混合结构体系施工期间竖向变形计算.pdf

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1、第26卷第3期华中科技大学学报(城市科学版)VoI．26No．32009年9月J．ofHUST．(UrbanScienceEdition)Sep．2009混合结构体系施工期间竖向变形计算陈灿(上海电气电站集团，上海201100)摘要：研究了钢框架一钢筋混凝土核心筒混合结构体系在施工期间的竖向变形问题。在分析中考虑了核心筒超前钢框架若干层施工以及施工找平补偿，并考虑了混凝土的徐变收缩影响。计算采用有限元程序MIDAS／Gen，根据施工顺序建立分析模型并施加荷载，将每一个施工阶段求解的结果累加，得出最终施工完成的计算结果。结果表

2、明，施工完毕时核心筒混凝土的收缩徐变占到该层总变形值的38％一43％；由于混凝土的徐变收缩，外钢框架与核心筒竖向变形差异值仅为只考虑弹性变形差异值的21％；徐变收缩增加了外框架柱的轴力，对于连接外钢框架与核心筒的框架梁，徐变收缩还减小了连接核心筒一端的支座负弯矩，而对于连接外钢框架柱一端弯矩则是增加。关键词：混合结构体系；竖向变形；徐变；收缩中图分类号：TU973．14文献标识码-A文章编号：1672-7037(2009)03-0102-05混合结构体系是指由钢框架或型钢混凝土框考察整个施工进程，一个Ⅳ层的结构第／／,层架与

3、钢筋混凝土筒体(或剪力墙)所组成的共同的施工期间竖向累积变形△是由两个时段的承受竖向和水平作用的高层建筑结构⋯。高层变形组成：第一部分是已发生值，即在施工第n层建筑混合结构体系施工周期一般较长，在此期间，以前下部层已经产生的累积变形△；第二部分由于外框架与核心筒采用两种不同的材料，并且是将发生值，是施工完本层并继续往上施工直至两种体系所受荷载分担率不同，会造成竖向变形完工这段时间的累积变形△，即：的差异。另外，这种差异还将受到施工期间核心n一1AH．=AH1+△=∑Aei(￡，ti)+筒混凝土的徐变收缩与施工进程等因素的影响

4、。i=1竖向变形差异还会在水平构件中产生次应力，影∑△(，t。)H响结构安全。对于50m以上的高层结构，尤其应i=1该考虑竖向变形的影响。式中：△(t，t)为第i层从施工完毕(t时刻)本文通过一个算例进行混合结构体系施工期到施工完第n一1层(t一，时刻)时段内发生的竖间竖向变形的讨论。在计算中采用有限元程序向应变变化；△(，t)为第i层从施工完毕到MIDAS／Gen，考虑了核心筒先行施工，施工时随层整个结构施工完成(t时刻)时段内发生的竖向找平，以及混凝土徐变收缩等因素对结构竖向变应变变化；为第i层层高。形的影响。在实际工程

5、中，在施工第n层前为了控制的方便一般先将下部n一1层已经发生的累积竖向1竖向变形计算方法变形进行找平补偿，以使楼层实际标高达到设计标高，然后继续本层的施工。此时△日。就被补偿混合结构体系施工，即核心筒先行施工一段掉了。累积变形只剩下后续发展的△。如果楼层，然后再跟进施工外围钢框架。最符合工程施工中不进行找平补偿，此时△日，与△H2均必须实际的计算方法是根据施工顺序建立计算模型，考虑，最后的变形就是总累积竖向变形。分阶段施加荷载，在每一个施工阶段求解结构的对于外围钢框架，竖向变形是由材料的弹性内力与变形，并与前一阶段计算结果累

6、加，直到结应变引起的。而对于核心筒，竖向变形由三部分构施工完毕。组成，即弹性变形、徐变和收缩。收稿日期：2009-02-26作者简介：陈灿(1976．)，男，湖南湘潭人，工程师，博士，研究方向为结构计算理论与土木工程施工，chen—can76@163．com。第3期陈灿：混合结构体系施工期间竖向变形计算·l03·2混凝土徐变收缩的CEB—FIP模式3算例本文中}昆凝土徐变收缩的计算方法均参照本文以大连世界贸易大厦为原型l4J，在进行CEB—FIP模式‘3J。在MIDAS／Gen中，可以将用户适当的结构简化后设计了一个典型的钢

7、框架一钢要求的每个时间阶段的徐变系数对应历程求时间筋混凝土核心筒结构体系。结构平面布置和主要积分来计算徐变量。模型数据如图1和表l所示。模型共57层，层高2．1徐变3．6m。钢柱为箱型组合截面，钢梁均为焊接工字CEB—FIP模式中，徐变系数按下式计算：型，高均为700mm，腹板厚均为12mm。与核心(￡，to)=(。。，t0)JB(t一￡。)(2)筒连接的梁翼缘宽350mill，厚25mm；不与核心式中：(∞，t。)=卢()(t。)为名义徐变函筒连接的梁翼缘宽350mm，厚20nlln。连接核心筒的梁的梁端均采用刚接。其余梁

8、采用刚接或铰数；卢()：为按混凝土抗压强度(N／mm2)1e接。楼板采用1mm厚压型钢板上浇筑120mm厚C30混凝土。环境相对湿度7O％计算的影响系数；(to)为加载龄期核心筒和外围钢框架的施工速度均为3d／(d)影响系数；舢：1+二型为环境湿度层。计算核心筒先行施工6层(工况1)和先行