高层建筑结构施工过程竖向变形计算的研究

以某高350 m的高层建筑结构为例,利用MIDAS/Gen有限元分析软件,在不考虑基础沉降变形的前提下,采用CEB-FIP规范中关于混凝土收缩、徐变的规定,并考虑混凝土材料的收缩徐变效应及其强度变化,按施工不同工况,建立全过程施工阶段模型,以计算弹性变形以及收缩徐变变形。最后得出施工过程中应考虑超高层标高补偿、选择合适的配合比,改善混凝土和易性指标,可从根本上改善结构竖向变形情况等结论。     

超高层考虑收缩徐变的施工过程分析

本文对某巨型框架-核心筒-环形伸臂桁架超高层结构,在考虑收缩徐变影响下进行了施工过程模拟有限元分析,并对结构的竖向位移和竖向位移差进行了简要的研究,得到收缩和徐变对结构施工过程的不同影响。并与结构的施工监测结果进行了对比,验证了在施工过程中考虑收缩徐变的影响得到的分析结果与实际更为接近。     

高层建筑徐变收缩分析的简化模型

基于现有的试验技术条件,高层民用建筑徐变收缩分析的精确方法是参照桥梁结构中比较成熟的徐变系数方法。本文根据高层建筑实际的受力特点,对高层框架和剪力墙提出了一种徐变收缩分析的简化模型,并通过算例结果表明它具有明显的简化作用和计算精度。     

基于B3模型的竖向构件差异变形分析

为研究巨型框架伸臂核心筒结构中由收缩和徐变引起的巨柱和核心筒的竖向差异变形,基于B3收缩徐变模型,采用应变增量法进行MATLAB编程,模拟荷载逐层施加的实际施工过程。对某一巨型框架伸臂核心筒结构进行了研究,考虑施工过程、混凝土收缩和徐变影响,对高层混凝土结构构件在竖向荷载作用下的竖向变形进行了计算;计算构件在楼板施工前后巨柱和核心筒的弹性、非弹性缩短以及竖向差异变形;进行了差异缩短变形分析,采用逐层修正法进行补偿。结果表明：考虑重力荷载、混凝土收缩和徐变时,巨柱和钢筋混凝土筒由收缩和徐变产生的非弹性变形占总变形的509／6以上,且该比例随时问呈增大趋势;巨柱和核心筒的收缩变形远小于徐变变形,收缩和徐变变形最终趋于一定值;楼板施工结束时竖向变形近似相等的构件,在楼板施工后一定时期的竖向差异变形很大;若顸层楼板施工结束时荷载全部施加完毕,则楼板施工后的最大竖向变形值出现在中间某一层;对于有具体要求的特殊结构,采用逐层修正法可降低差异变形在伸臂桁架中引起的附加内力。     

南宁天龙财富中心考虑混凝土收缩徐变的施工模拟分析

高层建筑施工过程较长,混凝土徐变、收缩等时间效应对高层建筑的竖向变形影响较大。基于欧洲规范CEB-FIP 90,分析了混凝土收缩、徐变效应与相对湿度、构件尺寸、含钢率、混凝土加载龄期、混凝土强度等级等因素的关系。为准确得到高层建筑逐层施工、逐层找平过程中的变形,采用SAP2000对南宁天龙财富中心高层建筑进行考虑收缩、徐变效应的施工模拟分析。结果表明:上部楼层混凝土收缩、徐变效应导致的变形占竖向变形的比例较大。为减小构件竖向变形差对水平构件的影响,根据变形补偿的思想计算了各层竖向构件的下料预留长度。     

现行公路规范收缩应变、徐变系数与“桥梁博士”的比较

"桥梁博士"是国内桥梁设计者广泛应用的结构计算软件,为确定"桥梁博士"计算收缩应变和徐变系数的准确性,按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》计算了收缩应变和徐变系数,并与"桥梁博士"计算的收缩应变和徐变系数进行了比较,分析了两者误差,提出了使用建议。     

