天津津塔施工过程结构分析及预变形技术

重力荷载下,75层的天津津塔超高层建筑竖向构件会出现较明显的压缩变形以及相互之间的差异压缩变形。通过施工过程结构分析及预变形技术,确定出构件加工预调值和施工安装预调值,使得建造完成后的结构实际位形能符合预期目标位形。为提高精度,分析时计入了地基不均匀沉降、混凝土收缩徐变对施工模拟和预变形值的影响。     

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。     

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。     

南宁某超限项目收缩和徐变分析

本工程为钢筋混凝土核心筒+钢管混凝土框架混合结构,采用欧洲规范CEB-FIP模式计算混凝土收缩徐变影响,具体分析了竖向构件累积变形以及收缩徐变对框架柱的影响。分析结果表明,施工完成5年后最大柱轴力(与伸臂桁架连接处柱)约增加10%,在施工图设计阶段应考虑收缩徐变的不利影响,并采用调平设计。收缩徐变对伸臂桁架内力和变形产生影响,计算中应考虑此部分荷载叠加,使伸臂桁架满足规范要求。重力荷载引起的楼层水平位移会影响设备的安装,设计中也应考虑。同时施工阶段和使用阶段必须对收缩徐变进行监控。     

施工期混凝土框架柱竖向变形研究

采用逐层建立结构有限元模型,按照不同混凝土构件在计算时刻的刚度组集结构总刚,将混凝土收缩和徐变效应等效为构件节点力,分析研究了混凝土框架柱竖向变形,研究得出,施工过程、混凝土收缩徐变、不同施工周期均对混凝土框架柱的竖向变形有影响。     

超高层建筑施工全过程竖向变形效应研究

依据欧洲规范EC2关于混凝土弹性模型、收缩、徐变随时间变化规定,考虑施工顺序加载、竖向构件压应力差异、伸臂桁架后连接、下料长度调整等因素,结合某超高层建筑结构,实现了施工全过程模拟,获得各施工阶段外框架柱和核心筒剪力墙的竖向变形量及差异,对施工过程中关键构件的承载力进行验算,同时比较了后连接方案对水平伸臂桁架内力的影响。分析结果表明:在超高层设计时必须考虑混凝土收缩徐变等非荷载作用下的变形,竖向构件应考虑竖向变形而产生的压缩量进行预调整,采用后连接的施工措施可以减小水平伸臂桁架的内力。     

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。     

贵阳国际金融中心1号楼竖向变形差分析

贵阳国际金融中心1号楼为高度375. 1m的超限高层建筑,采用带高位转换的钢管混凝土柱框架-钢筋混凝土核心筒结构体系,竖向变形差引起结构内力重分布,其影响不可忽略。为研究其施工过程和使用过程中的竖向变形差,采用软件SAP2000,调用非线性分析模块,考虑混凝土的收缩和徐变,进行了施工过程及使用过程的全过程模拟分析。分析结果表明,考虑混凝土的收缩和徐变不影响层高及钢管混凝土柱下料长度,但钢管混凝土柱与核心筒混凝土剪力墙之间的内力重分配效应较大,特别是外框架柱轴力在后期约有20%的增幅,构件及基础设计时应充分考虑各种不利工况。     

上海中心大厦考虑施工过程的竖向变形及差异分析与研究

根据CEB-FIP 1990规范中关于混凝土收缩、徐变的规定,按照施工顺序建模加载,考虑混凝土收缩徐变、施工标高调整、伸臂桁架连接固定时间、竖向钢构件预调整量等因素,结合结构高度580 m的上海中心大厦超高层建筑结构,分析计算了超高层结构中巨型柱与核心筒剪力墙的竖向变形及差异.分析表明,在重力荷载作用下,上海中心塔楼结...     

