既有建筑物节能改造结构可靠度分析

【摘要】： 目前建筑能耗占能源消耗量的30%,为了节约能源促进经济平稳、快速、健康发展,改变我国严寒和寒冷地区大量既有居住建筑采暖能耗大、热环境质量差的现状,采取有效的节能改造技术措施,以达到节约能源、改善居住热环境的目的,国家制定了《既有采暖居住建筑节能改造技术规程》(JGJ129-2000),规程中提出对既有建筑物的围护结构及主体结构在节能改造时必须做出重点勘察,评定该建筑是否满足节能改造的要求,但规程中没有具体评价标准对结构体系在节能改造时的安全性做出评价,以至于既有建筑在节能改造结构安全性评估时无具体的标准和规范可遵循。因此论文提出一种工程实用方法评定既有建筑物节能改造中的安全性问题。 论文对既有建筑物节能改造结构的安全性进行了分析,重点讨论了节能改造后结构体系在地震作用下的安全性能,并将可靠度理论引入计算模型中,考虑构件抗力衰减、荷载变化等随机因素的影响计算结构体系的可靠指标,最终评定该建筑物是否满足节能改造的要求。 论文提出对既有建筑物节能改造安全性评定分为两级鉴定:第一级为节能改造前正常使用安全性评定;第二级为节能改造后的抗震性能评定。第一级评定依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999)对地基基础、上部主体结构及围护结构正常使用的安全性鉴定评级;第二级评定引入可靠度理论对结构抗震性能的可靠度指标进行计算,根据我国现有建筑物结构安全等级可靠度指标的规定评定是否满足正常使用安全性要求。当以上两级评定都满足正常使用安全性要求时,则该建筑满足节能改造安全性要求,适于节能改造。 【关键词】：既有建筑 节能改造 抗力衰减 可靠指标 混凝土碳化 钢筋锈蚀
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TU311.2
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题研究的背景及问题提出11-13
• 1.2 现有结构检测鉴定标准13-15
• 1.3 结构可靠度理论研究现状及发展15-19
• 1.3.1 基本概念15
• 1.3.2 结构可靠度理论发展概述15-17
• 1.3.3 已有结构可靠性理论的发展和现状17-19
• 1.4 本文主要的研究内容19-21
• 第2章 结构系统可靠度分析及计算方法21-32
• 2.1 概述21
• 2.2 可靠度计算的一次二阶矩法21-26
• 2.2.1 中心点法21-22
• 2.2.2 验算点法22-26
• 2.3 Monte Carlo数值模拟法26-27
• 2.4 系统可靠度27-29
• 2.4.1 串联系统和并联系统27-28
• 2.4.2 混联系统28-29
• 2.4.3 赘余系统和非赘余系统29
• 2.5 本文提出的已有结构可靠度的计算方法29-31
• 2.5.1 系统失效模式寻求29-30
• 2.5.2 荷载/抗力加权函数30
• 2.5.3 楼层可靠度指标的计算30-31
• 2.5.4 结构体系可靠度指标的计算31
• 2.6 本章小结31-32
• 第3章 影响既有结构抗力的因素32-42
• 3.1 概述32
• 3.2 大气环境下影响钢筋混凝土构件抗力变化的因素32-34
• 3.2.1 混凝土碳化的影响因素33-34
• 3.2.1.1 外部因素33
• 3.2.1.2 内部因素33-34
• 3.3 混凝土碳化速度模型34-35
• 3.4 混凝土强度时效模型35-37
• 3.5 钢筋锈蚀37-39
• 3.5.1 概述37-38
• 3.5.2 钢筋锈蚀开始时间38
• 3.5.3 钢筋锈蚀后力学性能38-39
• 3.6 裂缝39-41
• 3.6.1 裂缝对混凝土碳化的影响39-40
• 3.6.2 裂缝对钢筋锈蚀的影响40
• 3.6.3 裂缝对钢筋与混凝土协同工作的影响40-41
• 3.7 本章小结41-42
• 第4章 已有荷载对结构可靠度的影响42-47
• 4.1 概述42-43
• 4.2 各类荷载的分布函数及统计参数43-46
• 4.2.1 永久荷载的概率分布函数43
• 4.2.2 楼面活荷载的概率分布函数43-45
• 4.2.3 年最大风载的概率分布函数45
• 4.2.4 年最大屋面雪载的概率分布函数45-46
• 4.2.5 地震作用46
• 4.3 本章小结46-47
• 第5章 既有建筑物节能改造后抗震可靠度分析47-54
• 5.1 结构体系可靠度分析特点47
• 5.2 结构体系主要失效模式的寻求47
• 5.3 既有结构可靠度分析中的随机因素47-48
• 5.3.1 材料性能的不确定性48
• 5.3.2 几何参数的不确定性48
• 5.3.3 几何模式的不确定性48
• 5.4 既有框架结构节能改造后抗震可靠度计算模型48-50
• 5.4.1 柱承载力极限状态功能函数的建立49
• 5.4.2 柱可靠度指标计算功能函数的建立49-50
• 5.4.3 既有框架结构节能改造后抗震可靠度分析步骤50
• 5.5 既有砌体结构节能改造后抗震可靠度计算模型50-52
• 5.5.1 承重墙承载力极限状态功能函数的建立51-52
• 5.5.2 承重墙可靠度指标计算功能函数的建立52
• 5.5.3 既有砌体结构节能改造后抗震可靠度分析步骤52
• 5.6 我国现有结构的可靠度指标52-53
• 5.7 本章小结53-54
• 第6章 工程算例54-61
• 6.1 工程概况54-55
• 6.2 结构体系有限元分析55-56
• 6.3 6/A轴线底层柱可靠指标计算56-57
• 6.4 楼层可靠度指标的计算57-60
• 6.5 结构体系可靠度指标60
• 6.6 本章小结60-61
• 结论与展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 附录 (攻读硕士学位期间所发表的学术论文)66

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