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。     

超高层建筑伸臂桁架连接时序优化模拟分析

超高层结构是目前大型复杂结构发展的热点方向,其结构体系很多采用外钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系,并设有伸臂桁架加强层.由于钢结构外框筒和混凝土核心筒的材料不同,在施工期间的竖向变形也不同,过早连接伸臂桁架会给桁架自身带来较大的初始变形和初始内力,而过晚连接又可能导致结构刚度不完整,引起极端荷载条件下的结构安全问题...     

深圳京基100大厦441.8m伸臂桁架安装技术

深圳京基100大厦伸臂桁架采用一端刚接、一端铰接的连接方式,避免了由于施工阶段内外筒结构的竖向变形差在伸臂结构中产生过大的初始应力的影响。通过内外筒变形和应力监测结果分析,该连接方式能消除内外筒的竖向变形差,但焊接残余应力对伸臂桁架影响较大。     

超高层结构竖向变形与伸臂桁架安装控制方法研究

为在施工过程中采取有效的施工措施,控制完工后结构实际标高与设计标高的差异值以及伸臂桁架的附加应力,以西安金融中心为分析模型,综合混凝土收缩徐变理论、时变结构力学及有限元法等对不同伸臂桁架安装方案下的结构进行施工全过程仿真模拟,得到了施工过程中结构各层竖向变形变化规律以及不同安装方案下伸臂桁架附加应力。分析结果表明,混凝土收缩徐变在整个施工过程中所占竖向变形比例为47%～59%,伸臂桁架安装越早,结构封顶时产生的附加应力越大。结合控制论思想提出控制目标,通过实例给出超高层结构竖向变形与伸臂桁架安装控制方法,并验证方法的有效性。研究结果对超高层结构竖向变形变化规律的掌握具有参考价值,所研究的竖向变形和附加应力的控制方法对后续巨柱核心筒结构超高层施工具有指导意义。     

深圳京基100超高层钢结构整体变形控制技术

深圳京基100超高层钢结构整体变形控制包括整体垂直度和竖向变形控制,采用内控法和经纬仪外控法相结合的方法控制项目的垂直度,采用钢筋混凝土核心筒施工超前钢框架外框筒施工、伸臂桁架采用分次合龙技术和钢筋混凝土核心筒与钢框架外框筒之间的钢梁采用一边铰接一边刚接的方式消除结构各层框筒内外相对变形,通过上述整体变形控制技术保证了工程整体垂直度和竖向变形满足规范要求,确保工程顺利进行.     

武汉绿地中心伸臂桁架层施工技术

武汉绿地中心作为典型的超高层钢-混凝土组合结构体系,钢结构桁架的设置无疑是不可缺少的,其中伸臂桁架作为核心筒与外框的连接至关重要。而超高层工程从组织管理、施工工艺等方面带来的各种影响也会改变伸臂桁架层的施工条件,提高施工难度。针对伸臂桁架层施工的种种问题,本文重点介绍深化设计、顶模改造及结构施工等关键技术,总结超高层伸臂桁架层施工经验。     

强震作用下超高层建筑施工全过程安全极限分析

超高层建筑施工期长，在结构整体刚度未完备时的整个施工过程中，结构在各种施工荷载和环境风、地震作用下的安全是施工期值得关注的关键问题之一。为了研究上述问题，采用数值模拟的方法，在结构整体刚度未完备时的不同阶段，分析了强震作用对施工过程的影响。以银川绿地中心超高层项目南塔楼工程为例，该结构体由伸臂桁架连接钢框架-钢筋混凝土核心筒组成，采用了ANSYS中生死单元的功能来模拟不同施工阶段，通过强震作用下的计算分析，将所得最大应力与材料容许应力对比、最大层间位移与相关规范要求的位移限值对比，评估结构的安全性。研究结果表明：不同模型下最大应力、层间位移及层间位移角均小于GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中的限值，结构在施工期内符合可靠性要求。通过对比，伸臂桁架在连接内外筒之后，对结构整体抗侧刚度有显著提高作用，最大Y向位移减少了12.1%,外框筒和核心筒最大Mises应力分别减少了33.3%和25.2%。     

