爆破振动作用下砌体古建筑加固前后动力性能的研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:suguangli1507
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古建筑是我国古代文明的重要组成部分,是中华民族乃至世界建筑艺术的瑰宝,具有较高的文物、历史、艺术和科学价值。古建筑和其他历史文物一样是历史的见证,是独一无二的,一旦损毁则损失巨大并且无法弥补。许多古建筑由于修建的年代过于久远,历经岁月的沧桑和人为的损坏,其结构出现了不同程度的破坏,结构的稳定性和承载力也大大降低。在城市地铁建设过程中,爆破开挖虽然经济合理,但是在爆破过程中会产生振动效应,从而对周边的建筑物造成负面影响,并且古建筑由于构件的老化所以结构自身的稳定性、承载力本来就比较差,再加之爆破荷载对其的影响更是不可小觑,因此如何能在爆破开挖的过程中,在不影响施工进度的情况下同时对古建筑进行保护成为施工过程中亟待解决的问题。本文采用砌体等效体积单元法对一栋建造于1905年的四层砌体古建筑进行数值模拟,建立结构原型以及分别采用喷射混凝土法、外支脚手架两种加固方法的有限元模型,并进行在爆破荷载作用下的非线性分析。通过对不同模型的周期、加速度、最大位移以及墙体应力分析的计算结果进行对比,分析两种加固方法对该古建筑在爆破荷载作用下的动力性能的改善,研究表明喷射混凝土能很好的分担主拉应力,使砌体墙体避免了主拉应力过大而出现剪切破坏,同时喷射混凝土加固墙片对墙体、楼板起到约束作用,增加了结构的破坏延性和抗倒塌的能力。脚手架支撑所形成的抗侧力体系分担了墙体等构件的水平荷载,减小了结构的变形,较大程度的耗散了爆破过程中产生的振动能量。并且得出外支脚手架加固法在动力性能的改善优于喷射混凝土加固法,在经济成本、施工难易程度、工期等方面也具有明显的优势。因此,外支脚手架法更适于该古建筑的加固。
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