论文部分内容阅读
根据中国《民用建筑设计通则》GB50352—2005规定:建筑高度超过100m时,不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。近年来,随着建筑高度和结构性能要求的提高,配合混凝土核心筒的超高层钢结构建筑数量也逐渐增多,采用超高层钢结构的结构形式能够有效降低结构自重,在保证承受轴向荷载能力的同时能够抵抗水平荷载,且外形丰富多变,施工速度快,具有良好的应用前景。目前,超高层钢结构施工技术粗放,缺乏严谨而系统的全过程控制;施工单位在施工过程中,仅按照设计图纸进行钢结构安装,并没有充分考虑施工过程中钢结构位移和内力的变化,安装过程会使钢结构构件产生额外的应力以及变形,从而导致质量问题甚至产生重大安全隐患。本文结合镇江苏宁广场东塔楼工程实例,对超高层钢结构施工技术和基于施工过程模拟的方案优化进行研究,规范施工技术控制,加强施工过程中钢结构安装的内力和位移控制并优化施工方案,提高超高层钢结构的施工质量。本文完成的主要研究工作如下:1、在实地调查研究和广泛查阅相关文献的基础上,介绍了超高层钢结构组成和功能,结合施工条件分析目前存在的问题,分析了超高层钢结构施工关键技术,包括前期的深化设计、工厂化构件制作,现场巨型构件吊装、施工安全操作平台和构件连接技术,全面控制施工质量和安全,为今后的工程提供了经验和参考。2、通过对比设计阶段和施工过程模拟计算方法,结合简化算例验证了模拟方法的合理性,初步得出施工阶段超高层钢结构整体位移特征;基于施工过程模拟分析,首先,结合混凝土的时变性,分析对核心筒领先钢结构外框的层数优化方法;然后,针对钢结构水平加强层的结构功能和变形差引起的附加应力,分析伸臂桁架延迟连接优化方法;最后,分析超高倾斜结构预调原理,选择正装迭代法对倾斜结构进行预调计算,并详细阐述了其预调计算思路。3、以镇江苏宁广场东塔楼工程为背景,对基于施工过程模拟的方案优化应用进行实例分析。在Midas/Gen平台建立东塔楼有限元模型,并进行施工过程模拟,得出超高层钢结构在整个施工过程中的受力和位移情况,为方案优化打下基础。然后,分别对核心筒领先钢结构外框层数、加强层伸臂桁架延迟连接时间和超高斜柱预调进行优化,并分别进行现场实地监测,与模拟数据对比验证了模拟分析优化的效果,证明了优化方法的合理性。