【摘要】做动力弹塑性阐发前，必需要做施工全过程摹拟，带着如许一个比较合适实际的重力荷载的工况和状况，进进弹塑性阐发。重力荷载下持久变形和持久变形的节制，超长布局的温度缩短效应阐发与节制。

    1 中钢国际广场
    中钢国际广场将近40万平米，主楼84层，358米，首要特点是鄙人部1/2高度以下采取六边形编制的窗洞构成外网筒布局，建筑师不承诺里面再加柱子，针对六边形外网筒布局我们做了一些工作，下面我把布局构成的环境跟大年夜家说一下。
    我们有内筒，底下的厚度是1.15米，到了上面变成500，此刻做室第，只要有楼梯、有电梯都是混凝土墙往封，可是超高层这么往封是不合理的，因为自重就很大年夜了，所以我们把墙相对的集中、对称，同时受力、延性、承载力等方面城市有所改良。 内筒的构成跟国贸三期一样，采取内层钢板，但内层钢板在设计上已有预留在钢板两翼的混凝土连接的预留孔，预留孔里要放机关、穿芯钢筋，同时钢板上要安插栓钉，栓钉遵循钢板剪力墙的主应力，在主应力标的目标多配，应力小的部位少配。 全部布局的构成，上部是矩形钢管的菱形网格，中部是一个过渡，下部是六边形，上部菱形是酒店，每个房间的窗户正好在中间，窗户上没有构件，下部是六边形网格。
    楼面环梁有两种类型，主如果按照建筑的需要，类型1要往里退，玻璃窗才能装。我们在六边形网筒上做了两件工作，第一件工作是角部斜柱，正六边形应当都是120度，这里把它放大年夜到130多度，它跟直线的夹角改成18度，可以节流钢材，改良受力，这些都颠末具体论证。第二件事是把非楼面横梁做了刚度的优化，国外没有已建工程，但有这方面的方案，六边形是六条边相等的，我们做的是不等的，这里包含两个不等，一是夹角到角部扶正，二是在六边形横梁上刚度恰当弱化，六边形横梁相当于剪力墙的连梁，主如果传递程度力，不传递竖向力，是以给它适本地弱化，有益于进步整体布局的延性，同时不改变布局的受力机能。 钢梁是表里筒铰接，外筒和内筒承担的程度力和重力根基上五五开，钢梁铰接，楼板经由过程栓钉连接，这是模态计较的成果，周期大年夜概是5.9秒，我们算下来过了6秒，在天津地区位移限制就有一点坚苦，凌晨魏总讲到位移和周期的关系，是有必然关系的，我们做了其他的工程，也是寄望这个标题问题。 这是首要振型，可以看到布局的改变很是好，因为外筒的刚度大年夜。
     我想讲一下在中钢这个项目中，我们感觉比较首要，并且手艺结果、经济结果比较好的立异点，对如许一个六边形的网筒，大年夜家都知道，在程度荷载倾覆弯矩的感化下，首要的倾覆弯矩产生的轴力都要跑到角部，是以角部的斜面刚度截面承载力要比中部增大年夜，在这类环境下，因为六边形横梁的跨度很是小，大年夜概是2米多。六边形布局一个根基点就是必需钢布局，就像早上讲的水立方，在如许的布局上也必需刚接，不刚接，这个布局下沉变形很是大年夜，竖向刚度很弱。一刚接，带来的标题问题就是重力荷载的传力不直接，就是因为六边形角部斜柱的截面刚度大年夜于中部，使得中部的重力荷载往角部转移，当我们把角部斜柱的截面加大年夜，转移的就更多，这就是死轮回，很难进行设计。在这类环境下我们就想到了一个办法，可否采纳施工办法，把50%以上的布局自重产生的应力不让它转移，来改良六边形网筒布局关头部位构件的承载机能，因为它这部门受的力小了，应力降落了，就为这部门斜柱抵当中震、大年夜震、风荷载时承受倾覆弯矩留了余地。
    我们采纳两条办法：第一条办法是跟角部斜柱相连的最后一道楼面程度梁，我们把它两端后接，堵截重力荷载传递到角部区的路子；第二条办法是因为上部假定不消办法，上部交叉网筒，因为一部门截面大年夜于另外一部门，刚度也是一大年夜一小，力仍是要角部转移，我们在过渡区顶部的8根柱子采取后接，把交叉网筒上部40层的重力荷载变到中部往，这两条施工办法有点近似伸臂覆杆后桩办法一样。