超高层项目重力荷载作用下收缩徐变分析

该项目结构高度为349.8m,与常规超高层建筑的框架核心筒体系不同,采用X向框架-带加强桁架双筒结构体系,Y向剪力墙结构体系。考虑混凝土收缩徐变效应,对这一新型结构体系进行从开始施工到投入使用20年重力荷载作用下的长期变形分析,研究在重力荷载长期作用下,该新型结构体系的竖向变形和水平变形规律;以及因混凝土收缩徐变造成的框架柱和核心筒变形差对框架柱、框架梁和加强桁架内力的影响。研究表明,该项目最大竖向变形发生在中上部楼层,混凝土收缩徐变不会加剧该结构体系的水平变形,因混凝土收缩徐变效应产生的框架柱、框架梁附加内力不可忽略,设计中需予以考虑。     

Creep of high strength concrete filled steel tube columns

High strength concrete filled steel tube (HSCFT) members have found wide applications. However, there are few reports on the test and model of their creep. This paper investigates the creep of axially loaded HSCFT columns by testing eight specimens for 380 day. A creep model, considering the state of triaxial stress and autogenous shrinkage of the high strength concrete core, has been proposed and validated against the test data. Parametric analysis demonstrates that there exists an obvious difference in the creep between HSCFT columns and normal strength concrete filled steel tube columns, additionally, concrete composition influences the creep of HSCFT columns considerably.     

钢筋混凝土梁徐变效应试验研究与分析

基于徐变换算截面法推导了钢筋混凝土梁徐变收缩引起的截面应力计算公式,根据混凝土柱体2年试验观测,得到了素混凝土的徐变系数。编制了长期荷载作用下截面应力计算程序,并对完全开裂混凝土梁因徐变收缩效应引起的截面应力重分布规律进行了分析,与试验结果吻合较好,表明运用本文方法预测完全开裂混凝土梁的截面应力重分布是可行的。     

钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异的计算

本文研究了钢框架-钢筋混凝土核心简体系在重力荷载下,框架柱与混凝土简体的竖向变形差异问题,在分析中考 虑了混凝土的收缩和徐变以及建筑物室内外温差的影响。采用在整体结构计算模型上分层施加竖向荷载的叠加方法,利 用有限元程序SAP2000进行计算。分析表明,在仅考虑重力荷载和筒体混凝土的收缩和徐变时,高度在150m以上的钢框 架.钢筋混凝土核心简体系平均每3个楼层需要找平2mm以上。此外,混凝土的收缩和徐变以及建筑物室内外温差对框 架柱的轴力有相当大的影响,三者影响的总和占重力荷载作用下钢柱轴力的3％-20％之间。连系梁与框架柱刚接或铰 接,对柱筒竖向变形差异的影响较小,但是对节点的内力影响较大。采用钢管混凝土柱将大大减小柱筒之间的竖向变形差 异。     

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.     

Concrete shrinkage effect on the behavior of RC columns under monotonic and cyclic loading

The effect of concrete shrinkage on the behavior of reinforced concrete columns subjected to monotonic and cyclic loading is investigated in this study using the finite element method. Concrete shrinkage is simulated by imposing a volumetric strain on the concrete element. The effect of concrete shrinkage is found to be of major importance for the accurate prediction of the behavior of reinforced concrete columns. Simulating of concrete shrinkage results in a reduction of the stiffness and strength of the columns. This reduction is found to be more important for large values of axial load and rectangular columns.     

