论文摘要
某大底盘多塔框架结构实际工程由于不均匀沉降,导致下部底盘结构开裂,已影响建筑的正常使用,为了保障该结构的安全性和耐久性,需对其进行加固设计。首先为判别开裂原因以便采取相应的加固措施,对主体结构进行了系统的现场勘察,对发生开裂处的梁板构件进行了实时观测和监控,绘制裂缝观测图,动态掌握裂缝的开展情况,同时设计和实施了沉降观测系统,结合沉降观测结果,分析和查找造成结构开裂的根本原因;其次利川PKPM软件进行结构弹性分析,验算结构原设计的各项指标是否满足现行规范的要求,了解结构的地震力响应和自振特性是否满足规范的设计要求,验证原设计的合理性。同时利用MIDAS/GEN对结构整体作补充对比分析,获得开裂构件的最不利内力,以此内力为准对该部分梁体做加固设计,提出了整体与局部相结合的综合加固方案,利用改进基础筏板顶的构造层和地下室顶板的构造层成为叠合层、对CFG复合地基灌浆等实施整体加固;最后,对于开裂较严重的框架梁,围绕实施外粘贴碳纤维布和粘贴钢板法两种局部加固方法,进行了比对分析,根据加固成本和经济指标,确定得到了合理可行的局部加固方案,并分析证明已实施的部分加固设计方案行之有效。主要结论有:(1)通过现场的实地勘察、结合地质勘察报告和沉降观测记录等进行综合分析,确定地下室顶板、挡土墙及部分框架梁发生开裂的主要原因为建筑挪位建设、地基地质条件发生改变后,地基处理不充分产生不均匀沉降所造成的。(2)基于PKPM和MIDAS/GEN两种软件的分析结果表明,原设计的各项指标均能满足现行规范的要求,得到的振型排列顺序基本一致,周期偏差不大,验证了原设计方案的合理性和可行性,也验证了所建立的计算模型的可靠性。同时由MIDAS/GEN在风荷载及地震作用下分析表明,处于最外侧的两个塔楼扭转较为严重,塔楼上部的位移最大,且地下室部分梁、柱及部分挡土墙受力较大,在结构设计和施工中应引起重视。(3)非线性仿真分析表明,叠合层可有效提高开裂构件的刚度和承载能力,但无法控制构件裂缝在后续荷载作用下继续发展,在上部荷载增加的情况下跨中部位的贯穿性微裂缝很可能会进一步加大,因此对于开裂严重的梁体有必要采用局部加固设计方案,以提高构件的承载力和耐久性。(4)按本设计实施部分加固措施后进行的沉降观测数据表明,已实施的加固方案在一定程度上控制了结构整体的沉降变形,加固方案是有效可行的。