超高层结构竖向变形及差异问题分析与处理

依据欧洲规范EC2关于混凝土弹性模量变化、徐变和收缩的规定,考虑施工顺序加载、混凝土徐变收缩、竖向构件压应力差异、施工过程中构件长度的调整等因素,结合屋顶高381m的南京紫峰大厦超高层结构,分析计算了超高层结构中组合柱与芯筒剪力墙的竖向变形及差异。结果表明,结构封顶后半年时,结构中部的型钢混凝土组合柱会产生最大80mm左右的竖向变形,芯筒剪力墙会产生最大70mm左右的竖向变形;组合柱与芯筒墙的最大竖向变形差可达12mm左右,发生在结构中部偏上。合理安排施工顺序可以使得竖向构件变形差在伸臂桁架中产生的内力较小。     

中国国际丝路中心大厦结构分析与设计

本工程位于高烈度地区,通过研究超高层建筑结构受力和变形的特点,结构设计采用消能减震设计方案,在核心筒和外框柱之间采用传统伸臂桁架和阻尼伸臂桁架相结合的形式。小震弹性分析、中震等效弹性分析及大震弹塑性分析结果表明该结构体系受力合理,阻尼伸臂桁架提供的附加阻尼可有效控制结构地震反应,特别是大震下的弹塑性变形,保护关键构件,提高整体结构抗震性能。     

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。     

超高层框筒-伸臂结构受力和变形性能探讨

基于对某超高层框筒-伸臂结构的可行性研究,提出5种结构方案,研究了设置环向桁架和伸臂对结构体系受力和变形性能的影响。计算结果表明:在低烈度地区的超高层建筑,一般风荷载是控制性工况,整体稳定性可能会成为结构体系成立与否的决定性因素。若伸臂和环向桁架同时设置,可形成筒体、伸臂和框架柱共同工作,减小了核心筒承担的倾覆力矩,伸臂成为整个结构的第二道抗侧力体系,各类构件受力性能更趋于经济合理。同时,伸臂的设置会引起邻近楼层墙柱内力突变,故应对该区域结构构件提出更加严格的抗震措施,保证其不成为薄弱部位。对比分析结果认为:对此类结构体系应多方案论证其可行性和经济性,伸臂和环向桁架设置的位置、数量和截面尺寸的确定应综合考虑各项因素。     

超高层伸臂桁架不同延迟连接位置终拧方案对比分析

基于施工力学分析,结合陕西省超高层延长石油科研中心大楼项目,根据伸臂桁架延迟不同连接位置提出多种终拧连接方案,均衡伸臂桁架构件内力和伸臂桁架所连接核心筒与外框柱对应点竖向变形二者得出最优解,在伸臂桁架尽早连接的前提下,提出合理终拧方案,并进一步研究伸臂桁架终拧时构件附加极值应力的变化规律,探讨伸臂桁架附加极值应力与连接施工楼层的对应关系,为设计方提供构件富余强度参考,方便结构设计时考虑施工过程产生的不利影响。     

基于不同模型的超高层单侧倾斜建筑结构施工模拟分析

在超高层建筑结构施工模拟分析时,混凝土的收缩徐变对核心筒和外框柱的竖向变形差影响比较大,竖向变形差的大小直接影响伸臂桁架的安装时间;对于一侧为倾斜外框柱的超高层结构,水平变形直接影响幕墙和电梯的安装。以青岛深蓝中心超高层项目为例,运用MIDAS/Gen进行施工模拟分析时,利用三种不同模型对该超高层进行施工模拟分析研究,得出了三种模型的水平变形和变形差的变化规律以及伸臂桁架的应力变化;对含有钢管混凝土柱的超高层建筑,应考虑钢管混凝土柱内填充混凝土的收缩徐变特性对水平变形和变形差的影响,并选用双单元法进行计算。     

超高层建筑钢桁架施工与竖向变形控制技术研究

以超高层建筑钢结构工程中的大型桁架施工为背景,介绍了带状桁架"划分竖向单元、控制荷载传递"的施工要点。在分析超高层建筑核心筒与外部结构竖向变形差异的基础上,确定了伸臂桁架"允许变形、临时连接、择时固定"的安装方案。     

