竖向变形国际金融论文

2022-05-01

今天小编为大家推荐《竖向变形国际金融论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。摘要:本文以中山国际金融中心型钢混凝土结构高大模板施工为工程背景,对模板支撑体系进行了实际测量,探索了施工阶段现浇混凝土结构与模板支撑共同作用时的作用机理,并结合现场试验结果进行了分析,提出了一些控制施工期模板支撑体系的安全,优化施工方案的建议和措施。

竖向变形国际金融论文 篇1:

迪拜塔的结构设计和施工

摘要:迪拜塔(哈利法塔)高度达828m,是目前世界最高的建筑。这个高度已超越了纯钢结构高层建筑的使用范围,但又不同于内部混凝土外围钢结构的传统模式,在体系上有所突破。由于超高,设计上着重解决抗风设计和竖向压缩、徐变收缩等竖向变形问题。施工上将C80混凝土一次泵送到60lm的高度,创造了一个新的奇迹。迪拜塔基座造型为伊斯兰教建筑风格,采用了六瓣的沙漠之花,整个大楼外形呈“Y”形,由三个建筑主体逐渐连贯成为一个核心体,并螺旋上升,至顶部转换为尖塔。

关键词:超高层建筑;混合结构体系;风洞试验;时间过程分析;超高强度混凝土; 伊斯兰教建筑风格

1、建筑设计

1.1 造型

哈利法塔的建筑理念是“沙漠之花…Desert Flower”,平面是三瓣对称盛开的花朵(如图);立面通过21个逐渐升高的退台形成螺旋线,整个建筑物像含苞待放的鲜花。这朵鲜花在沙漠耀眼的阳光下,幕墙与蓝天一色,发出熠熠光辉。哈利法塔的建筑幕墙总面积为13.5万平方米,其中塔楼部分为12万平方米。幕墙总造价约为人民币8亿元,约为每平方米6000元。

事实上,周边的建筑环境以及迪拜的气候对迪拜塔都有很深的影响。迪拜塔的轮廓包含着中东建筑的标志性元素:包括洋葱头、尖顶拱门和当地的花卉。假如说迪拜塔和当地其他建筑有什么不一样的地方,那就是在迪拜,玻璃确实不是一种常用的建材。但迪拜塔双层玻璃能营造出很好的外观效果,而且它还能与楼内独创的冷凝收集系统相互作用,每年产生1500 万加仑的水用于浇灌,相当于20 个奥运会游泳池的容量。

2、结构体系和结构布置

2.1、结构体系

“全钢结构优于混凝土结构,适合于超商层建筑”,这是上一个世纪六七十年代的普遍共识。这个时期大量建造了300m以上的钢结构高层建筑,如1971年建成的纽约世界贸易中心双塔(412m)、1974年建成的芝加哥西尔斯大厦(442m)。到了八九十年代,人们发现纯钢结构己经不能满足建筑高度进一步升高的要求,其原因在于钢结构的侧向刚度提高难以跟上高度的迅速增长。从此以后,钢筋混凝土核心筒加外围钢结构就成为超高层建筑的基本形式。我国如上海金茂大厦(1997,420m)、台北101 (1999,448m)、香港国际金融(2010,420m)、广州西塔(2010,460m)、广州电视塔(2009, 460m)、上海环球金融(2009、492m)、上海中心(2014、632m),深圳平安保险(在建,680m)等,均无一例外。

迪拜塔做了前所未有的重大突破,采用了下部混凝土结构、上部钢结构的全新结构体系。30m~601m为钢筋混凝土剪力墙体系;601m~828m为钢结构,其中601m~760m采用斜撑的钢框架。

我们可以比较一下:纽约世贸中心纯钢结构,412m处的最大侧移1000mm;而迪拜塔混凝土结构601m处的最大侧移450mm。

即使从迪拜塔本身来看.到混凝土结构的顶点601m处,最大位移仅450mm;到了钢框架顶点760m处,位移就迅速增大至1250mm;到钢桅杆项点828m处,位移就达到1450mm了。所以迪拜塔把酒店和公寓都布置在601m以下的混凝土结构部分;而将601m以上的钢结构部分作为办公楼使用。

