既有钢筋混凝土框剪结构节能改造后结构可靠度分析

【摘要】：目前，居住建筑节能设计标准中规定既有建筑需节能65％的目标，而围护结构分担的节能率约占45％，因而改善围护结构保温性能对于减少建筑能耗来说显得尤为关键。现阶段既有结构的节能改造已经成为我国土木工程界研究的重要内容之一，但是节能改造后既有建筑物在后续使用期内是否仍然足够可靠的问题没有引起足够的重视。在既有建筑节能改造的过程中，会使结构的整体重量增大，引起结构的内力与变形发生变化，这对既有结构的整体抗震性能不利且建筑的可靠度会降低，甚至造成严重的后果。因此，有必要在节能改造前估计既有结构节能改造后的可靠度。 本文以8层框架-剪力墙结构为例对既有结构节能改造后结构可靠度的估计进行了系统的研究。主要从以下几个方面展开：首先，介绍可靠度的基本概念及计算结构构件可靠度的中心点法和验算点法，考虑既有建筑结构荷载模型和抗力随时间衰减的随机过程模型，确定荷载效应组合方法，给出各类构件（梁、柱、剪力墙）截面承载力的计算公式，并采用实用一次二阶矩分析方法计算既有结构构件可靠度；其次，根据同一层中各构件荷载/抗力比值和同一层中各类构件权重系数来计算楼层的可靠指标，再根据层与层之间的相互关系，确定既有建筑结构体系的可靠指标；最后，对某8层框架-剪力墙结构节能改造实例进行结构体系可靠度分析，根据我国既有结构的设计可靠指标及结构理论体系可靠指标，并参考结构鉴定结论，判断该建筑物是否适合节能改造。 【关键词】：既有建筑节能改造 框剪结构 抗力衰减 可靠度
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU375.4;TU311.2
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 既有建筑与拟建建筑可靠度分析异同10-11
• 1.3 既有结构可靠性评估研究现状11-12
• 1.4 结构可靠度计算方法研究现状12-17
• 1.5 本文的主要研究内容17-18
• 第2章 既有结构可靠度分析18-30
• 2.1 结构可靠度基本概念18-19
• 2.2 结构构件可靠度计算的一次二阶矩方法19-27
• 2.2.1 中心点法20
• 2.2.2 验算点法20-27
• 2.3 既有结构体系可靠度分析27-30
• 2.3.1 结构体系的可靠度27
• 2.3.2 结构体系可靠度分析模型27-28
• 2.3.3 同一层结构中各类构件权重比值28
• 2.3.4 同一层结构中各构件可靠度的权函数28-29
• 2.3.5 层可靠指标29
• 2.3.6 既有结构体系可靠度29-30
• 第3章 既有结构荷载模型与抗力模型分析30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 既有结构荷载分析30-36
• 3.2.1 既有结构荷载的特点30-31
• 3.2.2 既有结构的荷载估计31
• 3.2.3 各类荷载的随机变量模型31-35
• 3.2.4 荷载效应组合问题35-36
• 3.3 既有结构抗力分析36-42
• 3.3.1 概述36-37
• 3.3.2 影响既有结构抗力衰减的因素37-38
• 3.3.3 既有结构抗力随机过程模型38-42
• 第4章 既有框剪结构节能改造后结构可靠度分析42-48
• 4.1 框架-剪力墙结构的特点42
• 4.2 框架-剪力墙结构内力分析42-43
• 4.2.1 刚度特征值λ42-43
• 4.2.2 水平力作用下结构内力在剪力墙上的分配43
• 4.2.3 水平力作用下框架内力计算43
• 4.3 构件截面承载力分析43-46
• 4.3.1 柱44-45
• 4.3.2 梁45-46
• 4.3.3 剪力墙46
• 4.4 结构承载能力极限状态设计可靠指标46-47
• 4.5 既有结构可靠性分析步骤47-48
• 第5章 某办公楼节能改造后结构可靠度分析48-59
• 5.1 概况48-49
• 5.2 框架-剪力墙结构内力分析49-55
• 5.2.1 框架梁、柱与剪力墙刚度值计算49-50
• 5.2.2 水平力作用下结构协同工作计算50-51
• 5.2.3 水平力作用下结构内力在剪力墙上的分配51
• 5.2.4 水平力作用下框架内力计算51-53
• 5.2.5 框架各构件荷载效应组合值53-55
• 5.3 考虑抗力衰减计算构件截面承载力55-56
• 5.4 实用一次二阶矩分析方法计算各构件可靠度56-57
• 5.5 既有结构体系可靠度57
• 5.6 既有结构理论体系可靠度57-59
• 第6章 结论与展望59-61
• 结论59
• 展望59-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 附录（攻读硕士学位期间所发表的学术论文）65

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