建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法技术

本发明专利技术公开了一种建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法。该评估方法包括步骤S1：对于扩建建筑群进行风洞试验，获取所述扩建建筑群的表面压力分布；步骤S2：根据所述表面压力分布的结果，进行有限元数值分析；步骤S3：根据所述有限元数值分析来计算内力结果并进行组合，计算时变配筋；步骤S4：将所述时变配筋与实际施工配筋比较，若实际施工配筋不能够包络所述时变配筋，则进行结构加固；否则，则认为安全并形成评估报告。该评估方法能够反映结构中每一个构件实际受力情况及所需的理论配筋程度，从而有效提高安全性的新建结构抗风安全性。

【技术实现步骤摘要】
建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法
本专利技术涉及建筑群体扩建后的建筑工程安全评估的
，特别是涉及一种建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法。
技术介绍
全球气候变化使得风致灾害非常显著。随着城市建筑群的拓展和工业建筑群的扩建，越来越多的高耸和大跨结构被设计规划，因此，抗风问题也日益突出。英国渡桥电厂在较低的风速作用下冷却塔发生倒塌，风致干扰效应非常显著。随着建筑群规模的扩大以及不同阶段科研推进，相应的规范发生改变。随着第四代结构设计理念的推进，结构可靠度被更多的考虑。随着经济发展的推进，不同阶段的建筑规模变化较大，建筑的高度不断突破。目前800多米的高楼提进了规划，工业双曲冷却塔也从100米突破到250米，新规划的结构往往超过前期结构规模，新建结构对于既有结构的风荷载干扰问题非常突出。目前，现有规范均以风荷载参数评价既有建筑的抗风安全性，然而风荷载往往很难反映结构实际受力情况。对于复杂建筑结构，现有的风荷载参数考核标准很难保证其结构安全性。因此，针对现有技术中风荷载参数评价抗风安全性无法反映实际受力情况而达不到保证安全性的技术问题，有必要提供一种能够反映结构中每一个构件实际受力情况及所需的理论配筋程度，从而有效提高安全性的新建结构抗风安全性的评估方法。
技术实现思路
针对现有技术中风荷载参数评价抗风安全性无法反映实际受力情况而达不到保证安全性的技术问题，本专利技术实施例提供一种能够反映结构中每一个构件实际受力情况及所需的理论配筋程度，从而有效提高安全性的新建结构抗风安全性的评估方法。该新建结构抗风安全性的评估方法通过风洞试验对于厂区风环境进行重新测试，然后进行数值计算，对与既有塔结构安全性进行评估，并提出评估结果和相应地改善建议。为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：一种建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法包括：步骤S1：对于扩建建筑群进行风洞试验，获取需评估的既有建筑的表面动态压力分布；步骤S2：根据所述表面动态压力分布的结果，进行有限元瞬态动力计算分析；步骤S3：根据所述有限元瞬态动力计算分析来计算时变内力结果并进行组合，计算时变配筋；步骤S4：将所述时变配筋极值与实际施工配筋比较，若实际施工配筋不能够包络所述时变配筋，则进行结构加固；否则，则认为安全并形成评估报告。作为本专利技术的进一步改进，步骤S4中的结构加固包括增加结构抗力性能和改变气动外形。作为本专利技术的进一步改进，加固之后需要再次进行评估直到评估通过。作为本专利技术的进一步改进，所述改变气动外形的方式为在外表面粘贴粗糙元的方式，所述增加结构抗力性能的方式为不改变结构主体受力构件，在其表面采用配筋并喷混凝土和设置加劲肋的方式。作为本专利技术的进一步改进，步骤S2包括：对于步骤S1所获得表面压力值采用POD分解方法进行插值，将获得的风压时程数据加载在有限元模型上面，进行有限元数值分析，得到步骤S3中的每个时程的内力结果。作为本专利技术的进一步改进，步骤S3包括：将所述内力结果中的轴力和弯矩进行组合计算配筋，得到每个时程点的配筋结果，对于配筋结果采用具有预设保证率的配筋极值来作为在此刻风向角下的配筋结果。作为本专利技术的进一步改进，所述评估方法适用于求解环向所有来流角度的时程配筋。作为本专利技术的进一步改进，所述实际施工配筋采用混凝土钢筋检测仪获得。本专利技术具有以下优点：本专利技术实施例所提供的一种建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法通过风洞试验对于建筑群风环境进行重新测试，然后进行数值计算，对与既有结构安全性进行评估并提出评估结果和相应地改善建议。进一步地，本专利技术实施例所提供的一种建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法解决现有技术中建筑群扩建中既有结构安全评定的多准则问题以及多准则之间的差异问题，提出精细化计算获取极值配筋的方案能够真实反映实际结构受力性能。