超高層框架-核心筒體系考慮收縮徐變的豎向變形差分析.pdf

1、隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，超高層建筑的數(shù)量與日俱增。但是伴隨著超高層建筑高度的增高、施工周期的延長，框架柱與核心筒之間的豎向變形差也越來越大，其對建筑正常使用的影響逐漸受到土木領(lǐng)域的重視。自二十世紀60年代以來，國內(nèi)外學(xué)者先后通過現(xiàn)場觀測豎向變形、推導(dǎo)豎向變形差公式以及有限元模擬分析等方法對超高層建筑的豎向變形差進行研究。目前，土木工程領(lǐng)域?qū)ωQ向變形差的研究主要集中于是否考慮施工過程以及收縮徐變等影響因素上，對超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工方式

2、有重要的意義。
　　本文采用有限元軟件MIDAS GEN對某復(fù)雜超高層建筑進行建模分析，針對不同加載方式和混凝土收縮徐變對豎向變形差的影響展開研究，主要的研究工作和研究成果如下:
　　(1)模擬分析超高層建筑在“一次性加載”和模擬施工加載條件下框架柱與核心筒的豎向變形，分析不同加載方式對豎向變形差的影響。結(jié)果表明:兩種加載方式下的豎向變形在延高度方向上的分布規(guī)律是不同的，在“一次性加載”條件下豎向構(gòu)件的變形由底層向上逐漸增大

3、，在最頂層豎向變形值取最大值;而在模擬施工加載方式下豎向構(gòu)件的變形值則是從底層向上先增大后變小，在中間層取得最大豎向變形值;在“一次性加載”條件下框架柱之間以及剪力墻之間的豎向變形差別較大，而在模擬施工條件下框架柱之間以及剪力墻之間的豎向變形則相對差別較小;在不同加載方式下框架柱與核心筒之間的豎向變形差發(fā)展趨勢與相應(yīng)加載方式下構(gòu)件豎向變形的發(fā)展趨勢類似，即“一次性加載”方式下從下到上逐漸增大，模擬施工加載方式下由下到上的發(fā)展趨勢為先增大

4、后減小，成魚肚狀。
　　(2)模擬分析是否考慮混凝土收縮徐變特性時框架柱與核心筒的豎向變形，對是否考慮混凝土收縮徐變特性時豎向變形差的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。結(jié)果表明:混凝土收縮徐變效應(yīng)對超高層建筑框架柱豎向變形的影響約占其總變形量的38.7％左右，而對于核心筒豎向變形的影響約占其總變形量的43％左右，但由于框架柱的變形量遠大于核心筒的變形量，所以在相同的受力條件下框架柱豎向變形變化值上要比核心筒的變化值更大;對于框架柱與核心筒之間的變

5、形差而言，由于考慮收縮徐變時框架柱的變形增量大于核心筒的變形增量，所以混凝土的收縮徐變效應(yīng)會加大建筑的豎向變形差。
　　(3)模擬分析超高層建筑的框架柱為鋼柱和混凝土柱時構(gòu)件的豎向變形，對豎向變形差數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。結(jié)果表明:鋼框架柱與核心筒之間的豎向變形差僅為混凝土框架柱與核心筒豎向變形差的60％左右。由于鋼材本身幾乎沒有時間依存特性，使得鋼框架柱在使用過程中幾乎不發(fā)生收縮徐變，鋼框架柱的豎向變形小于混凝土框架柱，但兩種情況下核