考虑收缩徐变影响的两跨钢-混凝土连续组合梁长期性能预测方法

为量化混凝土翼板收缩徐变对多跨钢-混凝土连续组合梁长期性能的影响,提出相应的预测方法,基于现有两跨连续组合梁长期试验结果对典型的组合梁设计方法进行适用性评述; 在此基础上,基于龄期调整的有效模量法并考虑混凝土的收缩徐变、开裂及组合梁界面相对滑移的综合影响,提出两跨连续组合梁长期中支座弯矩与跨中挠度的计算公式,并采用长期试验结果验证预测方法的可靠性; 进一步对比不同混凝土翼板类型(收缩徐变分布模型)对组合梁长期性能的影响。结果表明:采用龄期调整的有效模量法模拟混凝土徐变特征,考虑收缩产生的附加弯矩,采用折减刚度考虑混凝土开裂与界面滑移的影响,提出的两跨连续组合梁长期性能计算公式,可有效预测组合梁长期中支座弯矩分布与跨中挠度,计算结果与试验结果最大相差25.3%; 混凝土的收缩变形对组合梁长期性能影响显著,当不考虑混凝土收缩变形时,组合梁中支座弯矩与跨中挠度仅分别为试验值的41.1%和60.6%; 组合梁长期性能设计时,应根据楼板类型采用不同的收缩徐变模型,针对钢筋混凝土楼板采用均匀收缩、均匀徐变模型,针对组合楼板采用非均匀收缩、非均匀徐变模型。     

再生骨料高性能混凝土收缩徐变对比试验研究

用不同粗骨料(石灰石碎石、再生粗骨料)、细骨料(河砂、人工砂、再生细骨料)两两相组合,共配制6组高性能混凝土进行对比试验,测试抗压强度、弹性模量、收缩和徐变4个性能指标并进行显著性分析。结果表明,骨料类型对高性能混凝土抗压强度的影响不明显,但对弹性模量、收缩和徐变性能都有显著影响。粗骨料对弹性模量和收缩性能的影响较为显著,细骨料对徐变的影响较为显著。再生粗骨料混凝土收缩、徐变早期发展较慢,而中后期的发展速度明显快于普通混凝土;再生细骨料混凝土收缩、徐变的发展速度始终远快于普通混凝土。在此基础上,提出了考虑粗、细骨料类型和骨料种类的高性能混凝土收缩和徐变的预测模型。     

高层建筑考虑施工过程的徐变收缩分析

基于现有的试验技术条件 ,高层及大跨度民用建筑的徐变收缩分析还只能参照桥梁结构中比较成熟的徐变系数方法进行。根据考虑延迟弹性的混凝土线性徐变老化理论 ,引用桥梁结构中徐变系数的概念 ,推导了利用徐变系数对高层建筑进行考虑施工过程的徐变收缩分析的有限元公式 ,并编制了相应程序 ,对框架和框支剪力墙结构分别选取算例进行了全过程的弹性和徐变收缩分析。结果表明工程设计人员应当考虑到施工过程和徐变收缩因素对高层建筑变形和内力的影响。     

配筋超高强混凝土柱徐变试验研究

对6个混凝土强度等级为C80~C120的配筋超高强混凝土柱进行了徐变试验,比较了不同强度混凝土的徐变特性。根据混凝土变形计算公式以及混凝土与钢筋之间的力平衡条件与变形协调条件,推导出钢筋对混凝土徐变系数的影响系数计算公式。对常用的4种徐变模型进行了比较分析,基于ACI 209R(1992)模型进行了配筋和强度的修正,得到修正徐变系数预测模型。     

预应力混凝土桥梁收缩与徐变变形试验研究

由本试验配制成的低徐变普通高强混凝土(HSC,C50)和低徐变高性能混凝土(HPC,C50)及其制作成的8根计算长度为6m的预应力T形梁的收缩、徐变试验为基础,研究HSC梁与HPC梁的收缩、徐变和上拱随时间的变化,并研究梁体上下缘应力水平差、钢筋(预应力和非预应力)配筋率及环境对收缩、徐变及上拱变化的影响规律。500多天试验观测表明,在梁体上下缘应力水平相差较小时,目前规范中计算预应力混凝土桥梁徐变上拱的方法可能产生较大误差,本文提出的计算公式理论值与试验结果吻合得较好。文中建立了考虑配筋率影响的梁体混凝土徐变、收缩的计算式,提出了钢筋对徐变影响系数的计算方法。本文亦为有关工程设计及理论分析提供可靠的试验依据。