設(shè)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(dān)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(dǎo)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(shí)對梁的受剪性能開展了試驗(yàn)研究，為該類托換梁的設(shè)計(jì)提供外研究現(xiàn)狀有建筑地下增層的相關(guān)工程實(shí)踐

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本文編號：2745548