广州珠江城超高层大厦施工过程力学分析

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1、第11卷第2期广州大学学报(自然科学版)V01．1lNo．22012年4月JournalofGuangzhouUniversity(NaturalScienceEdition)Apr．2012文章编号：1671—4229(2012)02-0036-07广州珠江城超高层大厦施工过程力学分析吴本刚，吴玖荣，傅继阳，赵松林2，叶茂，郑庆星(1．广州大学一淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心，广东广州510006；2．广州市设计院，广东广州510000)摘要：以广州珠江城超高层大厦为例，结合施工过程定期对该楼23～27层外仲及带状钢结构桁架进行现场应力应变监测．同

2、时，采用有限元软件ETABS中的J顷序施工模块功能，对该楼模型进行施3-过程数值模拟分析．监测结果表明：钢结构是安全的；模拟分析理论值与实测数据吻合较好，表明有限元模拟分析计算模型和方法的正确性．研究成果可作为广州珠江城大厦安全施工控制方面的一项重要评估指标，同时对同类工程具有参考价值．关键词：超高层结构；施工监控；施工模拟；时变结构分析中图分类号：TU393．2文献标志码：A现有的许多结构分析系统对超高层建筑进行现有了可能和必要．超高层结构更需考虑施工过结构分析时存在如下假定：结构在无任何应力状程对结构构件受力的影响，本文基于对广州珠江态整体建成后，才一次

3、性加入所需要的全部荷载，城超高层结构施工期间对关键受力构件进行施工即一次性加载模式．然而从施工力学角度上看这过程的应力应变监测，以求对结构进行损伤识别种假定是不真实的J，因为每一层的施工自重和状态评估，并验证理论模型正确性与否．荷载都使结构先施工的部分相对于后施工部分产生一定的初变形和初应力，这种初始条件的不同1工程概况导致结构内力分析如考虑施工过程的话具有更多的复杂性．广州珠江城大厦项目地下5层，地上71层，施工中的结构具有时变性J，这种特性主±0．000以上总高度309．6m．外围由周边钢柱和钢梁组成，内部为钢筋混凝土核心筒，效果图如图要体现在4个方面：

4、①几何模型时变性，即下部结1(a)所示．构向上部结构施工延伸，伴随刚度矩阵、边界约束从效果图中可以看出，在第23～27层和第49～条件等也在不断变化；②材料性质时变性，即现浇53层结构平面具有内凹区域，建筑设计在该区域混凝土材料硬化过程的刚度以及混凝土收缩、徐核心筒东西两侧安装风力发电机，既环保又美观．变等的变化；③荷载状态时变性，即随施工过程向由于这个独特的设计，整个结构的传力方式在这上延伸添加构件自重加载、施工活荷载以及材料两个部位有较大的变化，其平面布置如图1(b)所堆载；④临时支撑体系．以上4点变化的存在增加示，位于该凹进区域的突变结构在T2一T8轴

5、设置了结构分析的复杂性，每一个施工步都使得结构了外伸桁架，在TB、TD轴设置了带状桁架，把外内力不断进行重分布．把握结构各构件在整个施围周边4根大角柱与内部钢筋混凝土核心筒剪力工过程中的应力变化规律以及最大值问题，已经墙系统，以及由端部斜支撑连接起来的组合钢柱，成为施工控制的先决条件．共同组成了整体结构的主要竖向承载力和侧向抵随着工业化进程的不断加快，生产力的迅速抗力系统．发展以及城市化水平的提高，让超高层建筑的出收稿日期：2011—11—06基金项目：国家自然科学基金项目(50778082，51078096)，广东省国际科技合作项目(2009B050200

6、015)资助作者简介：吴本刚(1984一)，男，硕士研究生．E-mail：bengang'wu@163，COIn通讯作者．E．mail：jrwHce@gzhu．edu．cn38广州大学学报(自然科学版)第11卷以便模拟施工步内力差值的选取，才能更好地与实2．3监测结果分析测值进行比对．现场安装监测记录隋况见表1根据各次所采集得到的频率，当考虑构件处表1现场监测记录情况于线弹性变形时，运用下面公式的计算转化为应TablelOn—sitemonitoringrecordscase变和应力增量：现场测次测量日期施工位置安装测点编号Ae=(-A)×k1×k2，Ao-

7、=△×EAe为测点第几次测量相对于初始安装时的应变增量为第／2次的测量频率；为初始安装频率；l，k2为修正系数，k1：0．00095106，k2=0．9397；Ao"为测点第rt次测量相对于初始安装时的应力增量；E为钢材弹性模量，取2．06×10N．m～．通过计算并将各测点应力增量变化按时间曲线表示出来，由于超高层在施工期问主要承受竖向自重荷载而横向钢梁和斜撑主要起到传力作用，实测数据表明横向钢梁应力增量绝对值小于5MPa，此部分不是施工过程监测所主要关注的．基于篇幅限制，图4仅列出了4对斜撑8个测点应力增量变化曲线，每对测点分别位于TB与TD带状桁架中．图

8、3TB、TD轴带状桁架测点位置及编号Fig．3The