天津津塔施工过程结构分析及预变形技术

重力荷载下,75层的天津津塔超高层建筑竖向构件会出现较明显的压缩变形以及相互之间的差异压缩变形。通过施工过程结构分析及预变形技术,确定出构件加工预调值和施工安装预调值,使得建造完成后的结构实际位形能符合预期目标位形。为提高精度,分析时计入了地基不均匀沉降、混凝土收缩徐变对施工模拟和预变形值的影响。     

地基不均匀沉降对CCTV新台址主楼变形预调值的影响及分析

中央电视台(CCTV)新台址主楼由两倾斜塔楼、L形大悬臂以及裙房组成,其特殊的造型设计使得施工过程结构的变形发展异常复杂。由于施工采用两倾斜塔楼独立安装、大悬臂从塔楼逐步悬伸对接的施工方案,导致在施工过程中,上部结构除了在自身荷载作用下产生变形外,还会随着地基不均匀沉降而发生变形。因此必须对结构构件的安装位形设置预调值,以保证施工完成后的结构位形达到设计位形,否则成型位形将不满足设计要求,甚至会导致大悬臂结构无法顺利安装。本文建立了基础与上部结构的一体化有限元模型,考虑了桩、土、筏板与上部主体结构的相互作用,分析评估了地基沉降对结构变形的影响。计算结果表明,考虑地基不均匀沉降,其变形预调值在悬臂端,竖向增大了11.9mm(竖直向上为正),水平向分别增大了-16.6mm(正南方向为正)和10.6mm(正东方向为正)。施工实践证明,按照考虑基础不均匀沉降影响获得的结构变形预调值安装,可以保障大悬臂准确合拢。     

钢结构施工变形预调值及分析方法

一般情况下钢结构的设计位形只是施工的目标位形,不能作为确定构件加工和安装位形的直接依据。为保证施工的顺利进行以及竣工时结构的位形满足设计要求,施工过程中需对结构设置变形预调值。介绍了钢结构施工变形预调值的概念,构造了钢结构施工变形预调值计算的一般迭代法、正装迭代法、倒拆迭代法和分阶段综合迭代法。其中,一般迭代法可用来计算采用满堂脚手架法施工的钢结构变形预调值。正装迭代法可用来计算各种施工方法下钢结构的变形预调值,但当结构复杂杆件比较多时,分析过程中常出现算法不收敛的问题。倒拆迭代法收敛性高,但计算工作量较大。分阶段综合迭代法可以用来计算闭环复杂结构的变形预调值,克服迭代不收敛问题,其计算工作量较小。     

地基及基础沉降对天津津塔施工模拟及预变形分析的影响

采用文克尔地基模型模拟地基及基础的变形与受力特征,并利用地基基础与上部结构共同组成的整体计算分析模型,考虑不同区域桩基布置的影响,给出了天津津塔上部结构施工过程中地基变形及差异沉降的定量解答,研究了施工模拟及预变形分析中地基变形对上部结构构件长度加工预调值及施工安装预调值的影响。分析结果表明,地基基础的均匀沉降不会影响上部结构构件加工预调值,不均匀沉降则有明显影响。同时给出了上部结构预变形分析中考虑地基基础沉降影响的建议实施方法。工程实践结果表明,本文提出的建议方法便于工程实施,具有良好的工程适用性。     

混凝土收缩徐变对天津津塔施工模拟及预变形的影响分析

徐变和收缩对于大体积、大跨度以及超高混凝土结构的应力和变形具有不可忽视的作用。对天津津塔项目进行了考虑混凝土收缩徐变的施工模拟分析,给出了混凝土收缩徐变因素对结构框架柱施工安装预调值及构件加工预调值的影响及其考虑方法。对于本项目而言,当考虑混凝土收缩徐变影响因素后,结构框架柱施工安装预调值及构件加工预调值统一按1.5倍"不考虑混凝土收缩徐变及不考虑地基沉降影响的预调值"采用。     

CCTV新台址主楼钢结构施工变形预调值计算的分阶段综合迭代法

CCTV新台址主楼两塔楼双向倾斜6°,顶部通过"L"形大悬臂相连,整体结构形成一个不规则的"空间门式"结构体系,具有"塔楼倾斜"、"空间连体"及"大悬臂"的构成特点。主楼钢结构安装采用无支撑胎架的施工方案,悬臂段合拢前两塔楼不断地向倾斜方向内侧独立变形,合拢后二者相互支撑,协调变形。施工过程中必须对两塔楼及大悬臂结构和构件的安装位形设置预调值,使其施工完成后的结构位形满足设计位形或目标位形的要求,否则成型位形将不满足设计及施工要求,甚至会导致大悬臂结构无法顺利安装。针对CCTV新台址主楼,提出一种精确计算其钢结构施工变形预调值的分析方法———分阶段综合迭代法。分析给出了结构在施工过程中的变形预调值,作为实际结构施工及安装的重要定位依据。     

