[發明專利]豎向變形差引起的高層建筑結構構件附加內力優化方法

在審

• 申請號: 202110090829.5
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112906107A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 張立平
• 申請（專利權）人: 中交第四航務工程勘察設計院有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 惠州知儂專利代理事務所(普通合伙) 44694
• 代理人: 羅佳龍

本發明涉及一種豎向變形差引起的高層建筑結構構件附加內力優化方法，包括步驟：采用常規方法對建筑結構進行建模計算；根據計算結果得到受豎向變形差影響大的框架梁；對受豎向變形差影響大的部分或者全部框架梁進行分步施工。按照此方法設計的高層建筑結構水平構件內力可以得到極大優化，基本消除識別出采用分步施工法實施的部分框架梁由于自重差異變形引起的附加內力。采用分步施工法實施過程中由柔性樓板聯系豎向構件，豎向構件變形差異對柔性樓板產生的附加內力有限，分步施工完成后剛性框架梁再參與結構整體受力，柔性樓板和剛性的框架梁先后參與工作，一柔一剛、剛柔并濟。節省材料，提高結構效率，符合“少費多用”的綠色設計理念。

技術領域

本發明涉及結構工程技術領域，特別是涉及一種豎向變形差引起的高層建筑結構構件附加內力優化方法。

背景技術

當前，在重力等荷載的作用下，高層或者超高層建筑結構中的剪力墻、柱等豎向構件承受的壓應力水平會有所不同，豎向壓縮變形差異會引發重力荷載向下傳遞過程中的轉移，并使結構構件產生較大的附加內力，不利于建筑物結構抗震和抗風。

現有的解決此問題的方法主要有如下兩種：一種是傳統設計法，即通過加大受影響的豎向構件的截面尺寸及配筋數量使之滿足設計計算要求。傳統設計法是目前普遍使用的方法，雖然設計工作簡單，但存在浪費材料，結構構件利用效率低的問題。另一種是調平設計法，即通過調整豎向構件的截面尺寸及結構布置方式，使各豎向構件在重力荷載作用下的壓應力水平趨于一致，以減小豎向構件的附加內力。調平設計法較之傳統設計法一定程度上有所改進，但程序繁瑣，需要對整體結構的豎向剛度和抗側剛度聯動考慮，對設計要求高。

發明內容

基于此，有必要提供一種豎向變形差引起的高層建筑結構構件附加內力優化方法，旨在解決現有技術構件附加內力大，浪費材料，施工繁瑣影響施工效率的問題。

一種豎向變形差引起的高層建筑結構構件附加內力優化方法，其包括如下步驟：

采用常規方法對建筑結構進行建模計算；

根據計算結果得到受豎向變形差影響大的框架梁；

對受豎向變形差影響大的部分或者全部框架梁進行分步施工。

采用上述方案的高層建筑結構構件附加內力優化方法，先采用常規方法對建筑結構進行建模計算；而后根據計算結果得到由于豎向變形差影響大的框架梁；最后對豎向變形差影響大的部分或者全部框架梁進行分步施工。按照此方法設計的高層建筑結構水平構件內力可以得到極大優化，基本消除識別出采用分步施工法實施的框架梁由于自重差異變形引起的附加內力，相鄰區域框架梁內力也得到極大改善。采用分步施工法實施過程中由柔性樓板聯系豎向構件，豎向構件變形差異對柔性樓板產生的附加內力有限，分步施工完成后剛性的框架梁再參與結構整體受力，柔性樓板和剛性框架梁先后參與工作，一柔一剛、剛柔并濟。該方法優化過程簡單，操作方便，通用性好，能夠極大改善高層建筑結構水平構件內力分布，節省材料，提高結構效率，符合“少費多用”的綠色設計理念。

在其中一個實施例中，在所述采用常規方法對建筑結構進行建模計算的步驟中，具體是先安裝豎向構件、再安裝水平構件的從低往高順序搭建建筑結構整體，而后采用力學仿真軟件對各豎向構件和各水平構件的受力進行仿真模擬。

在其中一個實施例中，在所述根據計算結果得到受豎向變形差影響大的框架梁的步驟中，具體是計算各構件在多種載荷工況下的內力數值，所述內力數值包括彎矩。

在其中一個實施例中，在所述對豎向變形差影響大的部分或者全部框架梁進行分步施工的步驟中，若所述框架梁為混凝土梁，則在施工時先預留鋼筋，待建筑結構的主體結構封頂之后再對所述框架梁進行混凝土澆筑作業。

在其中一個實施例中，在所述對豎向變形差影響大的部分或者全部框架梁進行分步施工的步驟中，若所述框架梁為鋼梁，則先不裝鋼梁，待建筑結構的主體結構封頂之后再安裝所述鋼梁。