2.2、结构布置

采用三叉形平面可以取得较大的侧向刚度,降低风荷载,有利于超高层建筑抗风设计。同时对称的平面可以保持平面形状简单,施工方便。

整个抗侧力体系是一个竖向带扶壁的核心筒。六边形的核心筒居中;每一翼的纵向走廊墙形成核心筒的扶壁,共六道;横向分户墙作为纵墙的加劲肋:此外,每翼的端部还有四根独立的端柱。这样一来,抗侧力结构形成空间整体受力,具有良好的侧向刚度和抗扭刚度。

中心筒的抗扭作用可以模拟为一个封闭的空心轴。这个轴由三个翼上的6道纵墙扶壁而大大加强;而走廊纵墙又被分户横墙加强。整个建筑就像一根刚度极大的竖向梁,抵抗风和地震产生的剪力和弯矩。由于加强层的协调,端部柱子也参加抗侧力工作。

3、结构设计和结构分析

3.1混凝土结构设计

混凝土结构设计按照美国规范ACI 318-02进行。

混凝土强度等级:127层以下C80;127层以上C60、C80混凝土90天弹性模量E=43800N/mm2。采用硅酸盐水泥.加粉煤灰。

进行了构形截面尺寸的仔细调整以减少各构件收缩和徐变变形差。原则上使端柱和剪力墙在自重作用下的应力相近。由于柱子和薄的翦力墙的收缩较大,所以端柱的厚度取与内墙相同,即600mm。设计时尽量考虑构件的体积与表面积的的比值接近,使各构件的收缩速度接近,减少收缩变形差。

在立面内收处,钢筋混凝土连梁要传递竖向荷载 (包括徐变和收缩的效应),并联系剪力墙肢以承受侧向荷载。连梁按ACI 318—02附录A设计,计算图形为交叉斜杆。这个设计方法可使连梁高度降低。

楼层数量众多,压低层高有很大的意义。标准层层高为3.2m,采用无梁楼板,板厚为300mm。

3.2钢结构设计

601m以上是带交叉斜撑的钢框架,它承受重力、风力和地震作用。钢框架逐步退台,从第18级的核心筒六边形到第29级的小三角形,最后只剩直径为1200mm的桅杆。这根桅杆是为了保持建筑高度世界第一而专门设计的,它可以从下面接长,不断顶升,预留了200m的上升高度。

所有外露的钢结构都包铝板作为装饰。钢结构按美国钢结构协会AISC《钢结构建筑荷载和抗力系数设计规范》进行设计。

4、工程特点、难点

迪拜塔高度高,风荷载和地震产生的弯矩、剪力大,因此迪拜塔的设计进行了风洞测试,以确保它能抵御任何天气状况。建筑物的外形决定了它对抗强风和恶劣天气的能力,迪拜塔的设计就能分散空气阻力,减小风力对建筑的影响。中心筒在施工过程中会产生偏心,迪拜塔的偏心调整在每层进行,通过纠正重力荷载产生的侧移(弹性位移、基础底板沉降差、徐变、收缩)来补偿。本工程高达828m。施工测量控制成为突出的问题。现有的测量手段无法满足要求。本工程施工采用了全球卫星定位系统GPS控制施工全过程的精度。为了保证“迪拜塔”在建设过程中的稳定,它的垂直方向和水平方向的动态,都由一个全球卫星定位系统进行跟踪。在建设期间,建筑物的重力变化情况,由设置在建筑物中的700多个传感器进行实时监测。(作者单位:1.大连理工大学建设工程学部2011级;2.大连理工大学机械工程与材料能源学部2012级)

参考文献:

[1]ACI 318—02,BUILDING CODE REQUIREMENTS FOR STRUCTURAL CONCRETE[S].

[2]张希黔,王伯成.超高层建筑及其现代施工技术的应用[J].

[3]吴 晓,虞 刚.关于数字技术在当代建筑设计中应用的再思考[J].建筑报,2007(5):95-98.

[4]CHEN X W, HAN X L. Research summary on long-span connected tall building structure with viscous dampers[J]. Structural Design of Tall and Special Buildings , 2010 , 19 (4):439- 456.

