• 试论高层框-筒混合结构施工期间竖向变形控制措 不要轻易放弃。学习成长的路上,我们长路漫漫,只因学无止境。


    钢框架一钢筋混凝土中心筒布局体系的竖向变形差距的发生是必定的。本文详细论述了该布局体系竖向变形差的影响要素,并从四个方面提出了减小竖向变形差的工程对策,对高层框-筒混合布局变形把持存在一定参考意思。

    关键词钢框架一钢筋混凝土中心筒布局;竖向变形差;工程对策

    钢框架一钢筋混凝土中心筒布局是指由外钢框架与混凝土中心筒体所组成的配合蒙受竖向和程度作用的高层建造布局。它将钢框架轻质高强、施工速率快的特性和钢筋混凝土中心筒抗压强度高、防火机能好、抗侧刚度大的优点有机地结合起来,是比来十多年来迅速生长的一种布局体系,目前已建成的超高层建造中约有80%的建造采纳了该布局体系。但跟着建造高度的不竭增高,施工时期该布局体系的变形问题也逐渐凸显。因而,跟着高层混合布局体系的蓬勃生长,怎样意识布局体系在各类时变要素影响下的变形纪律,不只对施工布局与施工品质影响巨大,且对施工保险和布局体系的保险也意思严重。

    1竖向变形概述

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    施工时期混合布局体系的变形问题,次要有竖向变形问题及程度变形问题。相对竖向变形问题,程度变形问题不是那末突出。因而,基于篇幅所限,本文次要讨论竖向变形问题。

    超高层建造尤为是存在钢框架一混凝土中心筒布局体系的竖向变形差距是必定要发生的。缘由以下与外钢框架柱相比拟,混凝土中心筒程度截面面积要大得良多,然面,就重力荷载面言,中心筒所承当的是各层楼面的内圈荷载,而外钢框架柱所承当的是较大范围的外层楼面荷载,以及维护墙的自重。只管钢材的弹性模量大抵是混凝土的10倍,但所承当的竖向荷载要比中心筒大,其事情应力与弹性模量的比值要比混凝土大。因而,外钢框架柱的弹性缩短将大于中心筒的弹性缩短。跟着布局层数的增加,自重惹起的累积竖向变形差距将愈来愈大。别的,外钢框架中柱与边柱因为承当荷载的差别,也会发生累积变形差距。更重要的是,整个施工时期中心筒的混凝土徐变、膨胀在不竭生长。徐变、膨胀遭到施工速率、混凝土资料早期强度及弹性模量,以及环境气象前提等诸多要素的影响。并且因为施工方法的缘由,中心筒后行施工,竖向变形将先于外钢框架,这都使得变形差距问题变得更为庞杂。竖向变形差距的存在,不只影响到施工品质,从设计的角度上看,竖向变形差距还会在程度构件种发生附加内力,影响布局保险。对50以上的高层布局,尤为应该斟酌竖向变形的影响。相邻竖向构件的变形差,就是施加于构件之间梁或板的强制支座位移,使梁或板发生附加弯矩和剪力。若不采纳适当办法,附加应力也许到达较大数值,以至导致构件开裂。同时,还会形成楼板的变形,影响正常运用。而且,由重力荷载和混凝土膨胀、徐变惹起的柱的缩短,所形成楼板的歪斜,将是永久性的。

    2竖向变形的影响要素剖析

    2.1徐变变形

    徐变是指混凝土在应力持续作用下,应变随光阴不竭增长的征象。普通混凝土的徐变在前3~6个月生长最快,大局部在前1~2年内完成,但持续增长光阴可达数十年。徐变能使混凝土的历久抗压万博体育网页版,万博娱乐平台登录,万博风暴电子强度降低20摆布;惹起构件的截面应力和内力重散布,使混凝土应力减小,钢筋应力增大。在混凝土布局总变形中徐变变形可到达弹性变形的2~4倍,徐变变形占总变形的比例可达20~60摆布,因而在高层竖向变形的盘算中不成疏忽徐变变形的影响。

    在应力用下至龄期时的混凝土构件的徐变应变成

    =()(1)

    ()==(10-140)×10-6(/2)-1(2)

    ()=()=()1--()(3)

    式中为施加应力时的混凝土龄期;为盘算所需应变的龄期;()为龄期时的混凝土弹性模量值;为时辰混凝土构件的徐变;()为单元应力作用下的徐变度;()为极限徐变度,普通情形下取均值70×10-6(/2)-1;为参数1。

    2.2膨胀变形

    混凝土膨胀是指因化学反应、温度转变、水份蒸发等惹起的混凝土体积缩小。膨胀变形是一个历久的历程,干燥初期生长较快,之后慢慢减慢,大局部膨胀在前3个月龄期内涌现,但生长历程可长达20年。在高层建造施工历程中,需对混凝土膨胀变形值举行定量的剖析盘算,若前提答应,应举行混凝土试件的膨胀实验,以测定其膨胀变形值。混凝土的膨胀盘算公式较多,如209模子、-模子及日本土木学会方法等,本文次要先容我国《混凝土膨胀与徐变的实验研究》专题互助组的推荐公式

    (4)(4)

    (5)

    式中为欲求膨胀值的龄期,龄期时的膨胀值.为龄期时的初始膨胀值;为斟酌膨胀各影响要素的膨胀系数。

    2.3温度变形

    当前,建造中空调设备的运用加大了室表里温差效应,且因为柱、中心筒和墙等竖向构件的资料差别从而在各构件中惹起了差别的伸缩量,形成竖向构件之间的竖向变形差,同时,日照温差及季节温差也能惹起布局构件的竖向变形。由室表里温差惹起的竖向构件的恣意截面的竖向变形量可按下式盘算