腾讯(北京)总部大楼大悬挑钢结构施工全过程模拟与监测研究

通过ANSYS软件模拟分析施工全过程,得出钢结构安装预调值,制订可行的钢结构安装及卸载方案。使用智能测量机器人监测结构安装及卸载变形,同时采用光纤应变计监控安装及施工过程中应力变化,确保结构施工安全及变形可控。通过对施工过程中预调值的实施,以及结构卸载变形数据与应力监测数据的分析,发现预调值与结构荷载、支撑压缩变形有关。不同温度下,越靠近悬挑结构端部,结构变形受温度影响越明显。在结构卸载约5d内,结构内力重分布基本完成,结构趋于稳定。     

于家堡站房穹顶钢结构施工预调值分析

目前对复杂大跨空间结构的设计方法主要是传统的一次性加载法,且构件的加工尺寸一般也是按照设计尺寸,很少考虑施工过程对结构竣工状态的影响。为研究施工过程及不同施工方案对大跨度空间结构变形预调值的影响,对天津于家堡火车站站房穹顶钢结构进行了不考虑施工过程及考虑不同施工方案下结构成型阶段的变形预调值,对比研究了不同情况下的结果,得到了该结构在不同工况下变形预调值的规律。     

广州珠江新城西塔施工过程内外筒竖向变形差值研究

在广州珠江新城西塔施工过程模拟的基础上,对西塔施工过程中的结构变形状况进行综合分析.重点关注内外框筒的竖向变形、竖向变形差以及施工竖向变形预调值这3项内容.分析了内外筒的竖向变形以及竖向变形差随时间和空间的变化规律,并对施工竖向变形预调值随结构高度的变化作了总结,为工程施工预调值的设置提供了依据.     

深圳湾体育中心钢结构施工非线性时变有限元分析

对于复杂大跨度空间钢结构,施工过程对成型后的结构受力状态影响较大。通过对施工力学模拟中常用分析方法的研究,提出采用节点修正生死单元法作为施工力学分析方法,采用节点修正正装迭代法确定变形预调值,并将该方法通过算例进行验证,继而应用于深圳湾体育中心钢结构的施工力学模拟中,理论计算结果与实际监测结果吻合较好。研究表明:节点修正生死单元法和节点修正正装迭代法限制了"死"单元的过大"漂移",可以很好的控制安装位形,计算精度良好,算法稳定,是结构施工力学分析和变形预调值分析的有效方法,适用于类似复杂大跨度空间钢结构的施工力学模拟。     

贵阳国际会展中心大型不对称筒式悬挂建筑施工应力控制

贵阳国际会议展览中心C2 201大厦为悬挂式建筑,内部受力形式非常复杂.在工程中运用计算机仿真模拟分析技术对施工工序进行模拟,根据迭代理论设置钢结构施工变形预调值,调整施工过程中建筑体的位形,并通过千斤顶施加或卸载对建筑体的作用力调配建筑体的整体位形及内部应力,从而实现了安装过程中结构自由受力状态,并且确保了竣工时建筑体的几何形态、受力状态符合理论设计值.     

白浪河无轴式摩天轮钢结构施工过程模拟与监控

白浪河无轴式摩天轮采用创新的固定立体环状结构形式,其施工过程中风荷载和温度作用影响显著。为保障结构的施工安全和安装精度,采用非线性分步建模技术对结构施工全过程进行模拟分析;基于模拟结果确定了结构合拢温度和变形预调值,并对结构施工过程和加载过程关键杆件进行监测。结果表明:施工过程中温度作用所引起的结构应力可达60MPa,在分析时应考虑构件安装温度的影响;采用正装迭代法确定结构变形预调值可有效控制结构的最终位形,合理选择合拢温度可降低竣工后结构的应力水平,最大应力降幅达40MPa;施工过程和加载过程中结构关键杆件应力及位移均在可控范围之内,施工方案可行。研究成果可为类似结构施工提供技术支撑。     

索网玻璃幕墙结构变形预调分析及施工安装顺序比较

索网体系在大尺度玻璃幕墙中有广泛应用。在索网玻璃幕墙结构中,玻璃及其连接件的自重会使索网中各节点产生一定的变形,进而影响后续玻璃安装和整体结构受力。本文假设索网玻璃幕墙满足小挠度变形,计算出索网在节点荷载作用下的竖向位移,进而得到索网玻璃幕墙结构变形预调值的大小。在变形预调的基础上,通过比较分析不同的玻璃施工安装顺序优选施工安装方案,为实际工程施工提供参考。     

按地基允许变形确定既有建筑地基承载力的试验方法

通过持载的荷载试验确定既有建筑的地基承载力,地基允许变形是其控制标准.实际工程中通过荷载试验确定的地基承载力特征值所对应的沉降值与实际基础沉降值会因荷载板尺寸效应和空间效应出现差异.本文通过大比尺室内模型试验,结合实例分析荷载试验沉降值与实际基础沉降值之间的比例关系.在实际工程确定既有建筑地基承载力时,是在建筑物旁相同性质的土体上做持载7d的荷载试验,将持载7d的试验沉降值与实例计算的基础最终沉降值对比分析,结合既有建筑增层改造前对建筑物允许变形的鉴定评价以及规范规定的地基允许变形值,通过一定的比例关系将实际基础沉降允许值转换为试验沉降允许值,根据试验沉降允许值的范围,选择合适的允许变形指标确定既有建筑的地基承载力.     

