水塔是用于储水和配水的特种高耸结构,可保持和调节给水管网中的水量和水压,主要由水箱、基础和支架组成。我国的水塔起建于上世纪六七十年代,是技术、经济不发达的产物,多为混凝土结构,通常建于室外,受风雪雨的侵蚀影响较大。目前,大部分水塔已被拆除,但尚有一定数量的水塔仍在继续使用。本文以陕西省西安市某在役水塔为研究对象,对其进行受力分析以及加固技术研究,为将来此类工程加固设计提供参考。本文主要研究内容如下:1.以某参考文献中的水塔抗震试验为基础,采用SAP2000有限元软件建立水塔结构有限元模型,对试验结果和有限元分析结果进行对比,两者吻合度较高,验证了本文有限元模拟方法的精确度和可靠性。然后采用同样的建模方法,对本文工程实例的水塔进行模态分析和反应谱分析,结果表明柱Z1、Z2和Z3轴压比超限,延性不满足要求。通过对常用加固方法优缺点的对比,同时考虑结构实际情况,最终确定采用组合加固方式进行加固:对轴压比超限较大的柱Z1和Z2采用增大截面法加固,对轴压比超限较小的柱Z3采用外包角钢法进行加固。2.对比分析了增大截面法加固计算常用的等效刚度法和等效截面法,并采用ABAQUS有限元软件对等效截面法的准确性进行了复核验算,得出等效截面法计算精确度更高的结论,故本文采用等效截面法对柱Z1和Z2进行了加固计算和设计。对外包角钢加固法设计了四种加固方案,分析研究了角钢厚度和宽度对加固效果的影响,结果表明角钢厚度比角钢宽度对轴压比影响效果更显著。3.对原结构和加固后结构进行了静力弹塑性Pushover分析、多遇地震作用下的弹性时程分析和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,对比研究了加固前后结构的位移、水平位移角和基底剪力,对加固前后结构的抗震性能进行了评估。结果表明:加固后结构最大位移、水平位移角相比于原结构均明显减小,抗震性能显著提高。4.采用ABAQUS有限元软件建立加固后结构模型,将考虑流固耦合和不考虑流固耦合效应进行对比,结果表明:水体的晃动可以减小结构的位移响应,对结构可以起到减震作用,本文的加固方案在考虑水体的晃动时仍然可靠,不考虑水体晃动的计算结果更安全。