[5]王松帆,汤华.超高层建筑的风振响应及等效静风荷载研究[J]. 建筑科学与工程学报, 2010 , 27 (1): 102-107.

[6]WANG Song-fan, TANG Hua. Research on wind vibration response and equivalent static wind loads of super high-rise buildings [J]. Journal of Architecture and Civil Engineering, 2010 , 27 (1): 102-107

作者:叶浩 张逸昆 笪津榕 赵扩

竖向变形国际金融论文 篇2:

中山国际金融中心高大支模现场实测及分析

摘要:本文以中山国际金融中心型钢混凝土结构高大模板施工为工程背景,对模板支撑体系进行了实际测量,探索了施工阶段现浇混凝土结构与模板支撑共同作用时的作用机理,并结合现场试验结果进行了分析,提出了一些控制施工期模板支撑体系的安全,优化施工方案的建议和措施。

关键词:中山国际金融中心 高大模板 现场检测

近年来高大模板支架坍塌事故经频发,且目前相关的整体性理论研究并不充分。现场检测是模板支撑体系受力性能研究中的一个重要内容,它是探索施工阶段现浇混凝土结构与模板支撑共同承载时变结构体系的作用机理,建立模板支撑体系力学计算模型的基础,是检验实验室结构试验和理论分析结果的依据,也可以为时变结构体系力学分析、控制施工期模板支撑体系的安全、施工方案设计及优化提供技术依据。在目前对多层钢筋混凝土楼板和模板支撑体系尚缺乏深入研究的条件下,现场检测获得第一手资料对探索并解决这一工程现实问题显得尤为重要。

1 工程概况

中山国际金融中心项目结构形式为混凝土框架一核心筒结构,塔楼外围柱为劲性H型钢钢筋混凝土柱。项目有多达十几处高大模板区域,层高在10.2m到28.2m之间,根据实验需要和安全性考虑,我们研究的对象选择了层高最高28.2m的一处作为实测对象。根据高支模支撑体系的工作特点,主要测试的内容如下几项。

(1)支撑体系的内力变化规律,主要是各层支撑结构中内力变化与施工工艺的相互关系,以及与钢筋混凝土结构楼板受力之间的关系。

(2)钢筋混凝土梁中型钢应力和混凝土应力的变化过程,施工工艺的不同阶段对钢筋和混凝土应力的影响规律,以及结构不同位置的受力特点。

(3)型钢柱中钢筋应力和混凝土应力的变化过程,施工工艺的不同阶段对钢筋和混凝土应力的影响规律,以及结构不同位置的受力特点。

2 现场检测方案

2.1 测试方法和仪器

考虑现场测试环境的复杂、不确定性及测试周期较长的特性,采用埋入型振弦式应变计SZZX-A150检测梁、柱内部型钢的施工期应变情况;采用表面型振弦式应变计SZZX-B150检测扣件式钢管以及梁柱混凝土的施工期应变情况。并配套使用读数仪SZZX-ZH读取应变值。

2.2 现场测试区域布点设置

针对六层宴会厅高支模处E轴和F轴处型钢柱、型钢梁及临时模板支撑体系进行监测,测点分布及编号见图1(图中圆点为应变计埋设位置)。选取框架梁截面尺寸最大的梁800×1800作为实测对象,梁跨度10m,在梁上共选取5个测点。框架柱上选择8个测点,分别在靠近框架顶梁下部0.8m处。架体钢管全部采用中48×3.5钢管,分别在靠近顶梁下部0.8m处沿着梁长度方向的立杆上设置5个测点。

2.3 数据的采集

从完成混凝土浇筑即开始进行监测,一直持续到拆除临时支撑体系完成受力变形的检测工作。

2.3.1 混凝土结构(型钢、混凝土)及模板支撑测试

对施工全过程进行追踪,每个施工进程前后均应读数,历时较长、荷载变化较大的进程(如混凝土浇筑、混凝土养护)应在进程中加读,如遇没有工序施工时,每24小时读数一次;特殊情况下,有需要时随时加测。

