上海中心大厦日照温差效应分析

计算了上海地区施工历时较长的超高层混合结构上海中心大厦在施工阶段的温度作用:季节温差和日照温差,给出温度作用的两种工况和构件计算温度,考虑太阳的照射角度、日照时间及构件之间的遮挡情况,选取合理的日照温差作用范围,选用考虑重力二阶效应的有限元分析软件模型,分析结构在两种工况下代表位置处的整体变形特点和伸臂构件的受力情况,并比较两种工况下的结构效应。结果表明:日照温差作用对结构影响较大,结构在两种工况下竖向位移较大,季节温差作用下水平位移很小,日照温差下水平层间位移角相对较大;日照温差工况下,向阳面位置处相邻竖向构件相差较大,由于竖向构件的差异变形和结构整体弯曲效应,使得伸臂在此工况下的内力较季节温差有很大差别。     

超长高层建筑在昼夜温差作用下的温度问题研究

研究了超长高层建筑在昼夜温差作用下的温度效应问题。根据昼夜更替造成的结构温度变化特点 ,采用线性分布法计算温度荷载 ,利用大型有限元分析软件 ,对郑州第二长途电信枢纽工程主体结构的整体温度效应进行了计算和分析 ,给出结构整体变形特点 ,以及结构不同构件在昼夜温差工况作用下温度内力或应力的数值范围和分布规律 ;通过与季节性降温工况作用下的超长高层建筑物温度效应对比 ,分析了不同工况引起超长高层建筑物温度效应差异的原因 ,总结了昼夜温差给建筑物带来的不利影响 ,所得结果可为该工程设计和施工提供参考。     

津湾广场9#楼超高层混合结构温差效应研究

研究超高层混合结构津湾广场9#楼施工期间日照温差和季节温差的温度效应。考虑太阳辐射、构件空间方位及日照时长影响,确定合理的温度计算工况。建立考虑重力二阶效应的有限元分析模型,分析对比结构变形和受力特点。结果表明:风荷载引起的结构侧向变形为剪切型变形,温差引起的侧向变形为弯曲型变形;在季节温差作用下结构竖向变形明显;在日照温差作用下侧向变形明显;50年一遇的风荷载作用下结构顶部侧移达到190mm,季节正温差和日照温差作用下,结构顶部侧移达到40mm,为风荷载引起变形的21%。     

中国建筑千米级摩天大楼温度效应研究

计算了中国建筑千米级摩天大楼在施工阶段和使用阶段的温度作用效应,考虑日照温差、季节温差、内部空调作用及垂直温度递减影响,给出四种温度作用工况的计算温度值,选用MIDAS/Gen和YJK两种有限元分析软件,分析结构在四种工况下典型位置处的温度变形特点和主要构件的温度内力情况,并比较四种工况下的结构温度效应的规律和大小。分析结果表明,日照作用对结构变形影响最大,内部空调作用影响次之,季节温差及垂直温度递减的影响较小;日照作用使结构向阳部分构件产生较大的拉力,结构加强层附近构件温度内力会明显增加;使用阶段由于内部空调作用的影响,内部与外部的温差会使外围构件产生一定的拉应力。     

日照作用对超长高层建筑结构的影响

研究了在日照温差作用下超长高层建筑结构的温度效应计算问题。在分析日照辐射作用特点的基础上 ,设计出日照温差作用温度计算工况 ,给出了日照温差作用温度计算工况参数。利用大型有限元结构分析软件 ,对郑州第二长途电信枢纽工程主体结构在日照温差作用下的整体温度变形和温度内力或应力进行了计算和分析 ,给出结构整体变形特点以及结构不同构件在日照温差作用下温度内力或应力的数值变化范围和分布规律 ,计算结果为工程设计和施工提供了参考。     

某超长工业建筑结构温度变形研究

对某超长工业厂房进行温度变形分析,温度荷载选取时考虑气温变化引起结构构件产生的季节温差、骤变温差和日照温差,并计入混凝土收缩影响,采用正常使用极限状态下荷载标准组合工况,利用有限元软件ETABS进行模拟分析,探求结构温度变形规律。同时利用结构II对比分析伸缩缝设置位置的不同对结构温度变形的影响。结合简化单榀框架模型,揭露多高层超长框架结构在温度荷载作用下的楼层内力和变形分布规律,提出伸缩缝设置位置的合理性建议,节约结构建造成本,提高使用效能,供工程建设中参考。     

温度改变对超长混凝土构件的影响

随着城市建设的不断发展和人们需求的不断提高,超长混凝土构件被大量采用,构件产生裂缝的可能性越大,由此而引起的安全隐患亦越大;而在实际工程中,混凝土构件出现裂缝是一个带普遍性的现象。产生裂缝的原因可以归纳为两大类,即荷载和变形引起的裂缝。荷载引起的裂缝是由荷载 (动、静荷载 )作用产生的直接应力引起;变形引起的裂缝则是结构因温度收缩和膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝。　　粤北地区昼夜温差高达 15℃,季节性温差更大,夏天屋面温度达 50℃,而冬季屋面温度仅为 0℃,温差达 50℃;而室内季节性温差较小,为 15℃。…     

