核心筒偏置超高层混合结构的竖向变形差异分析

在核心筒偏置的超高层混合结构中,由于核心筒与外框的应力水平的差异,在重力荷载下便会产生较大的变形差异。竖向变形差异对结构构件和非结构构件均会产生不利影响,可能会导致幕墙、隔墙、机电管道和电梯等非结构构件受损,造成耐久性和建筑外观方面的问题,还可能会在伸臂桁架等构件中引起严重的附加内力。目前,国内外针对核心筒偏置的超高层混合结构的竖向变形差异问题研究较少。以某超高层结构作为案例,对核心筒完全偏置的超高层混合结构的竖向变形差异进行了详细分析研究,并针对性提出了应对措施与建议。

上海中心大厦结构竖向差异变形效应研究

上海中心大厦在长期荷载作用下结构竖向构件间的差异变形会在水平构件中产生较大的次内力。利用MIDAS软件的施工过程模拟功能,得到竖向构件在不同施工阶段的内力情况。通过混凝土B3模型,根据内力计算得到竖向变形。并将竖向变形施加到ETABS整体模型中的相应构件中,考察由于竖向构件之间的差异变形在相应的水平构件中产生次内力情况。在分析的过程中,比较了不同的水平构件连接方案对结构次内力的影响。分析结果表明:随着时间的推移,构件的竖向变形逐渐扩大,竖向差异变形在水平构件产生较大的次内力,工程设计中应该考虑此因素对结构的影响。

高层混合结构设计中竖向差异影响

高层混合结构中竖向构件材料性质差异所导致的竖向变形差异的影响不可避免,因此在设计中需要加以考虑。本文将混合结构的外框架柱和内核心筒墙体均视为单柱,不考虑梁板对其影响,根据单柱构件分时段分步骤加载,考虑每层参考点的竖向位移。结合工程实际,对混合结构的一种典型形式钢框架-钢筋混凝土筒体结构,设计了计算模型。采用FORTRAN语言编制了计算程序,对模型进行了分析。分析表明:施工中内筒的收缩和徐变产生的竖向位移所占总位移的近2/3;相对湿度在50%~80%间变化对竖向差异影响较为明显;配筋率和混凝土强度在减小竖向差异中实用性较小;延长主体的施工工期可以减小结构投入使用后的竖向差异;竖向差异产生的附加内力对结构构件的设计内力存在一定影响。

钢框架—钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异补偿对结构性能的影响

经过多种补偿方案的比较,提出钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异的楼层组优化补偿方案,并研究竖向变形差异补偿对结构的内力和变形的影响。利用有限元程序SAP2000进行结构分析,在分析中分层施加竖向荷载,考虑混凝土收缩和徐变的影响。分析表明,钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异楼层组优化补偿方案,既能保证补偿的精度,又经过优化使施工更为方便,是一种比较合理的补偿方案。采用楼层组优化补偿方案可以使楼层的最大累积变形差异明显减小,保证水平构件的水平度。在补偿结构中,只有位于平面四角处的连系梁内力减小较多,其他梁或柱的内力变化很小。与原结构类似,在补偿结构中,钢框架柱之间的竖向变形差异远远小于柱-筒之间的竖向变形差异。

竖向变形差异对高层结构的影响

高层结构在竖向荷载作用下,产生框架柱与剪力墙的弹性竖向变形差以及由变形差引起的结构附加内力。通过实例计算表明框架承担的内力有所增大,剪力墙承担的内力减小。框架梁顶部在墙一端负弯矩大、柱一端负弯矩小,同时提出减少竖向差异的措施。

超高层混合结构竖向变形分析与补偿方法研究

在长期荷载作用下,在混合结构桁架带两侧会产生竖向差异变形,这会使桁架层间贮存较大的次内力。这一问题不仅影响施工方案的制订和施工质量控制,还关系到结构体系本身的安全。以某一超高层混合结构为例,给出了混合结构差异变形分析的补偿思路与方法,可供类似工程借鉴。

基于桁架内力控制的混合结构竖向变形补偿方法研究

在长期荷载作用下,混合结构桁架带两侧会产生竖向差异变形,这会使桁架层间贮存较大的次内力。为使桁架层间的次内力得到有效控制,分析了桁架带两侧竖向差异变形允许值、桁架层封闭时间以及竖向补偿值的有效性等影响因素,并讨论了它们之间的相互关联性。结果表明,竖向补偿后桁架封闭时间越晚,桁架层间斜腹杆次内力越小;对桁架封闭前产生的竖向差异变形予以补偿,能有效控制桁架间的次内力。