2.3.2 记录施工及环境情况

配合测试仪器读数情况,随时记录施工全过程。

2,3,3仪器的安装与实测见图2所示

2,3,4数据采集的关键工序

高大模板的施工程序如下:柱混凝土浇筑至大梁梁底一六层梁板放线定位一满堂脚手架搭设一梁底模、板模支设一H型钢梁吊装、定位、焊接等一梁钢筋绑扎一梁侧模板支设一板面钢筋绑扎一浇筑梁混凝土至700mm高一梁板及柱头混凝土浇筑一。养护。其中控制节点如表2、图3所示。

3 实测结果与分析

3,1 模板支撑立杆施工期受力规律

随着施工进度的发展,支撑立杆有以下特征:各个钢管立杆受压应力值相差较大,这是由于竖向支撑杆件偏心受力以及材料性能存在的差异性很大;从应力数据来看,各个钢管应力最大平均值分别约为23、40、57、95N/mm2,小于按规范计算所得的轴力值。这主要是由于现行支撑架设计中未能考虑到支撑体系的共同作用特性,而实际情况是模板支撑与楼板结构共同组成的体系;从单一曲线发展规律来看,从混凝土开始浇筑到浇筑完成时间段内0~2天,钢管支撑受压应力迅速增大;从混凝土浇筑完成到拆除模板支撑前的时间段内,钢管支撑受压应变缓慢减小。究其原因,主要与上部板、梁与墙、柱的自重荷载的分担有关;从4条曲线的比较来看,从杆1至杆4,参照埋点位置可以看出,支撑立杆的最大应力沿梁跨度方向是从一侧向另一侧逐渐增加的。混凝土单向浇筑,导致支撑体系应力的积累和变化。

3.2 框架梁施工期受力规律

由图4、图5可知,随着施工进度的发展,E轴型钢混凝土梁的应力应变变化具有以下特征:梁端部应变值变异性较大,主要是因为:该部位为屋顶部,温度变化较大,混凝土处于热胀冷缩交替的变形状态;从具体数值来看,支撑架拆除前,梁端部拉应力峰值15N/mm2,跨中拉应力18N/mm2,支撑体系拆除后,型钢跨中应力40N/mm2,端部应力峰值20N/ mm2。由此可证明,在支撑架拆除前,支撑钢架与梁共同参与了承担竖向荷载;从发展趋势来看,随着施工进程的发展,跨中梁受拉应变值整体呈现增大的趋势,并最终趋向于稳定。其中变化幅度最大的阶段为混凝土浇筑和拆除模板支撑时间段内。出现以上结果,是由于随着施工进程的发展,混凝土强度和刚度逐步增大,使框架结构承载能力越来越大。

4 施工建议及结语

随着施工进程的发展,与结构共同作用的模板支撐体系产生内力重分布。荷载逐渐从钢管支撑上转移到型钢混凝土结构上。尤其在混凝土浇筑和拆除模板支撑过程中,这种内力重分布更加明显。综合以上分析,对高大支模系统,在施工期间有如下建议:支撑立杆钢管的压应力值差异较大,在支撑架搭设的过程中,应该严格的控制杆件的偏心以及材料缺陷;应合理组织混凝土浇筑起点及流向,以控制施工荷载施加。不应用单向浇筑。建议采用对称浇注,从两边向中间或者从中间向两边浇筑。以避免支撑架单侧内力积累的不均衡;进一步利用已有结构,如抱柱、附墙等措施。与支撑架形成整体,会增大整个支撑体系的强度和稳定性;对于型钢混凝土结构的高大模板体系,应当充分利用型钢自身的强度与刚度。由于在混凝土浇筑前,型钢已经用起重设备安装在柱子上,连接牢固。可以使更多荷载的通过型钢传递到柱子中去。这比通过支撑杆件传递到下层楼板上更为安全可靠。而且,从数据上看,型钢的应力保持较小,有充分的空间承担这些荷载。

作者:王成武 夏斌 王健等

竖向变形国际金融论文 篇3:

