超高层建筑伸臂桁架连接时序优化模拟分析

• 作者: 武军
• 来源期刊: 钢结构
• 关键词: 超高层结构 伸臂桁架 数值模拟 连接时序
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 施工技术|Construction Technology
• 页码范围: 46-52
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13206/j.gjgS21062901

摘要

超高层结构是目前大型复杂结构发展的热点方向,其结构体系很多采用外钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系,并设有伸臂桁架加强层.由于钢结构外框筒和混凝土核心筒的材料不同,在施工期间的竖向变形也不同,过早连接伸臂桁架会给桁架自身带来较大的初始变形和初始内力,而过晚连接又可能导致结构刚度不完整,引起极端荷载条件下的结构安全问题.以银川绿地中心南塔中的33～34层桁架及51～52层桁架为研究对象,采用ANSYS软件进行数值模拟,对比了5种工况不同连接时间对伸臂桁架结构内力、变形的影响,通过数值模拟结果得到最不利杆件在5种工况下的轴力、应力、变形曲线.根据分析结果可知:连接时间越晚,桁架构件轴力、桁架应力以及桁架变形均越小.根据伸臂桁架的轴力曲线可以得到:5种工况中,1～3号杆件的最大轴力分别为340,1830,870 kN,而工况4时最大轴力分别为90,400,120 kN,分别减小了73.5％、78.1％和86.2％.根据伸臂桁架的变形曲线可以得到:5种工况中,1～3号杆件的最大变形为9.73,9.82,9.98 mm,而工况4时最大变形分别为3.26,3.43,3.27 mm,分别减小了66.4％、65.0％和67.2％.银川绿地中心双子塔南塔在施工时,考虑结构收缩徐变时期较长,内外筒长期没有伸臂桁架的连接就难以形成更大的抗侧刚度,同时综合考虑工期及抵抗灾害荷载的能力,选取桁架响应相对较小的工况4,即在外框筒封顶施工段完成后进行了伸臂桁架的连接.在上下两层伸臂桁架连接合龙期间,根据前期部署的现场伸臂桁架施工监测系统数据分析显示,伸臂桁架的应变变化与数值模拟结果吻合较好,验证了所提出的连接时序优化算法的可靠性.