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“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。     

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。     

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...     

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。     

超高层建筑结构中伸臂桁架的设计实践

基于对多个超高层项目中伸臂桁架进行的深入研究,提出伸臂桁架数量与塔楼高度之间的近似关系,指出将伸臂桁架设置在0.5H~0.9H区段楼层时可有效减小结构侧移,设置在0.3H~0.7H区段的楼层时可更好地控制结构自振周期,设置在0.3H以下的楼层时可有效减小底部楼层核心筒墙肢的拉应力。并介绍了伸臂桁架的常用形式,根据其抗侧效果的不同给出了对应的适用条件;分析了伸臂桁架与核心筒墙体和框架柱的连接节点方式,提出相关设计建议;指出应注重研究伸臂的合拢时间,以控制内外筒沉降差对结构的不利影响,确保塔楼施工过程中的安全性。     

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。     

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。     

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.     

屈曲约束支撑在北京银泰中心结构抗震设计中的应用

北京银泰中心钢结构主楼为框架筒中筒结构,为了加强其抗侧刚度,除了在各层以钢梁连接内外筒,还在3个设备层设置了贯通内外筒的伸臂桁架形成加强层。由于伸臂桁架对结构整体抗震性能有较为突出的影响,因此将伸臂桁架在内、外筒之间的钢支撑用屈曲约束支撑代替,以改善其力学性能。通过合理选择屈曲约束支撑的力学参数,并经过Pushover分析计算,表明该屈曲约束支撑的设置能够改善结构的整体抗震性能,达到了预期目的。     

支付宝总部B塔楼结构设计

介绍支付宝总部B塔楼结构设计的基本情况,应用性能化方法进行设计。针对54m跨度的桁架转换结构,采用模拟施工加载、考虑竖向地震作用、杆件计算时楼板刚度折减、楼板按应力配筋、节点应力有限元分析等设计方法来保证转换结构的安全。此外,简要介绍圆钢管混凝土框架柱和剪力墙的承载力验算过程。     

考虑温度应力的深厚表土层井壁破裂分析

为了分析各荷载对造成深厚表土层立井井壁破裂的竖向应力的影响,对作用于井壁上的温度效应、自重、水平侧压力和竖向附加力在井壁内产生的竖向应力分量进行分析。分析表明,竖向附加应力和温度应力是造成井壁破裂的重要因素。进一步的分析表明,井壁内温度应力竖向分量随井壁内、外温度差增大而增大;随井壁厚度的增大,井壁内竖向附加应力明显减小,而温度应力则无明显变化。     

某超高层酒店办公综合楼结构设计

在超高层建筑结构布置时,利用建筑平面中的楼梯间、电梯间较均匀地布置了多个钢筋混凝土简体,形成多筒体-框架结构,能够为整体结构提供较大的抗侧、抗扭刚度;沿倾斜立面直接布置斜柱,避免竖向构件的转换;超高层平面梁系布置要考虑竖向构件的轴向变形差异;空腹桁架的应用能够有效地减少构件的截面尺寸;超高层建筑结构分析必须采用不同的计算程序进行分析比较。本文结合实际工程的情况,简要介绍了设计、计算方法和结果,供同行参考。     

北京展览馆综合楼展示中心结构设计

北京展览馆综合楼展示中心采用了框架剪力墙-空间钢桁架结构体系,对这种新型的空间结构形式采用了不同程序进行对比分析计算。分别采用了刚性和弹性楼板假定,并考虑了垂直地震作用、温度应力对结构内力与变形的影响,验算了罕遇地震作用下结构的弹塑性变形。对影响结构抗震性能的关键节点进行了抗震设计,为混合结构在高烈度区的应用积累了经验。     

光纤传感技术在网架结构健康检测中应用

网架结构是由杆件和节点按一定规律组成的空间结构,这些杆件通常是大量钢管构件,在荷载作用下承受轴向压力或拉力.了解网架在使用过程中的受力状态,就可以比较实际结构响应与理论计算的差距,从而判断结构是否处于正常工作状态.本文研制了应用于钢管构件内力测试的网架结构无损检测系统及装置,特别是根据网架结构构件特点开发了一种可装卸的光纤传感器专用夹具,通过实验验证了该检测装置传力的可靠性.这种检测装置具有无损网架构件、不产生残余应力、安装方便的优点.同时,文中介绍某大型平板网架工程利用这种可装卸式光纤光栅装置系统进行实际结构测试的情况.     

巨柱框架-核心筒-伸臂桁架结构体系施工过程的动态模拟

考虑高强混凝土的收缩、徐变对竖向变形及结构应力的影响,运用有限元软件,结合武汉中心工程实例,对巨柱框架-核心筒-伸臂桁架结构体系施工过程进行力学模拟和受力性态分析。计算结果表明:在重力与施工荷载作用下,楼层的标高位置与设计位置存在变形差异,最大变形差异发生在塔楼中间部分;核心筒超前施工对塔楼的竖向变形存在一定的影响,但对整体变形影响较小,可以在施工过程中通过找平进行调整。     

钢管空间桁架屋盖体系在某船舶工业厂房中的应用

本介绍了某船舶工业厂房空间钢管空间桁架屋盖的设计。钢管桁架屋盖体系具有结构简单、节省钢材、使用合理、易维护等优点。该工程中采用了51m跨度钢管空间桁架，采用有限元软件Ansys分析了在各种工况下空间桁架的内力和变形；中介绍了空间桁架支座及跨中节点设计；研究了钢管空间桁架弦杆次应力的影响。     

刚接和铰接钢桁架静动力特性分析

采用结构力学方法对刚接和铰接桁架的内力和变形进行了比较,采用ANSYS有限元软件对以上两种桁架的静动力特性进行了分析（模态分析）,得出两种桁架在静力特性方面（内力和变形）相差不大,而在动力特性方面却相差较大的结论。     

变电构架空间管节点受力性能分析

为考虑钢管节点的空间效应和影响,采用ABAQUS软件建立三维空间模型,分析K型、KT型空间管节点的承载力、连接板应力分布及变形等指标,考察减小连接板厚度后节点的受力性能。结果表明:在设计荷载作用下节点没有明显变化,基本处于弹性状态;减小连接板厚度后,个别试件局部进入塑性,但分布面积较小,区域不连通,试件整体受力稳定。表明采用优化后的连接板厚度亦可满足工程设计要求,安全经济。