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高层框架-核心筒结构竖向位移差及内力分析

作　者: 贺世伟
导　师: 潘文
学　校: 昆明理工大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 混合结构竖向位移阶段加载收缩徐变筒体超前施工加强层封闭方案
分类号: TU973.17
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着高层建筑发展,钢框架-混凝土核心筒混合结构体系的应用日益增多。混合结构体系能充分发挥钢材与混凝土两种材料的特性,受力合理,抗震性能良好。但是,随着建筑高度的不断增高,施工期间结构体系的变形问题也逐渐凸显出来。这一问题不仅影响施工方案制定和施工质量控制,还关系到结构体系本身的安全。对变形问题进行研究,能够提高高层建筑结构的设计与施工水平。以江东和谐世纪工程的60层框架-混凝土核心筒混合结构体系为对象,进行了施工期间的竖向变形分析。在计算中考虑了混凝土的时变性、核心筒领先外框架施工,以及加强层不同封闭时段等因素。计算表明,由于柱子名义轴压比(ε。=N0/EA)较墙体大,因此竖向位移较大；传统的一次加载计算模式没有考虑施工期间的逐层找平,因此承重构件的竖向位移呈递增规律,而阶段加载中考虑了施工期间的逐层找平,因此承重构件的竖向位移呈现出“顶、底部层小,中间部层大”的随层变化规律；施工结束时,混凝土筒体的弹性变形占到总竖向变形的比例在70%左右,而徐变变形约占25%、收缩变形约占5%；外框架柱承担大部分竖向荷载,其累积弹性竖向变形要大于核心筒,但混凝土的徐变、收缩减少了竖向变形差异水平。因此,在施工时让核心筒先行施工若干楼层以使混凝土的收缩徐变尽早开始发展,能有效减小受力体系间竖向变形差异；考虑加强层不同封闭方案,最后采用立即封闭模式待建筑装修后再对加强层进行封闭。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第一章绪论  8-21
  1.1 高层混合结构的定义  8
  1.2 高层混合结构的工程应用状况  8-11
    1.2.1 高层混合结构在国外的应用状况  8-9
    1.2.2 高层混合结构在我国的应用状况  9-11
  1.3 高层混合结构的特点  11-14
    1.3.1 结构体系受力特点  11-12
    1.3.2 施工特点  12-13
    1.3.3 施工期间高层建筑结构的时变特性  13-14
  1.4 施工期间高层建筑结构分析的研究现状  14-18
    1.4.1 早龄期混凝土材料力学性能的时变性研究现状  14-15
    1.4.2 时变结构计算理论研究现状  15-16
    1.4.3 高层混合结构竖向变形差的研究现状  16-18
  1.5 问题的提出  18-19
    1.5.1 施工期间混合结构体系的竖向变形问题  18-19
    1.5.2 施工方案与控制策略问置  19
  1.6 本文的主要研究内容  19-21
    1.6.1 高层建筑结构施工期间竖向变形计算模型的建立  19-20
    1.6.2 高层框架-混凝土核心筒结构体系施工期间竖向变形的研究  20
    1.6.3 高层框架-混凝土核心筒结构体系施工期间构件内力的研究  20-21
第二章竖向变形差的影响因素  21-35
  2.1 竖向荷载下考虑施工过程的竖向变形差分析方法  21-25
    2.1.1 一次加载法  21
    2.1.2 近似模拟施工过程方法  21-22
    2.1.3 阶段加载施工过程方法  22-23
    2.1.4 一次加载与阶段加载竖向位移比较  23-25
  2.2 混凝土收缩徐变  25-32
    2.2.1 混凝土的徐变  25-30
    2.2.2 混凝土的收缩  30-32
  2.3 剪力墙超前施工  32-34
    2.3.1 按竖向变形差计算核心筒超前施工的层数  32
    2.3.2 按核心筒承载力、稳定和变形计算核心筒超前施工的层数  32-34
  2.4 加强层封闭时段  34-35
第三章算例分析  35-42
  3.1 算例概况  35-36
  3.2 应用软件简介  36-39
  3.3 各影响因素在SAP2000中的实现  39-42
    3.3.1 材料的时变性  39-40
    3.3.2 阶段施工分析  40-41
    3.3.3 施工荷载  41-42
第四章施工模拟结果及对比分析  42-65
  4.1 各影响因素的结果分析  42-59
    4.1.1 加载方式的影响  42-44
    4.1.2 收缩徐变的影响  44-47
    4.1.3 筒体超前的影响  47-49
    4.1.4 加强层封闭时段的影响  49-59
  4.2 桁架腹杆内力比较  59-62
    4.2.1 加强层封闭时间的比较  61
    4.2.2 加强层封闭模式的比较  61-62
  4.3 优化模型  62-65
    4.3.1 优化模型的选取  62-63
    4.3.2 优化模型位移差比较  63-65
第五章结论与展望  65-67
  5.1 本文的主要结论  65-66
  5.2 展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-72
附录A 攻读学位期间发表论文情况  72

高层框架-核心筒结构竖向位移差及内力分析

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