中国国际丝路中心大厦非荷载效应研究

本文以498m高的中国国际丝路中心大厦为工程背景,进行考虑收缩徐变的非荷载效应下的施工模拟分析,研究超高层建筑在竖向荷载长期作用下的变形规律,分析竖向差异变形对结构构件内力,尤其是伸臂桁架附加内力的影响。针对本工程未设置地下室翼墙的特点,进一步对比分析了地下室翼墙对于非荷载效应的影响。分析模型中桩基用点弹簧模拟,较为准确地考虑了基础沉降、竖向构件差异变形的相互影响。分析表明,随着时间的推移,考虑非荷载效应后的构件竖向差异变形逐渐增大,引起外框柱与核心筒之间内力分布变化、伸臂桁架产生附加内力,结构设计时需予以考虑;考虑基础沉降情况下,地下室翼墙可使底部楼层竖向差异变形有一定减小,而对上部楼层影响很小,且对外框柱与核心筒之间内力分布变化、伸臂桁架产生附加内力影响均很小,总体而言影响较小。相关结论可供类似工程参考。

绍兴皇冠假日酒店型钢混凝土框架-核心筒结构设计

绍兴皇冠假日酒店位于绍兴迪荡新城景观规划的核心位置,是绍兴市的地标建筑,总高280m。结构形式为型钢混凝土框架-核心筒结构体系,框架柱采用型钢混凝土柱,楼面采用钢梁-组合楼板体系,外围钢梁与柱刚接,楼层钢梁与核心筒及外围柱均铰接,以释放因核心筒与框架柱竖向变形差异引起的附加梁端内力。经方案对比,在16层和37层设置四道伸臂桁架以及周边带状桁架。伸臂桁架在施工阶段分为初固和终固两个阶段,初固阶段保证桁架弦杆自由转动、腹杆能轴向伸缩,在终固阶段达到设计要求。

昆钢高层钢结构住宅设计

昆钢晓塘春色高层铜结构住宅楼高58．7米，共18层，采用框架一核心筒结构体系，建筑功能、经济性和舒适度较好。应用钢骨混凝土剪力墙、加强型梁柱节点设计使结构有较好的抗震性能。

调平法在建筑结构设计中的应用研究

由于建筑功能使用要求,各种大跨度及高层建筑在现代建筑设计中越来越常见。建筑平面及高度的多样性,使得该类建筑的竖向构件在重力荷载作用下会产生差异变形,由此导致结构附加内力增大,不利于结构承受水平荷载。为减少这种由于差异变形导致附加内力增加的不利,在结构设计过程中,可通过调平法来降低附加内力。本文通过举例某办公楼工程的梁柱节点内力分析,发现了相邻柱差异变形所产生的附加内力会影响梁端弯矩的特点。进而采用调平原理,可以在结构设计过程中方便找到竖向构件变形趋势,从而进行变形协调调整,使受力更合理。

海南大厦主楼结构竖向变形分析

海南大厦主楼为位于高地震区的复杂超限超高层建筑,主楼高为198.6m,地下4层,地上46层,结构体系采用了钢管混凝土柱钢框架-钢筋混凝土核心筒结构体系。参考欧洲规范EC2关于混凝土弹性模量变化、徐变和收缩的时变效应的规定,采用SAP2000软件,建立了考虑施工过程模拟有限元模型,分析了外框架柱与核心筒的竖向变形及差异。同时对比一次性加载、不考虑混凝土时变效应的施工模拟、考虑混凝土时变效应的施工模拟三种分析中的变形差异,可知结构的非线性弹性变形约占总变形量的50%左右。此外分析了伸臂桁架、防屈曲支撑在考虑施工过程、混凝土时变效应下的内力情况,表明斜杆在恒加活荷载作用下由于墙柱竖向变形的差异产生了较大的内力,在设计时应当予以重视。

复杂钢框架核心筒连体高层建筑施工过程分析

考虑到施工顺序和加载条件的不同、施工期间构件材料强度的发展以及混凝土的收缩、徐变时随特性等非荷载效应的影响,实际的结构效应与建立整个结构模型后获得的分析结果将存在相当大的差异。施工过程分析是复杂高层或超高层建筑结构设计的重要内容。本文通过对复杂钢框架核心筒结构进行了施工过程模拟,分析了徐变和收缩等对剪力墙变形、结构竖向差异变形、钢框架柱轴力等因素的影响,可为实际施工提供合理的参考依据。

昆钢晓塘春色高层钢结构住宅设计

昆钢晓塘春色高层钢结构住宅高58.7m,共18层,采用框架-核心筒结构体系,建筑功能、经济性和舒适度较好。钢骨混凝土剪力墙、加强型梁柱节点设计使结构有较好的抗震性能。