TOP24超高建筑结构施工模拟分析及施工方案的长期效应研究.doc文档免费在线阅读

因此，在进行结构施工模拟分析时，需要引入施工找平分析技术。

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将竖向构件自由度约束，假定在计算当前施工层的变形时，之前施工完毕的结构层已调整到设计标高，即当前施工层的变形仅与施工层所受的荷载有关，而与之前结构所受荷载无关。

分析软件在考虑施工找平分析时采用第二种方法。

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从而使结构竖向变形发生变化，需在施工模拟分析中加以考虑。

本章首先进行找平原理分析，通过个框架结构阐述施工找平对结构变形的影响。

并结合深圳京基大厦，进行施工全过程模拟分析。

研究超高建筑结构在施工期间的内力与变形变化特点。

利用现场实测数据，对比研究施工模拟分析的有效性，为类似工程设计及施工提供参考。

施工找平分析在施工阶段，由于竖向构件承受荷载的差异，不同的竖向构件产生的变形并不致。

对于混合结构，由于构件材料本身弹性模量的差异，同时混凝土的弹性模量在施工期间也在不断变化，使得竖向构件即使分配样的荷载，仍会产生不同的变形。

以上因素将导致施工期间同层的构件存在不同的变形，当结构高度增大时，这种现象会更加明显，为此需要施工找平措施以保证结构层标高的致性。

找平原理在施工模拟分析时，分阶段分层加载的施工模拟方法能够模拟结构承受荷载的顺序，即在每个施工阶段，仅已经施工完毕的部分承受荷载，而不受未施工部分的影响。

但这种方法仅能反应结构的施工顺序，而未能考虑实际结构施工中的找平处理措施，使得结构上部竖向变形差增大，特别对于超高建筑结构，哈尔滨工业大学工学硕士学位论文这种差异将更加明显，与实际状况不符。

因此，在进行结构施工模拟分析时，需要引入施工找平分析技术。

对于施工找平，般软件采用以下两种方法进行分析将竖向构件刚度提高，从而保证在竖向荷载作用下，竖向构件能够达到同样的变形。

将竖向构件自由度约束，假定在计算当前施工层的变形时，之前施工完毕的结构层已调整到设计标高，即当前施工层的变形仅与施工层所受的荷载有关，而与之前结构所受荷载无关。

分析软件在考虑施工找平分析时采用第二种方法。

施工完毕时刻，结构各层变形由公式求得式中任意结构层变形层层高层刚度层承受的荷载找平实例分析由以上分析可知，不考虑施工找平分析得到层的竖向变形是所有荷载产生的变形，受下层施工荷载的影响而考虑施工找平分析得到层的竖向变形仅受上部荷载影响。

为了更直观的反应施工找平对结构变形的影响，下面用软件建立个五层的框架进行分析比较。

该框架结构总高，底层高，标准层高。

采用混凝土，梁截面，柱截面。

结构模型如图所示。

楼面荷载为屋面荷载为，。

假定结构施工工期为天层，总工期为天。

混凝土收缩徐变计算采用模型，施工材料龄期为天。

对框架结构进行施工模拟分析，得到竖向变形如图所示。

由图可知，不考虑施工找平分析得到柱的竖向变形值随着结构高度的增加而增大，顶层柱的变形值最大而考虑施工找平分析得到柱的竖向变形值，随着结构高度的增加先增大后减小，呈弧状，最大变形值发生在结构中部。

对比不考虑施工找平和考虑施工找平分析得到的竖向变形值可知，在底层，哈尔滨工业大学工学硕士学位论文两者变形大小相同，因为两者底层变形都是由上部荷载引起的。

随着层数的增加，下部荷载引起的变形即两者变形的差异不断增大，在顶层达到最大值。

两者的差异在于，考虑施工找平分析得到的变形仅受当前层荷载与后期荷载的影响，而下部荷载产生的变形因施工找平而抵消掉。

图五层框架模型层数竖向变形值考虑找平的变形不考虑找平的变形下部荷载引起的变形图竖向变形对比图京基大厦施工模拟分析结合深圳京基大厦，建立超高建筑结构模型，进行施工全过程模拟分析，研究超高建筑结构内力与变形在施工期间的变化规律。

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文工程概况京基大厦位于深圳市罗湖区蔡屋围红宝路。

该建筑集银行业务交易场所高级餐厅和豪华酒店于身，并以写字楼为主的超高建筑总高度为。

建筑地面以上层，地下层，层高以为主。

地下层向外延伸，形成个提供商场停车场的大型地下空间。

地上建筑层为大厅，层为办公场所，层为酒店，层为蛋形餐厅。

整个建筑外形在立面上呈弧状收缩，底层平面尺寸为，然后逐渐增大至，再逐渐收缩至。

建筑效果图如图所示。

图京基大厦建筑效果图京基大厦采用采用钢框架混凝土核心筒结构体系，结构高宽比，比较罕见，利用伸臂桁架腰桁架和巨型斜撑提高侧向刚度，核心筒采用型钢混凝土剪力墙。

核心筒从地下室直延伸至办公楼层顶面，其中层层和层墙体分段变薄。

到酒店层时，左侧核心筒缩减至单片剪力墙，右侧核心筒也变成较小的单筒，其余部分用框架代替，避免刚度突变过大及传递传递楼面荷载。

在顶层餐厅部位，采用字形刚框架承担楼面荷载。

在竖向方向，结构在及层设道腰桁架，同时在和设道伸臂桁架。

伸臂桁架贯穿于整个核心筒，从而提高结构的整体哈尔滨工业大学工学硕士学位论文性能，如图所示。

为加强向刚度，在结构两侧面沿高度方向布置道大斜撑，并与腰桁架连接在起。

楼板体系采用钢梁组合楼板，办公层楼板厚度为，酒店及加强层楼板厚度为。

图伸臂桁架示意图施工荷载京基大厦总体施工方案以混凝土核心筒为主线，外框架和楼板依附混凝土核心筒协调进行。

其中混凝土采用爬模施工技术的现浇方式，爬模系统由钢平台大梁和钢柱等组成，其中钢平台承担施工荷载，通过钢柱传到支撑大梁，支撑大梁通过剪力墙中施工预留空洞最后传至核心筒。

施工过程吊装系统采用两台爬壁式塔吊，分别附着于左右两个核心筒内以覆盖整个施工范围，其中塔吊荷载通过塔吊支撑系统两套支撑架传递至核心筒。

结构在施工期间主要承受以下几种荷载结构自重混凝土和钢材密度分别取为软件根据材料密度和构件几何信息自动计算结构自重。

塔吊爬模系统荷载结构施工过程中的塔吊荷载爬模系统荷载等荷载通过墙体中预留的施工洞传至混凝土核心筒，其中每个核心筒约承受，通过个点均匀施加于核心筒上。

塔吊荷载和爬模系统荷载随着施工进度的推进不断上移。

施工活荷载将玻璃幕墙和装饰荷载等归为施工活荷载，结合实际施工工况，采用。

收缩徐变荷载收缩徐变参数采用我国现行公路铁路桥涵设计规范公式计算，其中温度取，湿度取为，并假定混凝土龄期为天，混凝土收缩徐变参数如图和所示。

收缩和徐变都是长期荷载作用下的反