張 皓 涵

(上海祥谷鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司，上?！?00080)

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某高層結(jié)構(gòu)施工效應(yīng)對(duì)比分析

張 皓 涵

(上海祥谷鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司，上海200080)

摘要：通過(guò)建立廣州新電視塔的三維有限元模型，從施工步長(zhǎng)和相對(duì)濕度兩方面，分析了高層建筑施工中結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，得到了兩者對(duì)結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，為以后類(lèi)似建筑施工提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土，施工步長(zhǎng)，相對(duì)濕度，受力狀態(tài)

0引言

目前，對(duì)施工工期的研究主要集中在縮短工期與減少造價(jià)等方面[1-3]。相對(duì)濕度與施工所處地理位置和季節(jié)相關(guān)，對(duì)相對(duì)濕度的研究主要集中在材料、構(gòu)件性能等方面[4-6]。對(duì)高層混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工全過(guò)程分析時(shí)[7,8]，施工步長(zhǎng)和相對(duì)濕度是兩個(gè)重要影響因素，不同施工步長(zhǎng)和相對(duì)濕度將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的不同。將針對(duì)施工步長(zhǎng)和相對(duì)濕度對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響進(jìn)行定量對(duì)比分析。

1混凝土?xí)r變模型

1.1混凝土彈性模量時(shí)變模型

Eci(t)=βE(t)Eci

(1)

βE(t)=[β]cc(t)]0.5

(2)

式中：Eci(t)——齡期t時(shí)混凝土的彈性模量；

Eci——28d齡期的混凝土彈性模量；

βE(t)——齡期t時(shí)彈性模量的相關(guān)系數(shù)；

βcc(t)——齡期t時(shí)抗壓強(qiáng)度的相關(guān)系數(shù)。

1.2混凝土收縮徐變時(shí)變模型

收縮應(yīng)變表達(dá)式考慮了混凝土類(lèi)型、強(qiáng)度、干燥時(shí)間和構(gòu)件尺寸等影響因素，其表達(dá)式為：

εcs(t,ts)=εcsoβs(t-ts)

(3)

εcso=εs(fcm)βRH

(4)

式中：εcso——名義收縮系數(shù)，與混凝土強(qiáng)度、水泥種類(lèi)和環(huán)境相對(duì)濕度有關(guān)；

βs——收縮隨時(shí)間發(fā)展的系數(shù)，與構(gòu)件尺寸、收縮開(kāi)始時(shí)間等影響因素有關(guān)；

t——計(jì)算考慮時(shí)刻的混凝土齡期；

ts——收縮開(kāi)始時(shí)對(duì)應(yīng)的混凝土齡期；

fcm——混凝土28d的抗壓強(qiáng)度；

βRH——收縮隨相對(duì)濕度發(fā)展的系數(shù)；

εs——收縮應(yīng)變基準(zhǔn)值，取決于環(huán)境和理論厚度h。

徐變系數(shù)表達(dá)式考慮了水泥種類(lèi)、持荷時(shí)間、混凝土強(qiáng)度、環(huán)境平均相對(duì)濕度等影響因素，其表達(dá)式為：

φ(t,t0)=φ0·βc(t-t0)

(5)

φ0=φRHβ(fcm)β(t0)

(6)

式中：φ0——名義徐變系數(shù)，與構(gòu)件尺寸、環(huán)境相對(duì)濕度、混凝土強(qiáng)度和加載時(shí)間等因素有關(guān)；

βc——加載后徐變隨時(shí)間發(fā)展的系數(shù)；

t——計(jì)算考慮時(shí)刻的混凝土齡期；

t0——加載時(shí)刻的混凝土齡期；

φRH——相對(duì)濕度影響系數(shù)。

2概況與建模

2.1工程概況

廣州新電視塔位于廣州市海珠區(qū)，塔身高450m，天線桅桿高160m。廣州新電視塔采用由鋼管混凝土外框筒和鋼筋混凝土核心筒組成的混合結(jié)構(gòu)體系。24根鋼管混凝土主柱以不同傾斜角度直達(dá)塔頂，與鋼管環(huán)梁和斜撐共同組成鋼結(jié)構(gòu)外筒，結(jié)構(gòu)布置形式不對(duì)稱。

2.2有限元模型

本節(jié)建立了廣州新電視塔的三維有限元模型，見(jiàn)圖1。

鋼筋混凝土核心筒和樓板采用板單元，其中核心筒采用C60的混凝土，樓板采用C35的混凝土。鋼管混凝土柱和鋼梁采用梁?jiǎn)卧?，采用C60的混凝土和Q345的鋼材。所有截面尺寸按設(shè)計(jì)值取。