某超长研发中心温度应力分析

本文介绍了96m×64.8m上海某框架结构超长研发中心温度应力分析及设计,对如何合理确定温度荷载(包含季节温差,昼夜温差,收缩当量温差及徐变折减系数的确定)进行了深入的讨论和研究,并通过建立SAP2000有限元模型,分别对夏季施工和冬季施工两种完全不同的施工工况下的温度应力进行量化计算及结果分析。我们发现,对于部分构件,温度作用产生的内力非常大,甚至比不考虑温度作用时组合的内力接近翻倍,如果忽视该部分内力,必将对这些构件的设计产生重大影响。最后,我们针对该项目的温度应力进行有效结构构件设计,对裂缝控制的构造措施进行更深入的探讨,其研究结果可以对今后其它类似工程的温度应力分析起到一定的借鉴作用。     

上海中心大厦结构长期竖向变形分析

超高层建筑施工周期长,结构的竖向变形累积是设计和施工中主要考虑因素之一,竖向构件的压缩变形通常由弹性、收缩和徐变变形引起.以上海中心大厦为工程背景,分析了CEB-FIP、ACI及PCA中建议的混凝土材料时变特性预测模型及适用性.根据实际施工进度建立上海中心大厦结构有限元分析模型,得到采用三种预测模型计算的施工全过程及结构封顶后的长期竖向变形,分析各预测模型计算的变形特点及其差别.根据实测温差计算温度变形,将竖向变形有限元分析结果与长期监测值进行对比.结果表明,采用CEB建议的材料预测模型,在考虑温度作用的情况下其竖向变形计算值与实测值大小、趋势及温度升降趋势均较为吻合,说明季节温差对竖向累积变形的影响较为明显.     

极端温差对超长高层建筑的影响

探讨了极端温差对超长高层建筑结构的影响问题。通过历史统计数据设计了作用在超长高层建筑结构上的极端温差工况 ,以典型超长高层建筑实际工程为例 ,采用有限元方法 ,建立了接近工程原型的有限元模型 ,计算得出该建筑整体结构和各种构件的温度效应 ,从中总结出温度变形、温度内力或应力的大小范围及分布规律 ,计算结果可为工程技术人员在设计和施工中考虑极端温度效应提供依据。     

圆形煤场挡煤墙的变形及侧壁内力分析

堆煤产生的内外壁温差及季节温差对整体式封闭煤场挡煤墙结构的设计有着巨大的影响,挡煤墙结构的配筋多由堆煤侧压力及温度应力的组合工况控制,变形主要由堆煤侧压力控制。根据某项目,对封闭煤场在堆煤侧压力及温度应力作用下的变形及侧壁内力分析。     

三塔连体超高层结构施工阶段竖向变形研究

连体超高层结构的施工周期长,结构时变特性显著,需要进行结构竖向变形规律研究。以某非对称三塔连体超高层为工程背景,依据竖向刚度等效原则,建立了该结构的简化模型并验证了其正确性。通过有限元分析了该类结构的竖向变形规律。基于简化模型研究了塔楼上部结构的施工顺序及连廊与塔楼的刚接时机对整体结构的竖向变形和关键构件内力的影响规律。研究结果表明:三塔连体超高层结构的最大竖向变形发生在连廊处,且该处的变形趋势会发生明显突变,收缩徐变引起的变形占总变形的32%～35%。塔楼上部结构的施工顺序对塔楼间的变形差异及连廊腋部关键构件的内力影响均不大,而连廊与塔楼的刚接时机对整体结构的竖向变形及内力的影响较大,适当延迟连廊与塔楼的刚接时机有利于整体结构变形差异与关键构件内力的控制。     

大连电视塔结构检测与构件修复及置换设计研究

大连电视塔经历1997年火灾后,在后期使用过程中观察到部分钢结构构件发生弯曲,并有逐渐恶化的趋势,在此情况下2010年对电视塔主体钢结构进行了整体变形和构件弯曲的检测,发现构件变形远大于规范要求。在本次检测的基础上,设计了带有伸缩节的置换构件和临时支撑构件,并在采用了结构应力监测措施的条件下对弯曲构件和薄弱部位的共48根环向构件和2根斜向构件进行了置换。置换过程中,置换构件、临时支撑以及相邻两跨的结构应力变化均保持较低水平,仅为25MPa。此后,连续3年对大连电视塔结构整体变形和构件进行了检测,没有发现不良结构整体变形和构件弯曲,进一步证明了此高耸结构的构件修复置换设计的合理性。     