超高层巨型管柱桁架加工制作技术

巨型管柱桁架主要是伸臂桁架、腰桁架,在外框柱与核心筒之间设置伸臂桁架可减小结构侧移,通过提高水平荷载作用下的外框架柱的轴力,增加框架承担的倾覆力矩,同时减小了内核心筒的倾覆力矩。对于框架核心筒结构,设置伸臂桁架后侧移减小显著;而对于筒中筒结构而言,侧移减小的效果不明显。在结构周围设置腰桁架可使各框架柱承受的轴力均匀变化,因此也可以达到提高外框架抗倾覆力矩的能力以及减小侧移的目的。超高层建筑结构可以根据具体情况,同时设置伸臂桁架和腰桁架。     

南宁华润中心东写字楼桁架层施工技术

南宁华润中心东写字楼为典型的钢混凝土核心筒+外框钢结构的超高层结构体系。伸臂桁架层减小结构侧移在超高层结构中的重要性不言而喻。然而伸臂桁架层结构复杂,构件繁多,对超高层的施工管理和施工工艺提出很大挑战。针对桁架层施工,介绍结合BIM技术的钢结构安装、顶模改造协同、土建施工优化等关键施工技术,总结超高层伸臂桁架层施工经验。     

某超高层建筑加强层伸臂桁架选型分析

超高层结构往往利用建筑设备层或避难层设置伸臂结构,以协调核心筒与外框架的变形,提高结构的抗侧刚度。通过对K型与X型伸臂桁架的分析,研究了两种伸臂桁架的杆件布置形式对其效率的影响规律,并对比了两种伸臂桁架的效率优劣。     

超高层伸臂桁架及环带桁架钢结构关键施工技术

随着超高层建筑的不断出现,环带桁架+伸臂桁架的钢结构形式因为满足结构抗侧力的要求,不断应用于超高层建筑施工中。伸臂桁架具有用钢量大、结构复杂、结构自重大、焊接量多等特点,导致其吊装、安装及焊接质量控制成为施工中的重难点。以武汉精武路超高层T5塔楼项目为例,从合理布置场地、预拼装分段吊装、双层固定措施、焊接工艺、优化伸臂桁架层施工工艺等方面阐述伸臂桁架层钢结构安装的关键施工技术,确保了伸臂桁架层施工的质量和安全。     

黏滞阻尼伸臂桁架布置对超高层建筑抗震性能的影响

超高层建筑中利用伸臂桁架布置黏滞阻尼器,可避免传统刚性伸臂桁架所带来的不利影响.为探讨伸臂桁架布置形式对超高层建筑结构中黏滞阻尼器的减震效果和对局部构件受力的影响,以一个8度区、407m高的巨型斜撑框架-核心筒结构为例,通过动力弹塑性时程分析,研究黏滞阻尼伸臂桁架分别按通过内柱或避开内柱直接由核心筒悬挑两种方案设计时结构的整体抗震性能和构件内力.结果表明:两种设计方案均可有效协同核心筒和外框架共同受力,但当伸臂桁架经过内柱且弦杆布置在楼面时,因桁架端部受楼面约束,黏滞阻尼器变形受到限制,不能充分发挥作用.当伸臂桁架改为避开内柱、直接由核心筒悬挑,且弦杆脱离楼板约束可自由变形时,黏滞阻尼器耗能能力大幅提升,即使主体结构因塑性损伤产生一定偏位,黏滞阻尼器仍可适应变形继续耗能;因黏滞阻尼器耗能作用明显,主体结构变形得到有效控制,与其相连的巨柱和核心筒负担减轻,结构抗震性能得到一定改善.     

超高层混合结构施工阶段结构性能评估与控制

考虑施工期间结构体系的时变性,引入施工阶段基于性能的结构设计（PBSD）方法评估与控制处于不同施工阶段的结构状态,解决了超高层建筑施工过程评估与控制的问题。分析了施工阶段结构体系在竖向荷载与侧向荷载作用下的设计准则,并以上海中心大厦超高层建筑工程为例,分析其在施工阶段的结构性能目标并进行结构性能评估。研究结果表明：基于结构性能目标对施工阶段的结构性能进行评估与控制是可行有效的;对于带伸臂桁架的超高层混合结构,伸臂桁架的合拢时间和位置是控制施工阶段结构性能的关键因素。图19表8参13