[发明专利]超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法和装置

说明书

本申请涉及一种超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法和装置；所述方法包括：基于施工阶段划分和伸臂桁架设置楼层确定不同合拢方案；确定各个施工阶段和服役阶段所对应的超高层结构的荷载组合工况；根据服役期的富余应力空间确定伸臂桁架的最早合拢时刻；根据施工期临时结构的刚度和稳定性确定伸臂桁架最晚合拢时刻。本申请的方案以服役期富余应力空间为依据确定伸臂桁架的最早合拢时刻，以结构刚度和稳定性为依据确定伸臂桁架的最晚合拢时刻，二者均基于全过程模拟分析，共同确定了伸臂桁架合拢优化窗口，保证施工阶段结构刚度和稳定性以及服役阶段伸臂桁架安全冗余度。

技术领域

本申请涉及土木工程技术领域，具体涉及一种超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法和装置。

背景技术

目前很多超高层建筑结构体系采用带伸臂桁架的框架—核心筒结构，该体系中核心筒是结构的主要抗侧力构件，承担绝大部分水平荷载；伸臂桁架连接外框架和核心筒，使外框架柱在体系中起着类似拉压杆的作用，充分利用框架柱的轴向刚度，使其由倾覆力矩产生的巨大轴力形成抵抗力偶，减少整个结构体系的侧向位移，提高结构的刚度和整体性。然而超高层建筑结构由于结构内筒和外筒施工不同步、结构不对称布置以及混凝土材料的收缩徐变等因素，结构内外筒的变形存在一定差异，因此过早连接伸臂桁架会使其产生较大的附加应力，一般采用临时铰接或延迟连接的合拢方案。然而未安装伸臂桁架或伸臂桁架处于临时连接状态时的临时结构刚度和稳定性存在不确定性，保证服役阶段伸臂桁架具有安全冗余度以及施工过程中结构刚度满足设计要求是超高层结构伸臂桁架施工质量的关键问题，因此有必要探究超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法。

相关技术中，为获取伸臂桁架合拢方案，一种技术是控制施工阶段伸臂桁架杆件的应力发展水平在允许范围内，该方法只考虑到了伸臂桁架施工阶段的受力水平，忽略了服役阶段伸臂桁架的安全冗余度，且没有考虑到施工阶段临时结构的刚度和稳定性；另一种技术是通过计算或监测结构内外筒的变形差发展来决定伸臂桁架的合拢时刻，该方法同样忽略了施工过程中结构的刚度和稳定性，而且不能准确估计伸臂桁架的服役期间应力水平。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法和装置。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法，包括：

基于施工阶段划分和伸臂桁架设置楼层确定不同合拢方案；

确定各个施工阶段和服役阶段所对应的超高层结构的荷载组合工况；

根据服役期的富余应力空间确定伸臂桁架的最早合拢时刻；

根据施工期临时结构的刚度和稳定性确定伸臂桁架最晚合拢时刻。

进一步地，所述合拢方案包括合拢方式和合拢时刻；

所述合拢方式为伸臂桁架与核心筒和外框柱之间所采用的连接方式，包括：直接连接/刚接、延迟连接/刚接、临时铰接再刚接；

所述合拢时刻为伸臂桁架与核心筒和外框柱最终刚接的施工阶段。

进一步地，施工阶段的荷载组合工况包括如下项中的至少一项：结构自重、混凝土收缩徐变、风荷载、温度作用；

服役阶段的荷载组合工况包括如下项中的至少一项：恒荷载、活荷载、混凝土收缩徐变、风荷载、温度作用、地震作用。

进一步地，所述服役期的富余应力空间是基于施工到服役阶段的全过程模拟分析，并考虑不同合拢方案和多种服役阶段的荷载组合工况计算获得。

进一步地，根据服役期的富余应力空间确定伸臂桁架的最早合拢时刻，包括：

分别确定每根伸臂桁架杆件在多种服役阶段荷载组合工况下的最大组合应力值；

获取一道伸臂桁架在服役阶段的最大组合应力值；