进一步地，本专利技术实施例所提供的一种建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法提出了包括增加结构抗力性能和改变气动外形的两种加固方法，有效地解决既有结构风致干扰不安全性的问题，并且实施高效便捷，有效降低造价。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术第一实施例中一种建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法的流程示意图；图2为图1所示实施例中精细化算法相关细化步骤的流程示意图；图3为图1所示实施例的另一种表述流程示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术第一实施例中一种建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法的流程示意图。该建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法包括四个步骤，每个步骤的具体内容如下所述。步骤S1：对于扩建建筑群进行风洞试验，获取需评估的既有建筑的表面压力分布。步骤S2：根据所述表面动态压力分布的结果，进行有限元瞬态动力计算分析。在该步骤中，对于步骤S1所获得表面压力值采用POD分解方法进行插值，将获得的风压时程数据加载在有限元模型上面，进行有限元瞬态动力计算分析，得到步骤S3中的每个时程的内力结果。步骤S3：根据所述有限元瞬态动力计算分析来计算内力结果并进行组合，计算时变配筋。在该步骤中，将内力结果中的轴力和弯矩进行组合计算配筋，得到每个时程点的配筋结果，对于配筋结果采用具有预设保证率的配筋极值来作为在此刻风向角下的配筋结果。此刻风向角下的配筋结果即为时变配筋。步骤S4：将所述时变配筋极值与实际施工配筋比较，若实际施工配筋不能够包络所述时变配筋极值，则进行结构加固；否则，则认为安全并形成评估报告。在该实施例中，结构加固包括增加结构抗力性能和改变气动外形。改变气动外形的方式为在外表面粘贴粗糙元的方式，粘贴附属格栅，增加表明粗糙度进而降低风荷载。增加结构抗力性能的方式包括钢支撑加固和增加结构截面两种方式。钢支撑加固方式采用冷却塔外表面或内表面设置环向和纵向刚支撑肋条，增加结构截面方式主要有通过配筋之后再在表面喷混凝土，以增加结构截面配筋率和截面面积提高抗力性能。在该实施例中，结构加固之后需要再次进行评估直到评估通过。进一步地，在改变气动外形的结构加固后，需要再次进行风洞试验。在该实施例中，实际施工配筋采用混凝土钢筋检测仪获得。本专利技术实施例所提供建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法适用于求解环向所有来流角度的时程配筋。在该具体实施例中，将环向来流角度等分为16个方向，最终采用Sadek-Simiu法进行极值求解，得到每个来流角度下极值配筋，最终对其取外包络为最大配筋值。在本专利技术实施例中，步骤S1至步骤S3的过程可以被统称为精细化算法。如图2所示，为图1所示实施例中精细化算法相关细化步骤的流程示意图。精细化算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法，其特征在于，所述评估方法包括：步骤S1：对于扩建建筑群进行风洞试验，获取需评估的既有建筑的表面动态压力分布；步骤S2：根据所述表面动态压力分布的结果，进行有限元瞬态动力计算分析；步骤S3：根据所述有限元瞬态动力计算分析来计算时变内力结果并进行组合，计算时变配筋；步骤S4：将所述时变配筋极值与实际施工配筋比较，若实际施工配筋不能够包络所述时变配筋极值，则进行结构加固；否则，则认为安全并形成评估报告。

【技术特征摘要】
1.一种建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法，其特征在于，所述评估方法包括：步骤S1：对于扩建建筑群进行风洞试验，获取需评估的既有建筑的表面动态压力分布；步骤S2：根据所述表面动态压力分布的结果，进行有限元瞬态动力计算分析；步骤S3：根据所述有限元瞬态动力计算分析来计算时变内力结果并进行组合，计算时变配筋；步骤S4：将所述时变配筋极值与实际施工配筋比较，若实际施工配筋不能够包络所述时变配筋极值，则进行结构加固；否则，则认为安全并形成评估报告。2.根据权利要求1所述的一种建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法，其特征在于，步骤S4中的结构加固包括增加结构抗力性能和改变气动外形。3.根据权利要求2所述的一种建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法，其特征在于，加固之后需要再次进行评估直到评估通过。4.根据权利要求2所述的一种建筑群体扩建后新建结构抗风安全性的评估方法，其特征在于，所述改变气动外形的方式为在外表面粘贴粗糙元的方式，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵林，邢源，崔嵬，葛耀君，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31