超高层结构考虑钢管混凝土柱收缩徐变影响的施工模拟分析

在超高层结构施工过程中,材料的时变特性和其他荷载等因素是导致竖向构件变形差异的主要原因。以南宁华润中心东写字楼超高层项目为工程背景,运用MIDAS Gen软件对项目进行施工模拟分析。由于钢管混凝土柱中混凝土处于密封状态,从而收缩徐变受到抑制,计算时考虑组合材料的收缩徐变得不到合理的结果。考虑钢管混凝土柱中混凝土的收缩徐变,利用双单元法对钢管混凝土柱进行施工模拟分析,并和换算截面法考虑收缩徐变和换算截面法不考虑收缩徐变分析的结果进行对比,分析三个模型的合理性,进而为钢管混凝土结构施工模拟分析提供参考。     

基于Midas的高层建筑结构收缩与徐变分析

基于Midas软件对某高层结构进行了考虑混凝土收缩与徐变的施工过程模拟,分析了收缩和徐变因素对结构5个巨型型钢混凝土柱变形的影响。通过施工过程分析,得到了结构内筒与外筒的竖向变形差,确定了构件加工预调值。     

混凝土收缩徐变对天津津塔施工模拟及预变形的影响分析

徐变和收缩对于大体积、大跨度以及超高混凝土结构的应力和变形具有不可忽视的作用。对天津津塔项目进行了考虑混凝土收缩徐变的施工模拟分析,给出了混凝土收缩徐变因素对结构框架柱施工安装预调值及构件加工预调值的影响及其考虑方法。对于本项目而言,当考虑混凝土收缩徐变影响因素后,结构框架柱施工安装预调值及构件加工预调值统一按1.5倍"不考虑混凝土收缩徐变及不考虑地基沉降影响的预调值"采用。     

高层钢管混凝土结构施工全过程数值模拟

基于CEB-FIP MC90的混凝土时变模型,建立了按主从节点约束考虑钢管与混凝土共同工作的钢管混凝土时变分析模型,提出了高层钢管混凝土结构施工全过程的数值模拟方法.对某高层钢管混凝土结构进行了数值计算,计算中考虑了混凝土的收缩徐变效应和施工工序影响,与施工过程的监测结果做了对比分析.研究表明,施工过程和收缩徐变对高层钢管混凝土结构影响很大,实际结构在设计和施工中必须予以考虑.     

Shrinkage stress analysis of concrete slab in multistorey building considering variation of restraint and stress relaxation due to creep

The purpose of this paper is to propose a practical shrinkage stress analysis method of concrete slab in a multistorey building considering creep relaxation and construction sequence for the quantitative evaluation of shrinkage effect. Shrinkage strains are converted into initial strain loads or equivalent temperature loads. Axial stresses due to shrinkage are calculated using elastic analysis, which is the summation of step‐by‐step analysis results according to the construction sequence. Stress relaxation of creep is considered by multiplying the relaxation coefficient to the calculated elastic shrinkage stresses. An example of 10‐storey building is presented to explain the analysis procedure and applicability. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

Vertical deformation analysis of a high‐rise building with high‐position connections

In this paper, a high‐rise frame‐core tube structure with strengthened stories and high‐position connections, a new landmark building in Wuhan, whose height is 238.6 m, is selected as an example. Construction simulation analysis is carried out by the finite element analysis software ETABS to study the vertical deformation and deformation difference of vertical members under the gravity load, taking the influence of construction processes and shrinkage and creep of concrete into consideration. The results show that there is a significant difference between the vertical deformation of the twin‐tower model with connections and that of the single‐tower model. Some engineering countermeasures are put forward to reduce the vertical deformation difference of the twin‐tower connected structure.     

考虑施工过程和收缩徐变的框架结构简化分析

研究了混凝土的收缩徐变对框架结构受力的影响。首先根据线性徐变的迭加原理,推导了混凝土构件截面在多级荷载作用下的徐变估算公式,该式可以考虑加载龄期、加载速度、构件厚度以及环境相对湿度对徐变的影响;然后给出了考虑施工过程和收缩徐变影响的框架结构竖向位移和位移差的计算方法。用该方法对一高层框架进行收缩徐变分析,结果表明:该方法简单实用,可以在超高层建筑结构设计中估算收缩徐变时使用,收缩徐变对框架结构的受力影响较大,在工程设计和施工中不能忽略其影响。     

收缩徐变影响的施工期框架结构分析

在施工期间,框架结构中框架柱之间轴压比的不同以及混凝土收缩和徐变的存在,造成了构件之间存在竖向变形差异,进而会对框架结构中梁柱内力产生重要的影响.本文以一栋框架结构高层建筑为分析对象,分析了施工过程及收缩徐变对框架结构竖向变形及内力的影响,并在此基础上对结构分析及设计提出了一些有用的建议.     

