超高层框筒结构水平施工荷载影响研究

针对超高层施工中在建筑物体外附着式塔吊水平荷载对框筒结构的作用,依据施工荷载工况建立空间分析受力模型。通过分析,确定在无特殊加固的情况下,进行水平加载的可行性。     

超高层建筑竖向变形研究与施工控制技术

超高层建筑施工过程中内筒外框由于荷载和材料等因素会产生竖向变形和变形差,变形差过大时会导致水平构件产生附加应力、伸臂桁架拉压杆变号、竖向荷载应力重分布等一系列问题,通过施工全过程模拟分析,合理安排施工节奏,优化桁架最终固定时间以及采取施工找平、标高补偿等措施,减小内筒外框变形差及变形差带来的不利影响。     

某超限高层框筒结构竖向变形差分析

为准确模拟施工过程结构的受力和变形状态,考察剪力墙和框架柱的竖向变形差异,利用Midas/Gen对某超高层框筒结构进行施工模拟分析。分析结果对于设计及施工过程均有一定的指导意义,施工时应对结构进行逐层找平,并应考虑到荷载长期效应对结构的影响。     

考虑混凝土收缩徐变的超高层复杂结构施工全过程模拟

为考虑施工过程中混凝土收缩徐变对超高层结构竖向变形的影响，以银川绿地中心双子塔之一的南塔为研究对象，采用有限元软件ANSYS建立南塔模型，考虑结构自重、施工荷载以及混凝土收缩徐变的作用，对南塔进行施工全过程模拟分析，利用生死单元技术模拟施工过程中荷载随结构高度的变化以及从下至上整个的施工过程，分别对外框筒、核心筒的竖向变形和竖向变形差进行了研究，并根据竖向变形进行了外框筒预调值及核心筒补偿值的计算。结果表明：外框筒、核心筒的竖向变形随高度的增加先增大后减小，二者竖向变形差满足施工要求；外框筒预调值及核心筒补偿值随结构高度变化呈现“两头小，中间大”的变化规律。研究成果可作为银川绿地中心双子塔安全施工控制方面的一项重要评估指标，对同类工程具有一定参考价值。     

框筒结构剪力滞后研究现状与思考

本文介绍了框筒结构中的正负剪力滞后现象与基本特点,总结了国内外学者在进行框筒结构的剪力滞后研究分析中所使用的方法原理,综述了到目前为止框筒结构剪力滞后的研究成果,揭示了水平荷载作用下框筒结构产生剪力滞后的原因以及现有研究成果中关于角柱设计理念上的冲突。并认为:现有研究中的关于楼盖面内刚度为无限大的基本假定是不合理的,只有充分考虑楼盖刚度的影响才能有效地反映结构中的正负剪力滞后现象,为结构设计提供合理与可靠的设计依据,从而能更大范围推广框筒结构在超高层建筑中的应用。     

某超高层钢管混凝土框筒结构施工模拟分析及方案优化

利用有限元程序SAP2000并考虑材料、边界条件和荷载作用的时变性与桩基础沉降等影响因素,以单元生死法精确模拟了施工过程,对某超高层钢管混凝土(CFST)框筒结构在施工阶段的竖向变形差异、构件内力分布变化规律和施工方案的优化进行了研究。分析了不同工况和施工方案对CFST框筒混合结构的内力和变形的影响,得到了最优的施工方案,并根据竖向变形的分析结果,对竖向承载构件的施工标高进行了预调值计算分析。     

某超高层预应力框筒结构的设计与施工

通过对超高层框筒结构--上海浦东新资大厦进行分析,着重介绍了超高层结构预应力设计中一些需要特殊注意的因素,同时针对超高层结构在预应力施工中的一些特点,提出了施工中一些特殊要求.对从事高层预应力结构设计及施工的人员有一定的借鉴作用.     