综合管廊与地下空间一体化建筑设计模式研究

摘要:综合管廊指的是在城市地面下方挖掘建设隧道,将城市运转所需的电力线路、给排水管道、通信光缆和燃气管道等整合于隧道中,方便进行统一的设计和后期维护,是现代化城市运转必不可少的一项重要基础设施,在我国有较广阔的设计建造空间。随着我国城市发展质量的不断提高以及地方相应政策的制定不断完备,研究综合管廊与地下空间一体化建筑设计模式的重要性也日益显现,本文通过分析综合管廊与地下空间一体化建筑设计模式在我国应用的必要性和发展现状,深层次地探寻了适合我国城市发展现状的综合管廊和地下空间的一体化建筑设计模式,并提出了合理的建设意见。

关键词:综合管廊;地下空间;一体化;设计模式

引言:近些年来,我国出台了相关的法律法规和建设指南,以促进综合管廊的建设和发展。地下空间作为城市中丰富的空间资源,对其进行适当的发掘利用可以有效扩大城市的使用面积,推动城市立体化发展。随着我国城市化的快速发展,城市地下空间的利用率的提高,不可避免会导致综合管廊和地下空间的开发产生许多问题。为了使综合管廊的建设和地下空间的开发更好地协调发展,非常有必要对综合管廊与地下空间一体化建筑设计模式进行研究。

一、综合管廊与地下空间一体化建筑设计模式应用的必要性

一方面随着我国城市化的快速发展,大城市中心区人员和建筑的密度越来越大,工作日期间地面交通压力也很大,迫切需要对城市地下空间加以利用。但是不同的开发商对于土地的利用不同,在设计建造时序比较难统一,导致在施工时出现反复破路的现象。为了提高工程效率,减少反复施工对城市交通和市容市貌的不利影响,提高市政管线的服务水平,有必要采用综合管廊和地下空间一体化建筑设计模式。另一方面城市中心區地下空间的开发较多,涉及到多种功能区域,比如交通、商业、停车场以及人行通道等。综合管廊是现代化都市中非常重要的基础设施,但是在建设时经常与已有的地下空间产生矛盾,基于以上情况的出现,在综合管廊的设计与建设阶段要格外注意与地下空间的功能进行结合,减少两个项目建设期间的冲突,有效提高地下空间的利用率。

二、综合管廊与地下空间建筑设计现状

我国综合管廊和地下空间的建设起步较晚,但是随着城市需求的扩大和国家政策的支持,综合管廊的修建也越来越多,仅在2019年,我国城市新建地下综合管廊长度为2226.14公里,总长度达到4679.58公里。除了公里数不断增加之外,全国的试点城市和关于综合管廊的投资也在不断增加,截至目前,我国共有25个试点城市,总投资近千亿。此外,我国综合管廊的建设标准也在不断完善,国家和地方相继出台一系列政策,构建了建设的标准体系和建设方向,综合管廊与地下空间一体化建筑设计模式成为当前的主要建设趋势。

三、综合管廊与地下空间一体化建筑设计模式分析

1.综合管廊与地下轨道交通一体化建筑设计模式

综合管廊与地下轨道交通一体化建筑设计模式在我国有较多的应用,比如在北京市地铁七号线的建设期间,在铺设地铁线路的同时建造综合管廊,同时推进两个项目既缩短了建设时间又节约了项目经费。在银川某地建设的综合管廊需要经过一部分水体,施工方采用就近与铁路隧道合建的方法,更好地保障了综合管廊的安全运行。在采用这种模式时,要注重两者的建造次序、空间关系和实际施工条件等因素,尽量采取合建的方式,在分建时要明确综合管廊和地下轨道交通的建设次序和空间关系,并为先建造的设施准备相应的结构保护方案,为后续的建设留下充分的建设空间。除此之外,综合管廊的使用年限、抗震防水等级以及安全等级等建设要求要与轨道交通工程要求保持一致,整体建筑结构的荷载要综合考虑综合管廊和城市轨道交通的荷载总数。