对应这个施工办法，我们必需要进行很是慎重的计较阐发，第一个阐发就是阐发它的变形，第二个阐发是施工办法对应的施工阶段的布局不变性和承载力。我们阐发它的变形，可以看到跟着下面往上走，竖向位移在增大年夜，最大年夜可达6公分摆布，因为你堵截了，角部斜柱受的力很小，中部就要往下沉，我们指的位移差是指角部斜柱和中部斜柱后装两点之间的位移差。按照这个位移差，按照它的竖向位移和程度位移，我们要设计特别的连接节点，这个钢梁我们是堵截，所谓堵截其实不是施工阶段不装，仍是装的，只是我们留出间隙螺栓和间隙，经由过程间隙螺栓和间隙适应变形，然后比及主体布局封顶再进行连接。
    这是我们进行的变形阐发今后的节点的变形阐发，算出间隙螺栓的孔的直径，算出连接板和钢梁之间的间隙，包管变形可以相融。此中大年夜家可以看到，我们不是把钢板直接跟柱子接，而是在施工时伸出一个悬臂端，我们称之为“零应力段”，因为一个布局已生成了，在主布局上动会影响布局的安然，同时也会造成布局的内伤，我们都是采取“零应力段”，大年夜家将来在做工程时这一点要出格把稳，我们做大年夜跨度布局，后做的东西必需要有“零应力段”来做后接办法。
    主体布局完了今后，这个处所采纳贴板连接构成，来承受后期的荷载。
    因为中部的斜柱要有下沉，比及施工完了今后，楼面就不服了，这是影响利用的，是以我们就提出了进一步的节制手艺，即中部布局在施工时给它一个预留高度和中部斜柱的预留构件长度，在施工图时就把这个说清晰，比及今后上部布局上往，标高预留后，正好两端平了，不然中间就塌下往了6公分，这边角部斜柱不下往，楼板是不好接的。
    如许做完今后，全部布局就知足了利用要求，同时我们连络楼面的后浇带，在断的后接的钢梁两边设了楼板的后浇带，让它变形相融，所以整体布局的变形与相融包含了楼板的相融、构件的相融。
    第二个施工办法是把上部开掉掉队装，后装这部门的变形差别首要来自于下部，包含刚才算的上部的荷载，两点之间有竖向位移差，按照竖向位移差，按照转角变形的影响，我们进行拼接段的缝的设计和今后再连接的办法，这个处所拿掉落的斜柱其实不是施工的时辰没有，施工照样装上了。
    看一看采纳办法今后杆件的应力对比，不采纳办法和采纳办法，重力荷载项、角部倾柱的轴力自重，产生的轴力弯矩可以有40%摆布的降落，这个40%摆布的降落是指布局自重之下的，正因为它的降落，从而为布局的抗震、抗风供给了可能，为布局的良性设计供给可能。角手降落了，中部会有所增加，增加了好不好呢？好，布局受力加倍平均。
    施工阶段的不变，遵循如许的施工过程，我们做了全过程布局的不变性阐发和承载力验算，同时我们考虑了10年一遇的风荷载，来进行施工阶段布局的验算，我讲这些东西的含义不克不及都交给施工单位，施工单位一个模型算完了，死轮回，弄不定，交给施工单位是不合弊端的。
    2 重力荷载下持久变形阐发节制
    以安然国际金融中间为例，安然国际金融中间的高度调剂了，他们想做中国第一高楼，刚才我鄙人面听他们讲的时辰没吱声，此刻塔楼的屋面高度是597米，天津117大年夜厦是596米，但业主有如许的要求，塔端高度调到660米，本来是648米。 主体布局的系统根基上是杂交的布局系统，矩形框架加斜撑、核心筒、伸臂，带状桁架九道+带状桁架之间的斜撑，这是矩形框架的根基构成。