海口双子塔-南塔桩-筏基础设计与研究

海口双子塔-南塔超高层建筑采用桩-筏基础,其上部结构传力复杂、水平及竖向荷载大、内筒与外框地基差异变形及群桩效应明显,基础设计难度大。分析研究了桩-筏基础设计中单桩承载力特征值取值、超高层塔楼核心筒与巨柱间的差异沉降控制、水平荷载影响等关键问题,总结了巨型外框-核心筒超高层结构桩-筏基础的设计要点。基于承载力及变形控制要求比选了3种不同的基础设计方案,结果表明采用变刚度调平设计方法有效地减少了不同区域的差异沉降,桩身承载力满足要求,经济指标更优。     

超高层建筑伸臂桁架“延迟连接”技术在沈阳恒隆广场主塔楼施工中的应用

在水平荷载起控制作用的超高层建筑中,设置伸臂桁架可以提高结构的整体工作性能,从而提高结构的抗侧刚度,控制结构的顶部位移,降低核心筒所承担的倾覆力矩。但是,伸臂桁架在施工阶段,由于内外筒施工不同步,结构布置不对等原因,会导致施工过程中内、外筒的变形存在一定差异,如果盲目施工,将会造成在伸臂桁架内部过早产生较大应力,导致结构成形后整体受力状况与原结构设计模型不符。通过研究,提出一种超高层伸臂桁架"延迟连接"的施工技术。该方法在沈阳恒隆广场主塔楼施工应用的情况表明,可有效解决外框与芯筒不均衡变形导致的伸臂桁架应力过大的问题,确保了伸臂桁架施工和使用阶段的结构性能。     

新型装配整体式空间钢网格“筒中筒”盒式结构在超高层结构的研究与应用

高层或超高层建筑常采用框筒结构或者筒中筒结构,这样容易造成“肥梁胖柱”,给使用带来不便.为了满足使用功能要求,常常需增加额外成本,造成浪费.新型装配整体式空间钢网格“筒中筒”结构具有构件小、施工速度快、施工安全、用钢量小等优点.本文介绍了新型装配整体式空间钢网格“简中筒”盒式结构的基本原理及力学特点.并以一拟建超高层为例,对比分析了新型结构体系和常规框筒结构体系.得出新结构基本动力特征,对新结构进行了地震作用下的弹性时程分析.研究表明,新型空间钢网格“筒中筒”盒式结构空间整体性与空间刚度优于常规框筒结构,抗震性能较好并能取得良好的经济效益.     

竖向荷载作用下PHC管桩水平承载力数值模拟

竖向荷载对桩基水平承载力的影响较为复杂,目前确定桩基水平承载力通常不考虑竖向荷载的影响。采用数值模拟的方法研究竖向荷载对PHC管桩水平承载力的影响,混凝土采用弥散开裂模型,桩周土采用Mohr-Coulomb模型,并考虑了纵筋预应力的作用。模拟结果显示竖向荷载显著增大了单桩的水平临界荷载Hcr和开裂弯矩Mcr,同时增大了桩身位移。认为竖向荷载较大时应考虑其对单桩水平承载力影响。结论对桩基水平承载力的设计有一定指导意义。     

水平荷载下基桩分布式变形检测模型试验研,

为克服传统测试技术获取水平荷载作用下基桩变形的不足,开展基于光频域反射(OFDR)技术的室内模型桩试验.将光纤对称粘贴于桩表面,检测水平荷载下基桩变形及应力分布,推导基于OFDR的桩身挠度和弯矩计算公式,采用有限元软件ABAQUS模拟桩变形和分析桩土作用.结果表明:基于光纤应变数据,可准确计算桩身沿深度的水平位移分布,...     

刚性桩复合地基在水平荷载作用下工作性状的模型试验

刚性桩复合地基在一些地区已开始在高层建筑中应用,为了了解带褥垫层复合地基在水平荷载与竖直荷载共同作用下的工作性状,进行了一系列模型试验,并在试验的基础上分析了不同垂直荷载、不同褥垫层厚度对水平荷载作用下的桩顶、桩身及褥垫层顶部水平位移的影响,揭示了基础-褥垫层-桩在水平荷载作用下的相互作用机理。     

