中小学校舍抗震加固与节能改造一体化研究

【摘要】：中小学校是国家开展素质教育、培养各类人才的摇篮,具有人数多、密度高、年纪小、室内停留时间久等特点,其发挥的公共职能不容轻视。我国是一个地震比较频繁的国度,我们应该确保中小学校舍“小震不发生破坏、中震只需局部修理、大震能够屹立不倒”,并使其在出现重大震害的情况下能够起到“生命安全岛”的作用。 随着工业化进程的快速向前推进,我国能源消耗量不断攀升,而其中有将近1/3的能量消耗在建筑能耗及其维护结构的生产能耗中。从长远看,天然气、煤炭和石油是不可再生能源,终究有一天会枯竭；从短期看,能源生产供应更是满足不了对能源的需求。因此,在“能源可持续发展”的战略框架下,建筑节能是一项艰巨的任务 在我国,有大量中小学校舍既不满足现行规范的抗震安全规定,也不满足建筑节能的相关要求。随着经济的腾飞、社会的发展和国家有关政策法规的实施,中小学校舍已经逐渐肩负起了防震减灾和建筑节能的双重使命,如何实现这个使命成为建筑领域迫切需要解决的重要课题之一。 在我国中小学校中,超过4/5的校舍为砌体结构,因此对砌体校舍的抗震加固与节能改造的研究意义非常重大。 本文选取大同市某中学的宿舍楼为实例,对其进行“抗震加固与节能改造一体化研究”。由校方委托,本课题组成员专程对该宿舍楼进行了检测与鉴定。经过认真探讨和分析后,给出了两套施工方案：方案1——“抗震加固-节能改造一体化”方案；方案2——“抗震加固-增层-节能改造一体化”方案。 本文研究主要内容有：在第三章中,利用软件ANSYS对该校舍采取传统加固方法与采用方案1的模型分别进行静力分析、模态分析和谱分析；在第四章中,对该校舍方案2的两个模型(分别采用实心粘土砖和多孔粘土砖加层)进行了静力分析、模态分析和谱分析；在第五章中,运用DeST-h软件对原校舍模型和方案1的模型进行了能耗分析,又对原校舍五层模型和方案2的模型(采用多孔砖加层)分别进行了能耗分析；在第六章中,考虑到方案2对周围住宅楼的日照影响,进行了必要的日照分析。 通过研究得出的结论有：方案1完美地实现了抗震加固与节能改造的有机结合,达到了既保障结构抗震安全,又实现校舍节能的双重目的,并具有工期短、费用低、质量好等特点；方案2除了具有以上优点外,还实现了校舍使用面积的增加,其不失为解决我国校舍面积严重不足问题的有效途径之一 本文研究课题获得的资助项目有：“旧建筑抗震加固与节能改造一体化技术研究”——山西省建设厅资助项目；“玻化微珠保温砂浆在节能工程中的应用及对结构耐久性的影响”——山西省青年科技研究基金项目(项目号2010021020-2)。 【关键词】：玻化微珠保温砂浆 中小学校舍 一体化 抗震加固 节能改造 增层
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU352.11
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-26
• 1.1 中小学校舍抗震加固的研究状况10-16
• 1.1.1 国外对中小学校舍抗震加固的研究10-12
• 1.1.2 国内对中小学校舍抗震加固的研究12-13
• 1.1.3 砌体结构抗震加固技术13-16
• 1.2 中小学校舍建筑节能的研究状况16-21
• 1.2.1 国外对中小学校舍建筑节能的研究16-17
• 1.2.2 国内对中小学校舍建筑节能的研究17-18
• 1.2.3 砌体结构节能改造技术18-21
• 1.3 中小学校舍增层改造的研究状况21-24
• 1.3.1 国外对中小学校舍增层改造的研究21-22
• 1.3.2 国内对中小学校舍增层改造的研究22-24
• 1.3.3 砌体结构增层改造技术24
• 1.4 本文的研究内容及意义24-26
• 1.4.1 本文的研究内容24-25
• 1.4.2 本文的研究意义25-26
• 第二章 某校舍抗震加固与节能改造“一体化”施工26-34
• 2.1 校舍概况26
• 2.2 校舍的检测与抗震鉴定26-31
• 2.2.1 校舍的检测26-29
• 2.2.2 校舍的鉴定29-31
• 2.3 校舍施工方案的制定31-32
• 2.4 校舍的“一体化”施工32-34
• 2.4.1 “抗震加固—节能改造一体化”方案的施工32-33
• 2.4.2 “抗震加固—增层—节能改造一体化”方案的施工33-34
• 第三章 某校舍“抗震加固—节能改造一体化”方案的有限元分析34-58
• 3.1 静力分析34-39
• 3.1.1 静力分析步骤34
• 3.1.2 静力分析的理论知识34
• 3.1.3 静力分析34-39
• 3.2 模态分析39-49
• 3.2.1 模态分析的步骤39
• 3.2.2 模态分析的理论知识39-41
• 3.2.3 模态分析41-49
• 3.3 谱分析49-58
• 3.3.1 谱分析的步骤49
• 3.3.2 谱分析的理论知识49-52
• 3.3.3 谱分析52-58
• 第四章 某校舍“抗震加固—增层—节能改造—体化”方案的有限元分析58-74
• 4.1 静力分析58-61
• 4.2 模态分析61-69
• 4.3 谱分析69-74
• 第五章 某校舍的能耗分析74-82
• 5.1 国内建筑能耗分析软件简介74
• 5.2 模型建立和参数设置74-80
• 5.2.1 模型的建立74-75
• 5.2.2 参数的设定75-80
• 5.3 计算与分析80-82
• 5.3.1 未增层模型的计算与分析80-81
• 5.3.2 增层模型的计算与分析81-82
• 第六章 某校舍的日照分析82-86
• 6.1 日照分析的意义82
• 6.2 建筑日照的要求82-83
• 6.3 建筑的日照分析83-86
• 6.3.1 建筑布局概况83
• 6.3.2 建筑日照分析83-86
• 第七章 全文总结与展望86-88
• 7.1 全文总结86-87
• 7.2 展望87-88
• 参考文献88-92
• 致谢92-94
• 攻读学位期间发表的学术论文目录94

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