    第二个构成是斜撑在施工阶段要释放，不然斜撑就会接收比较多的重力，因为这个点和这个点竖向在重力荷载下有变形的差别，当然一部门出力会从柱子走，但也有一部门出力会走到斜撑里，我们希看斜撑的工作状况是重力下应力为零，程度递增，风底下受力，就像连梁一样，如许的布局是比较合理的，传力也比较清晰，布局是往好的标的目标走的。 伸臂一共做了四道，等会儿我要讲到持久变形对伸臂的内力是有影响的，因为持久变形的成长，核心筒和矩柱的出力是在产生改变的，设计时要考虑到安然度。
    这是核心筒内部的安插，和中钢一样。这是核心筒和周边布局的关系，粉红色的是比较新的，也是KPF建筑师提出的，做了一个空间的V形撑，来解决角部重力的局部转移，同时实现必然的解决程度荷载下从覆板往地缘转移的过渡工作，它起到两个感化。下面讲一下竖向变形持久阐发：施工摹拟还有首要的两点，我把它简称逐层找安然安静逐层找正，没有逐层找平、找正，谈不上后面的标高预留和构件长度预留。找安然安静找恰是任何施工单位都必需做的，在施工过程中，布局在紧缩，必需要找安然安静找正。
    同时考虑混凝土的缩短徐变，从刚开端施工开端，一个一个时候节点往下走，算到50年。这50年是如许的，施工进度是6天一层，即6天一个时候节点，设备及出亡层是10天一层，即10天一个时候节点，然后还要考虑到巨柱滞后、楼板同步与滞后、布局安装，这张表就是我们计较全部布局持久变形的时候节点图。
    混凝土缩短徐变，我们用欧洲规范，中国规范今朝在这方面不是很成熟，我们查了桥梁，它们计较也是用欧洲规范。同时考虑含钢率，含钢率在里面大年夜概有20%~30%摆布的影响。 因为布局根基对称，重力荷载下对称性还可以，我们就考查核心筒的角点和矩柱，竖向积累变形50年今后最大年夜的变形大年夜概是20公分，此中各个楼层的竖向变形是不合的，底部楼层便是零，顶部因为我们逐层找平、逐层找正，施工阶段变形很小。中部很大年夜，可是跟着时候的推移，混凝土的徐变和缩短不竭地进展，后期上部的变形会下来。这是我们截出来的首要变形图，从该图可以看到几条：1、利用1年根基上和利用20年、30年不同很小，根基上是80%以上，是以我们后面提到的层高预留和构件长度预留都是以一年为准，我们反算过这个别例，一年今后就是达到原设计标高。
    可以看到在前期、后期，徐变缩短和弹性变形所占的比例，核心筒的徐变缩短所占的比例会大年夜，因为矩柱的含钢率是从6开端，到4，核心筒的含钢率大年夜概是在2摆布。它们的应力程度，我们节制根基是接近的，但因为含钢率的不合带来不合。正因为如许，矩柱的核心筒竖向是有变形差的，这个变形差各层、各年都不一样，部位也不一样，我们捕获了最大年夜的变形，发现对伸臂布局产生的附加应力最大年夜可达14%。 与此同时，底部矩柱的出力，因为它的含钢率高，会跟着时候的推移有所增加，核心筒会有所减小，所以矩柱的设计要留有余地。在矩柱里面的型钢和混凝土，考虑了徐变缩短今后，型钢应力要增加，混凝土应力会退化，这些都需要复核。 楼层标高施工预调：我们已让施工逐层按设计标高走，可是全部布局在继续下沉，出格是在后期徐变缩短下，布局要继续下伸变形，我们按照刚才前面阐发的内容，提出了“层高施工预调”的理念，此刻图纸就遵循这个出，每层给出一个层高预调量，同时伴跟着层高预调，构件的长度要预留，不然层高预调调不出来，按照前面计较的成果，构件长度预留有一系列编制，层高不是平均的，层高高的处所是6毫米，层高在4.5米摆布的，大年夜概是2~3毫米。
    提出这些的东西调剂我们感觉是首要的，它是一种成长的趋势、变形的趋势，假定不管，因为有施工误差，它可以有正误差，也能够有负误差，如许我们便可以节制它的正误差，减小负误差。

注：本文来改过浪Seuboy的博客