    (6)

    式中为线膨胀系数,可取10-5/℃;为恣意截面的盘算高度;、为室、表里温度。

    2.4弹性紧缩

    高层框-筒布局建造,竖向构件外侧钢框架柱和外部

    暮气中心筒的资料、布局及截面尺寸均差别,在荷载作用下二者的竖向变形差别,于是在二者之间发生了竖向变形差。按照资料力学的公式

    (7)

    式中为轴力;为构件的原长;为弹性模量;为构件的横截面积。

    可推出任一楼层钢框架柱的轴向紧缩为

    (8)

    式中为第层处柱的轴向缩短;为每一楼层的荷载增量,假设为常数;为楼层高度;为同一楼层柱截面面积,假设为常数;为所盘算楼层以上的楼层数。

    由(2)式求出各楼层的轴向缩短值之后,再求各楼层的柱长校对值

    =(9)

    式中为第楼层的柱长校对值;为第层处柱的轴向缩短;△为第层处柱的轴向缩短。

    现实中,若对每一个楼层的柱长均举行校对,盘算历程较庞杂,且不利于现实施工驾御,现实盘算时常采纳楼层组优化处置。即,每隔一个楼层段(如每隔3~5层)举行一次柱长校对值盘算,再在施工历程中以楼层段举行调解处置。

    3竖向变形差距的施工把持战略

    3.1布局资料选用

    因为纯钢柱的轴向抗压刚度较弱,钢框架与混凝土芯筒(剪力墙)的竖向变形差会增大。采纳钢管混凝土柱庖代纯钢柱,可增大框架柱的轴向抗压刚度,减小框架的弹性紧缩量,且能有效地进步柱的延性和抗火机能,可失掉较好的经济性。

    3.2平正支配施工进度

    平正地支配竖向布局构件的施工挨次和施工进度,对把持布局的竖向变形差距比拟有效。为更好地把持布局的竖向变形,应在平正设计与采纳有效施工办法的情形下,平正支配施工进度。对高层钢框架一混凝土中心筒布局,在施工时,中心筒抢先施工可以

    呐喊提前生长混凝土的徐变与膨胀,从而减小柱、筒间的全体竖向变形差距。但因为混凝土的徐变、膨胀会惹起连接柱、筒的钢框架梁发生很大的附加弯矩和剪力,给构件带来强度破坏的危险。傍边心筒抢先施工的层数过大时,还会发生反向差距(中心筒的竖向变形大干钢框架柱)。因而,在支配施工进度时,必需把持中心筒的抢先施工层数。在施工理论中,当布局的体型比拟划定规矩、简略,与本地已建工程在布局方式、高度上有较强的可比性时,施工单元可以

    呐喊按照以往教训和以类似工程的做法作为参考,来确定中心筒的抢先施工层数。

    3.3竖向承重构件弥补施工

    高层建造布局在施工时期所发生累积竖向变形在光阴序列上分成两局部,此中第一局部是施工第层前“已发生值”,即在施工第层之前下部层已发生的累积变形1,此局部在施工中被找平弥补掉,在举行布局体系竖向变形盘算中,要斟酌这一要素对累积变形的影响。在高层建造竖向变形盘算傍边,斟酌施工中的随层找平弥补,即针对每一层的剪力墙、柱所发生的1举行准确弥补。目下,第层的弥补值,是本层的累积变形已发生值,减去下一层已被弥补掉的累积已发生值,即

    =1一(-1)1(10)

    式中,为第层剪力墙或柱的找平弥补值;1与(-1)1分别为本层与下一层的累积变形“已发生值”。在现实施工中,可经由历程调解每层模板的高度和混凝土的浇筑高度来完成随层找平弥补。

    3.4做好施工时期的变形监测

    高层建造布局的变形监测,为布局施工时期的变形形态供应了及时数据。经由历程对变形数据的剖析和与现实盘算的对照,可晓得布局体系在当前施工历程下的变形形态,并为确定下一个施工阶段的变形把持办法供应了决议依据。经由历程“监测一施工调解一监测一再调解”的把持轮回,能使整个施工阶段高层建造布局的变形处于可控形态。变形的监测光阴,该当在建造布局在施工时期其几多形状发生转变,以及施工环境发生较大转变时予以举行1)竖向变形监测的实施,在每层中心筒与楼板施工前、后应举行;在楼板跟进施工之前,钢框架柱在首层柱装置完毕后举行初次观测,当前在每一个弥补段段施工完毕后施测一次。2)首段中心筒后行施工,且在钢框架尚未跟进施工时,处于齐全悬臂形态的中心筒因为没有钢框架的侧向支承,且目下混凝土弹性模量较低,布局侧移刚度小。因而在浇筑每层混凝土前应举行程度变形监测。3)当气温转变猛烈时,应斟酌温度对竖向变形的影响,应举行竖向变形监测;当施工遇微风天色,应举行程度变形监测。

    参考文献

    1惠荣炎,黄国兴,易冰岩.混凝土徐变.北京中国铁道出版社,199842—44.

    2沈蒲生,孟焕陵.混合布局变形曲线及能源特性研究.重庆建造大学学报,2006(6)47-50.

    3宋康.钢构混凝土筒体超高层建造竖向变形的施工盘算与把持战略.建造施工,2005(8)21-24.

    竖向变形的施工盘算与把持战略【J】.建造施工,2005(8)21-24.




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