火灾下整体钢框架结构性能的模拟方法

建立了整体钢框架结构模型,采用有限元法对整体结构在火灾下的响应进行了数值模拟。对钢构件的应力和变形进行了弹塑性分析,得到了变形及应力随时间变化的云图和内力及挠度随时间变化的曲线。同时将不同约束条件下以及构件采取不同的保护措施时整体结构的响应进行了对比。为基于整体结构的耐火设计提供了有效的数值模拟方法。     

严寒地区混凝土斜拉桥的温度效应分析

温度变化是影响斜拉桥施工控制的重要因素,为了研究严寒地区混凝土斜拉桥的温度效应问题,在绥芬河斜拉桥的施工过程中进行了全天的温度效应观测。基于严寒地区季节温差、昼夜温差大的特点,根据实测的斜拉桥温度数据,本文运用有限元方法分别从索梁温差、主梁顶底板温差、主塔两侧温差及整体性温差4个方面进行了混凝土斜拉桥的温度效应分析,揭示了严寒地区混凝土斜拉桥施工过程中的温度影响规律,提出了严寒地区不能忽略季节温差的观念以及回避昼夜温差影响的适宜方法。     

某剪力墙高层住宅施工过程中剪力墙偏移变形检测及内力分析

对某剪力墙高层住宅在施工期间部分剪力墙墙体因施工原因产生的偏移和变形进行检测,对剪力墙偏移变形前后的内力变化进行比较分析,对剪力墙偏移变形对主体结构及构件自身的影响进行分析。计算比较分析结果表明,剪力墙偏移变形前后平面内各项内力整体变化幅度较小,平面外各项内力整体变化幅度较大。总体上剪力墙偏移变形后,平面外各项内力均有不同程度的增加,虽然部分偏移变形较大的构件平面外各项内力增幅变化较大,但是增加的数值绝对值相对较小。剪力墙构件偏移变形后,在实际的平面内和平面外各项内力的作用下,结构主体及构件的承载力满足规范要求。     

某剪力墙高层住宅施工过程中剪力墙偏移变形检测及内力分析

对某剪力墙高层住宅在施工期间部分剪力墙墙体因施工原因产生的偏移和变形进行检测,对剪力墙偏移变形前后的内力变化进行比较分析,对剪力墙偏移变形对主体结构及构件自身的影响进行分析。计算比较分析结果表明,剪力墙偏移变形前后平面内各项内力整体变化幅度较小,平面外各项内力整体变化幅度较大。总体上剪力墙偏移变形后,平面外各项内力均有不同程度的增加,虽然部分偏移变形较大的构件平面外各项内力增幅变化较大,但是增加的数值绝对值相对较小。剪力墙构件偏移变形后,在实际的平面内和平面外各项内力的作用下,结构主体及构件的承载力满足规范要求。     

上海中心大厦施工过程数值分析与监测研究

超高层建筑施工周期较长,施工过程中结构时变、材料时变、荷载时变等将对结构受力性能产生影响.为对超高层结构施工过程进行有效监控和分析,以上海中心大厦实际施工过程为例展开研究.建立了考虑施工过程的有限元模型,同时对施工过程进行了长期监控;采用现场监测和数值模拟计算结果进行比较,通过调整有限元计算模型来预测后续施工过程中的结构状态.研究结果表明:自振频率识别值比有限元结果偏小,混凝土材料时变对竖向变形及构件内力影响明显,考虑季节温差的竖向变形计算结果与实测数据较为吻合.     

装配式斜支撑节点钢框架施工温度效应分析

施工过程中建筑物的主体结构一般直接曝露于自然环境下,环境温度的变化会对结构的内力及变形产生影响。以装配式斜支撑节点钢框架结构为背景进行施工模拟,采用有限元软件MIDAS Gen的单元激活与钝化功能,将施工阶段结构所受的荷载按不同施工步分阶段加载于结构上,其中温度荷载采用正晒面与背晒面的极值温差来模拟。对考虑温差和不考虑温差的工况进行分析对比,结果表明:两种情况下结构构件的内力和变形均存在明显差异,说明需要按实际情况考虑温度作用对施工过程的影响。     

基于纤维模型的超高层钢筋混凝土结构弹塑性时程分析

基于纤维模型理论,利用PERFORM-3D软件实现了复杂超高层建筑结构的弹塑性时程分析并进行构件变形性能评估。针对PERFORM-3D建立高层结构模型的复杂性,开发了其前处理程序ETP,使之能够方便准确地建立弹塑性模型。分析表明,基于纤维模型的整体结构弹塑性分析法高效可行,不但宏观上可得到结构整体响应,而且微观上可得到构件的内力及变形和纤维的应力及应变。通过工程实例,得到整体结构响应、构件的变形及结构能量耗散情况,可用于研究按我国现行规范设计的超高层混凝土结构在罕遇地震作用下的非线性变形及受力特点。