大跨钢结构基于精确合龙的提升优化方法与分析

大跨度钢结构的分段提升施工需要通过合龙才能进行后续整体提升,确定合理的提升方法是确保精确合龙的前提。针对大跨钢结构分段累积提升施工技术,首先分析合龙施工过程结构的受力和变形特征并结合结构变形预调值,提出了基于变形预调值和精确合龙的大跨钢结构分段提升优化方法和相应的数值模拟方法;其次通过曲线梁的算例进行了基于变形预调值和精确合龙的分段提升优化方法的验证与分析;最后通过朝阳站大跨鱼腹式钢结构进行了工程应用分析。结果表明基于变形预调值和精确合龙的分段提升优化方法的合理性和准确性,可以用于类似结构的施工过程模拟与分析。     

四川省工商管理学院软弱地基的加固处理

1引言 地基土承受着上部建筑的全部荷重,地基土承载能力及其压缩性能,对建筑物的基础形式,上部结构以及造价有着直接的影响.上部建筑的荷载通过基础直接传递至地基土中,使地基土的原有应力状态发生改变,即地基土受力发生变形.为保证上部结构的安全,防止地基土变形对建筑物产生危害,这就必须研究荷载作用下地基土的变形和强度问题,以便使地基基础设计满足两个基本条件:(1)要求基础底面处的压力设计值小于地基土的承载能力设计值.保证地基土在防止整体破坏方面有足够的安全储备;(2)控制基础的沉降及不均匀沉降指标,使之小于规范的容许变形值,保证建筑物不因地基变形而损坏或者影响其正常使用.     

利用树根桩托换房屋基础

树根桩实际上是一种小直径群桩基础,利用它处理既有建筑物基础不均匀沉降问题时,具有重要的应用价值。通过在地基土中设置多根竖直或倾斜、平行或放射状等形式的小直径就地钻孔灌注桩并与原有基础相连,将部分荷载传递到深部土层,从而达到增加地基承载力、控制基础沉降的目的。树根桩因其直径小、往往布置较密形如网状“树根”而得名。树根桩施工简单灵活、占用场地小,施工机具轻便、振动小、易于操作;施工对原有基础损伤小,对地基土的扰动小,不会引起建筑物产生过大的附加沉降;设计时可根据实际情况灵活确定桩径、桩长、桩数和布置…     

刚性桩复合地基上钢储罐基础沉降分析

通过工程实例,对复合地基的静载试验数据、储罐充水恒压期的荷载一时间一沉降关系曲线的估算值及《桩基技术规范》（JGJ94—2008）给出的等效作用分层综合法计算出的地基最终沉降量与沉降观测结果作了分析比较;为刚性桩复合地基上储罐基础设计、施工提供借鉴。     

振动波型对X形桩桩–筏复合地基动力响应影响的模型试验研究

基于大比例模型试验系统,开展砂土地基中现浇X形桩桩–筏复合地基的模型试验研究;分析正弦波与"M"波荷载作用下X形桩桩–筏复合地基的累计沉降、动位移幅值、动刚度、振动速度等的变化规律,初步揭示X形桩桩–筏复合地基动力响应机理。试验结果表明,桩筏复合地基的沉降s与荷载循环次数N的关系曲线可近似用对数函数描述;动位移幅值和动刚度与荷载形式和振幅有关。振动速度随深度增加而逐渐衰减,碎石垫层在振动速度向地基土传播过程中起到了良好的减震作用。研究成果为X形桩–筏复合地基的应用提供了参考依据。     

确定斜拉屋盖结构拉索预应力的逐步去约束法

斜拉钢结构是典型的刚柔组合结构,其找形分析是一个"由形找力"的过程,即依据结构设计或施工确立的几何位形,确定拉索的预应力值,使结构在预应力和恒荷载作用下,能够达到结构设计要求的几何位形。针对斜拉结构的组成与受力特点,提出了确定拉索预应力值的逐步去约束迭代法:按照设计要求的结构成型态,将整体结构按照一定顺序分为若干个基本单元,通过给结构控制点施加约束并有规律地逐步释放约束,依次确定结构中拉索中的预应力值。论文通过一个简单的平面模型介绍了逐步去约束法的基本原理与实施步骤,最后结合一实际工程计算确定了其拉索的预应力值及拉索的下料长度。