斜坡加速度动力响应特性的大型振动台试验研究

以"5·12"汶川地震灾区典型斜坡为原型,采用水平层状上硬下软和上软下硬2种岩性组合概念模型,设计并完成比例1:100的大型振动台试验。在满足相似律的条件下,通过输入不同地震波类型、频率、激振方向和振幅,系统地研究模型斜坡的地震动力响应特性。以输入加速度峰值0.3g为例,分析不同岩性组合模型斜坡在单向天然地震波作用下的同向加速度动力响应规律,研究结果表明,加速度沿竖直和水平方向的响应都呈现明显的非线性特征;总体上,高程对地震波具有明显的放大效应。在水平向地震波作用下,斜坡的动力响应主要出现在斜坡的中上段,而在同等强度的激振力作用下,竖直向加速度最大放大倍数仅相当于水平向加速度最大放大倍数的1/2左右,且动力响应较强部位主要出现在斜坡的中下段。不同岩性组合结构对加速度响应规律的影响也因激振方向不同而异,在水平向地震波作用下,上硬下软组合斜坡总体上要比上软下硬组合斜坡对加速度的放大程度大,在竖直向地震波作用下则相反。通过对比坡面不同高程处的加速度傅里叶谱表明,在地震波从下往上传播过程中,上硬下软斜坡对起放大作用的频段具有明显的选择性,竖直向激振条件下对2种岩性组合斜坡加速度起放大作用的卓越频率比水平向激振条件下的卓越频率大得多。     

水平螺旋地埋管地源热泵的研究

提出了适合工程设计计算的水平螺旋地埋管换热器的传热模型,该模型以无限大介质中的一维非稳态传热为基础,同时考虑单位面积埋管长度的影响及长期平均负荷和短期脉冲负荷的不同作用。讨论了单位面积埋管长度和土壤的热物性对水平螺旋地埋管换热器的影响。结合工程实例,计算了所需的埋管长度和埋管的占地面积,与竖直埋管系统进行了比较。     

地下结构在竖向和水平地震荷载作用下的动力分析

本文基于有效应力动力分析法 ,运用二维显式有限差分程序FLAC对地下结构在竖向和水平地震荷载作用下的动力响应进行数值分析。编制了周围土体介质分析模型的程序模块并与FLAC接口。考虑了水平和竖向地震荷载对地下结构的耦合效应 ,得出了竖向地震荷载对地下结构的破坏有重要影响的结论。     

桩顶竖向荷载对混凝土扩盘桩水平承载性状的影响

为了更全面地研究桩的破坏性状,本模拟对加载方式进行考究。研究竖向力与水平力间的相互作用对混凝土扩盘桩的性状影响。本文通过有限元分析对模型桩施加不同大小的竖向力,然后保持竖向荷载不变,逐级施加水平荷载直至桩顶产生较大位移,并通过对数据的比较分析,进一步研究竖向荷载的施加对混凝土扩盘桩水平承载性状的影响。     

基于摩擦-剪切耗能的斗栱有限元模型研究

以应县木塔中的典型斗栱为研究对象,依据试验模型的力学参数,通过对斗栱结构构造的简化,提出了基于摩擦-剪切耗能的有限元模型。该有限元模型采用三维实体单元构建,以空间牛腿结构的方式体现斗栱的构造连接和传递荷载的基本特征,在斗与栱的接触面设置摩擦接触对以实施构件摩擦-剪切耗能的基本功能。运用ANSYS软件构建了典型斗栱的有限元模型,并分别模拟了实体模型在竖向荷载以及竖向荷载与水平荷载共同作用下的试验过程。模拟分析结果表明,该有限元模型具有较好的摩擦-剪切模拟功能,可反映斗栱在竖向荷载和水平荷载共同作用下的力学特性。     

Load Tests of Piled Raft Models with Different Pile Head Connection Conditions and Their Analyses

A series of experimental and analytical studies on the behaviours of model pile groups and model piled rafts in dry sand subjected to static vertical loading and static cyclic horizontal loading were carried out in order to investigate the influence of various pile head connection conditions between the raft and the piles on the behaviours of the foundations models and to examine the applicability of an simplified analytical method to simulate the load tests. In the load tests, the behaviours of the model foundations were investigated in detail, with particular focus on cyclic horizontal loading, and behaviour such as horizontal stiffness and the rotation of the foundation, the load proportions between the raft and the piles, and the bending moments and shear forces generated in the piles. A simplified three-dimensional deformation analysis method was used to simulate the experiments.     

弯曲型支撑-框架结构的屈曲及位移和弯矩放大系数

本文对等刚度和等轴力的理想化弯曲型支撑-框架结构的稳定性,采用连续化模型进行了研究,得到了整体有侧移屈曲的总临界荷载计算公式,并对均布水平力和倒三角分布的水平力作用下的侧移和内力进行了线性和二阶分析,得到了考虑二阶效应后框架柱弯矩和整体侧移的二阶效应放大系数,提出了简单的计算公式。