桥用高强混凝土双轴徐变试验研究

为获得大跨度预应力混凝土箱梁腹板在双向预应力作用下的收缩徐变发展规律,分析不同预应力组合对收缩徐变效应的影响,研究了大跨度预应力箱梁腹板的常遇应力组合,并采用十字交叉梁开展了2种应力组合条件下的高强混凝土双轴徐变试验,即应力组合分别为14MPa和2MPa,6MPa和2MPa,对比开展了单轴压应力为6MPa、14MPa的高强混凝土收缩徐变试验,分析单、双轴徐变和应力组合对高强混凝土收缩徐变的影响。研究结果表明：应力组合对高强混凝土徐变影响显著,360d双轴应力条件下的徐变系数仅为相应单轴徐变系数的75%;采用现有收缩徐变预测模型不能较好预测高强混凝土的实际徐变发展过程,而采用指数函数具有较好的拟合精度。建议在大跨度连续箱梁设计和施工中,确保腹板竖向预应力水平控制在设计允许范围内。     

混凝土收缩和徐变对高层建筑结构影响分析

以某在建高层混凝土结构为背景,考虑分析工况、施工工况、时间等因素的影响,采用SAP2000对由收缩和徐变产生的竖向变形和内力变化进行了分析。结果表明,徐变和竖向荷载是导致竖向变形的主要原因,而收缩是导致竖向变形的次要原因;对于框架核心筒结构,框架与核心筒的变形差随时间的变化逐渐变小并趋于稳定,由变形产生的构件内力逐渐减小;施工完成后结构已经完成了大部分的变形,同时施工完成后变形随时间变化的速率逐渐变缓;由收缩与徐变结构产生的竖向变形和内力变化不会对该高层建筑结构的使用和安全产生明显影响。     

混凝土斜拉桥与T构协作体系的极限承载力研究

考虑结构的材料非线性和几何非线性,通过对协作体系金马大桥进行全过程非线性分析,得到了结构的极限承载力。研究了混凝土收缩徐变、加劲梁配筋率、斜拉索的安全系数、加载方式等因素对协作体系桥梁的极限承载力的影响,结果表明斜拉索的设计安全系数是很重要的影响因素,应加以重视;全桥和半桥加载时,弹塑性极限活荷载安全系数分别为21.4和9.67,表明金马大桥这种协作体系具有良好的极限承载能力;其弹塑性极限承载力远小于弹性极限承载力,研究结果可以为同类桥梁工程的设计和计算提供参考。     

巴阳2号大桥连续刚构施工控制

对巴阳2号大桥连续刚构的施工控制方法进行了介绍,并分析了施工控制结果,指出施工控制中考虑成桥后的收缩徐变影响,增设了附加预拱度,且全桥合拢后合拢误差较小,梁体应力状态正常.     

次应力作用对桥梁结构受力性能影响分析

大跨径预应力混凝土梁桥施工过程复杂,施工过程中除了受材料容重、预应力筋张拉力大小、弹性模量影响之外,还会受到各项次内力,如预应力筋松弛、温度变化、混凝土收缩与徐变、支座不均匀沉降等的作用,这些次应力都直接关系到桥梁施工的质量[1]。若对这些问题处理不妥,除了对桥梁结构本身的受力不利,还可能会使线形不顺畅,影响视觉效果,最终不能满足桥梁的设计要求[2]。本文项目中因历时5个施工工况,在工况4下桥梁体系发生了变化,所以取工况4进行分析,考虑次内力影响作用下实际监测值与理论计算值之间的误差,希望能为同类型桥梁的设计和施工控制计算提供参考。