2.综合管廊与地下道路一体化建筑设计模式

综合管廊与地下道路一体化建筑设计模式在实际建设中也比较常见,比如郑州市民文化休闲区,是集人行道、机动车道和综合管廊于一体的地下休闲空间。沈阳某地将综合管廊布置在道路下方的隧道基坑中,完成了综合管廊和地下道路的同步建设。武汉某地将综合管廊建设在地下道路的上方,建造了两套互相独立的通风系统,设置了不同的防火分区,巧妙地实现了综合管廊和地下道路一体化的建设。在采用这种模式时,设计建造标准在符合管廊设计标准之余还要符合城市桥梁的相关设计标准。当建造时需要用到不可更换的零部件时,要适当设计增强其耐久性,如果是可以更换的零部件,则要根据使用性质的不同计算相应的使用年限。

3.综合管廊与地下商业设施一体化建筑设计模式

综合管廊与地下商业设施一体化建筑设计模式在现阶段中的应用不是很常见,据笔者调研发现的案例有中关村西区,设计建造了集购物、饭店、娱乐设施、停车位和综合管廊为一体的建筑。在采用这种模式时,也是要尽可能地采用合建的方式,加强综合管廊相关部件和地下商业设施的协调布局。此外,在设计时要根据技术水平、施工时间和经济条件等实际情况选择合理的建造形式。当综合管廊和地下商业设施一起施工时,大多数情况下要将综合管廊铺设在商业设施的外围;如果综合管廊和已建成的商业设施进行一体化建造,首先要请专业人员对空间结构的安全性进行评估验证,在验证通过后,对商业设施采取一定的保护措施后进行综合管廊的建设。

4.综合管廊与人防设施一体化建筑设计模式

我国部分省份在政策中明确规定了综合管廊的建设要兼顾人防功能,比如浙江金华的金益都新区管廊和广州国际金融城的综合管廊设计均兼顾了人防功能,在建设时增加了防护密闭门,并在通风管道和给水管道上做了防护处理。在采用这种模式时,建筑结构要符合城市人防设施建设的要求,将整个结构分成不同的防护单元,按照防护区内外要求的不同进行不同的设计,做好平站转换,在战时做到可以充分利用管廊中的设施。

5.综合管廊与防洪排涝及海绵城市一体化建筑设计模式

综合管廊与防洪排涝及海绵城市一体化建筑设计模式在我国属于比较先进的研究方向,目前建筑主要采用将雨污水管道并入管廊或者雨水箱涵的建设方式,比如云南玉溪某段道路的综合管廊与城市中心区的排水管道改建项目结合,综合管廊与雨水箱涵一同建设。成都某地路面下方的综合管廊建设期间采取重力流入廊的方式将雨污水管道并入管廊,本体结构输送雨水,另设污水管道,不仅减少了空间占用,还降低了项目成本。在采用这种模式时,首先要设计出符合防洪排涝功能和海绵设施的竖向标高,其次要格外注意的是,当燃气管道入廊时,要为其单独设置舱室,并且要和其他管线的舱室隔离,通风口和防洪排涝设施的通风口之间也要预留充足的间隔距离。如果廊内有电力舱室,要在预留接口的端部设置变形缝并在一定区域内安装止水带。

四、结束语

综合管廊与地下空间一体化建筑设计模式不但可以提高地下空间的利用率和生活所需能源的输送效率,而且可以显著减少线路调整对于地面的破坏、缩短工期以及节约项目经费,这种模式将成为我国未来综合管廊建设的主流应用模式。现有的案例和理论证明,综合管廊可以和地下建造的很多设施进行一体化建筑设计,在建设时注意施工要求,将各项设施统筹兼顾,可以实现综合管廊与地下空间一体化建筑设计,有效改进目前城市地下空间开发中存在的一些问题,提升我国城市的竞争力。

参考文献

[1]梁宁慧,兰菲,庄炀,田硕,许益华. 城市地下综合管廊建设现状与存在问题[J]. 地下空间与工程学报,2020,16(06):1622-1635.

[2]张一航,温禾,郑丹. 综合管廊与地下基础设施一体化建设现状及技术要点研究[J]. 建筑结构,2020,50(23):138-141+113.

[3]王玉. 综合管廊与轨道交通工程一体化建设研究[J]. 低温建筑技术,2018,40(03):30-33.

[4]毕建军. 城市地下综合管廊工程关键技术[J]. 建材与装饰,2017,(03):33-34.

作者:郝宇琳

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