土木工程工程师论文提纲

论文题目：钢筋混凝土结构加固改造及工程应用

摘要：随着土木工程行业的发展,对工程结构的功能布局的复杂性和性能需求逐渐提高,而原有工程结构的形式和现有性能在新时代的要求下已经得不到满足,同时,原有工程的老龄化、低标准和经长期损耗后建筑材料劣化等引起的结构安全问题,也得到工程师们越来越多的关注和重视。对存在安全隐患而又未超过结构设计使用年限的结构而言,拆除重建不仅会对社会资源造成巨大浪费,对自然环境也难免产生影响。另一方面,对一些有着历史文化意义的古老建筑而言,其文化内涵和艺术价值是难以取代的。随着我国土木工程行业从大规模基建、房地产开发转向对旧有和现有结构的维护,对既有结构的加固和改造是结构工程师们接下来要面临的一个主要问题。本文研究背景以广东日化立成工厂C区厂房升级改造工程为实例,先对该厂房建筑进行安全检测和鉴定,并根据鉴定结果进行了加固方案设计,使结构在安全性和使用功能上能够满足新的要求,主要研究工作及相关研究成果如下:1.介绍了该工厂需要进行加固改造的原因,分析了改造过程中受力特点和受力特征,对现有钢筋混凝土结构加固时常用的加固手段的优缺点进行对比。2.对被改造结构进行安全鉴定,基于对结构的整体分析,找出局部承载力不足的危险构件,并确定需要加固的范围。对于安全性能不足的构件,设计了两套加固方案:（1）方案1:对于框架梁、框架柱不满足安全性要求的,采取粘贴包裹CFRP法加固;（2）方案2:采取粘贴包裹CFRP法加固梁,采取增大截面加固法加固柱;3.对以上两种方案的加固效果,通过ANSYS有限元软件对结构进行抗震性能分析,设定3种工况;工况1为未经加固的原始结构;工况2为采用包裹CFRP法加固结构;工况3为CFRP法加固框架梁,增大截面法加固框架柱;以上3种工况均在结构改造后新增加的实际荷载条件下进行,分别对3种工况进行时程分析,通过比较结构层间位移角,楼层侧移,顶点位移,结构顶点位移时程曲线得出各自方案下的特点。结果表明:采用方案1对结构进行加固,能够提高结构的延性,结构变形和耗能能力得到提高,大震下结构抗倒塌能力增强;按方案2进行加固,结构刚度明显提高,结构在地震激励下变形减小,小震、中震下受损减轻。4.联系工程实际加固方案,相比于传统的设计加固方法:均匀包裹法,基于本次工程改造方案,对框架柱提出一种新的加固处理方法——集中加固法,使用有限元软件ANSYS,分别模拟框架柱在均匀加固法和集中加固法2种加固方案下的力学性能,通过框架柱在2种加固方案下的力学性能对比,从构件的骨架曲线,延性,刚度退化,耗能能力等几个角度进行分析,比较验证了新的包裹加固法相比于传统方法而言,新方案在延性,刚度退化及耗能能力方面都优于传统加固方法。

关键词：加固改造;抗震加固;钢筋混凝土框架结构;碳纤维加固;ANSYS;时程分析

学科专业：建筑与土木工程（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 加固改造工程的研究背景和意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 加固改造工作研究意义

1.2 加固改造研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 加固改造工作的研究内容及加固程序

1.3.1 加固改造研究内容

1.3.2 加固改造工作程序

1.4 本文研究目的和研究内容

1.4.1 研究目的

1.4.2 研究内容

第二章 钢筋混凝土结构加固与鉴定

2.1 钢筋混凝土加固的原因及目的

2.1.1 加固原因

2.1.2 加固混凝土结构受力特征

2.2 混凝土结构加固的方法

2.2.1 直接加固法

2.2.2 间接加固法

2.3 钢筋混凝土结构的鉴定

2.3.1 钢筋混凝土结构的可靠性鉴定方法

2.3.2 钢筋混凝土结构的可靠性评定体系

2.4 PKPM鉴软件中定加固模块的应用(JDJG)

2.5 本章小结

第三章 某钢筋混凝土厂房检测鉴定及加固设计

3.1 工程概况

3.2 检查鉴定

3.2.1 主要依据

3.2.2 检测内容及方法

3.3 检测结果与建议

3.3.1 检测结果

3.3.2 结构鉴定

3.3.3 结论与建议

3.4 结构抗震鉴定

3.4.1 抗震第一级鉴定

3.4.2 抗震第二级鉴定

3.4.3 抗震鉴定结论

3.5 结构改造方案设计

3.5.1 加固思路

3.5.2 柱加固设计

3.5.3 梁加固设计

3.6 本章小结

第四章 框架加固地震响应分析

4.1 工程概述

4.1.1 加固方案

4.1.2 结构分析

4.2 混凝土材料本构模型

4.2.1 未加固构件混凝土本构关系模型

4.2.2 CFRP加固构件混凝土本构关系模型

4.2.3 特征点应力-应变

4.3 有限元模型

4.3.1 建模方式的选取

4.3.2 有限元模型

4.4 静力作用下结构响应

4.5 模态分析

4.5.1 模态分析基本理论

4.5.2 阻尼模型

4.6 地震波的选择

4.6.1 模态分析

4.6.2 顶点位移时程分析

4.6.3 各层层间位移、位移角分析

4.7 本章小结

第五章 CFRP加固钢筋混凝土框架柱有限元分析

5.1 分析对象的选择

5.2 有限元模型

5.2.1 框架柱设计参数

5.2.2 单元类型

5.2.3 材料属性

5.2.4 有限元模型和网格划分

5.2.5 破坏准则与收敛准则

5.2.6 模型验证

5.3 框架柱滞回性能模拟分析

5.3.1 加载制度

5.3.2 屈服前滞回曲线对比分析

5.3.3 屈服后滞回曲线对比分析

5.4 骨架曲线分析

5.4.1 屈服前骨架曲线分析

5.4.2 屈服后骨架曲线分析

5.5 延性分析

5.6 刚度退化分析

5.7 耗能分析

5.8 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录A 第五、六章有限元APDL语言

致谢