利用卸荷法解决墙体开裂及基础不均匀沉降方法的研究

摘要

砌体结构因具有投资节省、施工方便、易于就地取材、耐久性好等优势，所以为城市和农村建筑所普遍采用。但在砌体结构建筑物中，墙体裂缝多有发生，这些裂缝会影响结构的外观和使用功能，严重时会影响到墙体的承载力和稳定性，甚至引起倒塌事件。使墙体开裂的原因很多，但地基不均匀沉降引起墙体开裂多为常见。因此，开展对地基不均匀沉降引起的墙体开裂问题的研究并找到切实有效地处理方法，具有重要的理论意义和工程应用价值。
　　本文在广泛系统的研究国内外相关资料的基础上，查阅开裂建筑物工程地质报告，设计文件、施工资料等技术文件，调查了墙体开裂裂缝位置、形状。应用有限元软件开展建模、砌体结构内力、基础沉降变形计算等大量工作。确认了墙体开裂的原因，提出了利用增设卸荷柱根治墙体开裂及基础不均匀沉降的方法并完成了相关卸荷加固计算工作。
　　通过上述工作，本文取得了以下有意义的结论：一是对开裂的五层教学楼结构内力与基础沉降变形进行计算，在此基础上得出纵墙的局部倾斜大大超过国家《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）变形允许值的范围。结合墙体开展裂缝的特点，确认了地基不均匀沉降是引起墙体开裂的根本原因。二是提出条形基础底面下硬土厚度小于0.4b，并有软土下卧层时，应选择下卧软土作为持力层，不考虑应力扩散作用。三是通过增设卸荷柱，使荷载重新分配，解决了地基不均匀沉降引起墙体开裂问题，确保了建筑物安全使用。

目录

利用卸荷法解决墙体开裂及基础不均匀沉降方法的研究

UNLOADING METHOD AGAINST WALLCRACKING AND UNEVEN FOUNDATIONSETTLEMENT

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题的背景和意义

1.2 建筑物墙体开裂的原因

1.2.1 墙体材料自身因素引起的墙体开裂

1.2.2 因温度变化和砌体干缩变形引起墙体开裂

1.2.3 地基不均匀沉降导致墙体开裂

1.2.4 设计不合理引起墙体开裂

1.2.5 施工不规范引起墙体开裂

1.3 建筑物地基不均匀沉降对上部结构的影响及技术措施

1.3.1 地基不均匀沉降对上部结构的影响

1.3.2 调整地基不均匀沉降的技术措施

1.4 本课题的主要研究内容

1.4.1 PKPM建立加固前砌体结构体系的模型

1.4.2 加固前砌体结构体系工作性能模拟研究

1.4.3 卸荷法加固设计

第2章 PKPM模型建立

2.1 PKPM功能介绍

2.1.1 建筑设计软件APM

2.1.2 结构设计软件功能

2.1.3 内容丰富、功能强大的建筑设备设计软件

2.1.4 自动统计工程量、能使用各地区定额的概预算软件

2.2 本文工程实例建模

2.2.1 应用PMCAD对原工程建模

2.2.2 应用PK计算新增内框架

2.2.3 应用JCCAD计算基础沉降

2.3 本章小结

第3章 某五层教学楼墙体严重开裂原因分析

3.1 某五层教学楼墙体严重开裂事故简介

3.2 既有建筑物结构建模与内力计算

3.2.1 荷载汇总计算

3.2.2 结构建模及参数选取

3.2.4 内力计算结果

3.3 基础底面地基土层的沉降变形计算

3.3.1 计算模型建立

3.3.2沉降变形计算结果

3.4五层教学楼墙体开裂原因分析

3.4.1 基础沉降差在上部结构引起的变形分析

3.4.2 五层教学楼墙体局部倾斜计算分析

3.5 教学楼地基发生不均匀沉降的原因分析

3.5.1 借用地质勘察资料导致错误选择持力层

3.5.2 基础底面压力大于持力层的承载力特征值

3.5.3 教学楼结构刚度不足

3.6 本章小结

第4章 教学楼卸荷法加固设计

4.1 教学楼卸荷加固设计方案确定

4.1.1 增设卸荷柱为内外纵墙基础卸荷

4.1.2 增设框架加强结构刚度

4.2 新增设卸荷柱与柱下条形基础设计

4.2.1 卸荷柱与墙体荷载分配计算

4.2.2 卸荷柱设计

4.2.3 卸荷柱下刚性基础设计

4.3 新增设内框架内力计算与配筋

4.3.1 模型建立

4.3.2 模型相关参数

4.3.3 内力图

4.3.4 配筋图

4.4 内框架柱与下部结构连接施工方案

4.5 沉降计算

4.5.1 加固后的教学楼基础底面地基土层的沉降变形计算

4.5.2 加固后的教学楼墙体局部倾斜验算

4.6 沉降观测

4.7 本章小结

结论

参考文献

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

致 谢

个人简历