襄王府古影壁倾斜沉降分析及整体顶升纠偏设计与监控研究

论文摘要

中国古建筑是中华文明的重要组成部分,是传承和发扬中国五千年文化的重要载体,在历史、艺术、文化、科学等方面都具有重要价值。但由于古建筑经历了漫长历史时期的自然侵蚀及人为损伤,大多数古建筑在结构和外形上均出现了不同程度的损伤,甚至将因受结构不利因素的影响发生破坏乃至消失。如何在保持原有状态的情况下,对古建筑进行维修加固便成为目前急需解决的问题。本文结合湖北省襄樊市襄王府古影壁墙顶升加固的工程实例,对古建筑倾斜沉降分析及倾斜沉降计算、顶升纠偏设计理论计算和结构加固过程中的监控体系等进行了系统的研究,其成果对类似古建筑工程的纠偏顶升加固技术具有重要的实际应用参考价值。文章首先介绍了影壁墙加固的整个顶升结构,提出古影壁顶升中应遵循慎重降水、维持原状、挖托结合、缓慢抬正、随时支撑等五个重要原则;对古建筑沉降计算的适用方法进行了研究,提出了采用时间阶段法对古建筑沉降进行计算;对影壁墙顶升系统进行了设计,采用结构有限元分析软件ANSYS对绿影壁抬升梁体系进行了结构计算分析,模拟出顶升过程中各梁的变形及内力的分布情况;为确保影壁墙顶升施工结构的安全稳定性,设计了影壁墙顶升施工监控体系,从影壁墙几何空间位置、应力、抬升框架位移及混凝土、钢筋原材料检测等全面进行监控。本文的研究成果对因地基不均匀沉降造成结构处于不利状态古建筑的维修加固,提供一种现实的、可行的、在保证结构完整的前提下进行维修加固的方法,并可从根本上解决了较大沉降和不均匀沉降对古建筑的不利影响,具有较大的社会效益和经济效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.1.1 研究的背景
• 1.1.2 研究的意义
• 1.1.3 课题的来源
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 国内古建筑加固的研究及发展现状
• 1.2.2 国外古建筑保护的现状
• 1.2.3 常用古建筑加固理论分析方法
• 1.3 课题研究的内容
• 第2章 古建筑结构形式及分析
• 2.1 中国古建筑常见的结构形式
• 2.1.1 土结构
• 2.1.2 木结构
• 2.1.3 砖石结构
• 2.2 中国古代建筑的特点
• 2.2.1 构造方面的特点
• 2.2.2 传统文化方面的特点
• 2.3 古建筑常见事故分析
• 2.3.1 南京市中山门
• 2.3.2 应县木塔
• 2.4 修缮古建筑的原则
• 2.5 古建筑保护的意义
• 2.6 本章小结
• 第3章 襄王府绿影壁倾斜沉降计算分析
• 3.1 工程概况
• 3.1.1 古影壁现状
• 3.1.2 场区地质概况
• 3.1.3 岩土工程分析和评价
• 3.2 古影壁沉降成因分析
• 3.2.1 地基承载力不足
• 3.2.2 地下水位的影响
• 3.2.3 上层滞水的影响
• 3.3 古影壁沉降计算分析
• 3.3.1 常用与时间有关的沉降计算理论方法
• 3.3.2 计算理论比选
• 3.3.3 时间阶段法计算最终沉降量
• 3.4 不均匀沉降治理措施
• 3.5 本章小结
• 第4章 襄王府绿影壁顶升纠偏体系设计计算
• 4.1 常用的纠偏方法及适用范围
• 4.1.1 常用纠偏技术
• 4.1.2 不同纠偏方法的适用范围
• 4.2 纠偏抬升体系介绍
• 4.3 纠偏顶升系统设计计算
• 4.3.1 耐磨性计算
• 4.3.2 螺纹副自锁性验算
• 4.3.3 螺杆的强度计算
• 4.3.4 螺母螺纹牙的强度计算
• 4.3.5 螺母外径与凸缘的强度计算
• 4.3.6 螺杆的稳定性计算
• 4.4 结构稳定性计算
• 4.5 交叉抬升梁系有限元分析
• 4.5.1 ANSYS软件简介
• 4.5.2 模型建立
• 4.6 本章小结
• 第5章 绿影壁项升施工控制系统设计
• 5.1 影壁空间几何位置监测
• 5.2 抬升框架位移监测
• 5.3 应力监测
• 5.3.1 梁的应力监测
• 5.3.2 顶升力监测
• 5.3.3 千斤顶扭矩监测
• 5.4 混凝土、钢筋等原材料监测
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 本文结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间公开发表的论文
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作
• 致谢