結(jié)構(gòu)分析位置見(jiàn)圖2。

3影響因素效應(yīng)對(duì)比分析

3.1施工流程

3.2施工步長(zhǎng)影響對(duì)比分析

本工程正常每層的施工工期為10 d，若修改施工步長(zhǎng)將其增加1倍，每層的施工工期修改為20 d。在不同的施工步長(zhǎng)下，考慮混凝土收縮徐變的施工過(guò)程，分析在結(jié)構(gòu)封頂時(shí)、完工一年時(shí)、完工三年時(shí)和完工十年時(shí)的層間豎向位移差對(duì)比結(jié)果，見(jiàn)圖3。

對(duì)層間豎向位移差而言，在結(jié)構(gòu)封頂時(shí)，總體而言，施工步長(zhǎng)20 d的位移差較大。但隨著時(shí)間不斷增長(zhǎng)，施工步長(zhǎng)10 d的位移差逐漸反超，到完工十年時(shí)，施工步長(zhǎng)10 d的位移差變?yōu)楦蟆?/p>

3.3相對(duì)濕度影響對(duì)比分析

本工程正常的相對(duì)濕度為78%，若由78%修改為40%。在不同的相對(duì)濕度下，考慮混凝土收縮徐變的施工過(guò)程，分析在結(jié)構(gòu)封頂時(shí)、完工一年時(shí)、完工三年時(shí)和完工十年時(shí)的層間豎向位移

差對(duì)比結(jié)果，見(jiàn)圖4。

對(duì)層間豎向位移差而言，相對(duì)濕度40%的豎向位移差始終比相對(duì)濕度78%的大，且隨時(shí)間增長(zhǎng)，增長(zhǎng)速率不斷增大。

4結(jié)語(yǔ)

1)施工步長(zhǎng)和相對(duì)濕度對(duì)結(jié)構(gòu)最終的受力變形影響較大。

2)施工步長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)，在結(jié)構(gòu)封頂時(shí)，層間豎向位移差較大，但對(duì)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期效應(yīng)而言，則更小，偏安全。

3)相對(duì)濕度較小時(shí)，結(jié)構(gòu)的層間豎向位移差較大，應(yīng)在施工時(shí)采取措施減小不利影響。

參考文獻(xiàn):

[1]甄志祿，艾紅梅.基于系統(tǒng)論的建設(shè)工程緊縮工期管理研究.施工技術(shù)，2012(8):56-60.

[2]王秀琴，林楓.工程造價(jià)與施工工期集成計(jì)劃的探討與分析.施工技術(shù)，2008(8):19-23.

[3]李紅仙，豐景春.時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)在施工工期優(yōu)化中的應(yīng)用研究.施工技術(shù)，2002(12):27-28.

[4]徐寧，黃慶華，張偉平，等.混凝土結(jié)構(gòu)空間多尺度相對(duì)濕度值.土木建筑與環(huán)境工程，2012(2):35-41.

[5]鄭俊，高小建，曾京生，等.高性能混凝土干燥收縮與相對(duì)濕度間關(guān)系研究.低溫建筑技術(shù)，2009(10):13-15.

[6]楊文.基于內(nèi)部相對(duì)濕度調(diào)節(jié)的鋼管混凝土體積變形的研究.武漢：武漢理工大學(xué)，2007.

[7]劉俊，吳杰，羅曉群，等.高層鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工全過(guò)程數(shù)值模擬.土木建筑與環(huán)境工程，2012(10):52-58.

[8]Liu Jun,Zhang Qilin,Cui Xiaoqiang.Analysis of Guangzhou New TV Tower during Construction.International Symposium of the International Association for Shell and Spatial Structures.2012.

Comparative analysis of construction effect of a high-rise structure

Zhang Haohan

(ShanghaiXiangguSteelStructureEngineeringCompany,Shanghai200080,China)

Abstract: Through the establishment of three-dimensional finite element model of Guangzhou new TV tower, from construction step length and relative humidity two aspects, analyzed the structure stress state of high-rise building construction, got the influence law of both to structure, provided reference for future similar construction.

Key words: reinforced concrete, construction step length, relative humidity, stress state

Impact of damper upon structural shearing force

Chan Pengfei

(ShanxiAcademyofBuildingDesign,Taiyuan030013,China)

Key words:energy dissipation and vibration attenuation, damper, ETABS software, dynamic characteristics

Abstract:Combining with engineering examples, the article introduces the setting and selecting methods of structural energy dissipation and vibration attenuation device, applies ETABS calculation software, it carries out non-linear dynamic time-history analysis of energy dissipation and vibration attenuation structure, explores the influential degree of damper upon structural shearing force, and finally points out that: setting damper increases the structural damping ratio, and strengthens the structural seismic resisting performance.

文章編號(hào)：1009-6825(2016)14-0037-02

收稿日期：2016-03-03

作者簡(jiǎn)介：張皓涵(1977- )，男，博士

中圖分類(lèi)號(hào)：TU311

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A