施工過程對(duì)上海中心幕墻支撐結(jié)構(gòu)的影響分析

何志軍， 李久鵬， 丁潔民

(同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司， 上海 200092)

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施工過程對(duì)上海中心幕墻支撐結(jié)構(gòu)的影響分析

何志軍， 李久鵬， 丁潔民

(同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司， 上海 200092)

通過對(duì)上海中心大廈幕墻支撐結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)的施工模擬分析，研究了幕墻支撐結(jié)構(gòu)的變形預(yù)調(diào)值,并對(duì)主體結(jié)構(gòu)變形引起的支撐結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力進(jìn)行了詳細(xì)分析.研究表明，采用傳統(tǒng)逐層找平的施工方法，施工完成后環(huán)梁與設(shè)計(jì)標(biāo)高仍存在較大偏差，采用吊點(diǎn)預(yù)抬高和吊桿長(zhǎng)度調(diào)整的措施對(duì)環(huán)梁標(biāo)高進(jìn)行預(yù)調(diào)整可保證幕墻的幾何形態(tài)和安全使用；巨柱區(qū)間壓縮量會(huì)引起幕墻支撐結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)樓面發(fā)生數(shù)值較大且分布規(guī)律復(fù)雜的豎向位移差，需通過施工模擬方法對(duì)幕墻支撐結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)間的滑動(dòng)節(jié)點(diǎn)在主體壓縮下的滑動(dòng)行程進(jìn)行確定，同時(shí)巨柱壓縮也會(huì)引起徑向支撐較大的附加彎矩，最大附加彎矩應(yīng)力比達(dá)到0.3，其對(duì)幕墻支撐結(jié)構(gòu)安全的影響不容忽視.

上海中心大廈； 懸掛式幕墻支撐結(jié)構(gòu)； 施工過程模擬； 變形預(yù)調(diào)； 收縮徐變

上海中心大廈的外幕墻采用了柔性分區(qū)懸掛式幕墻系統(tǒng)，獨(dú)特的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及其與主體結(jié)構(gòu)的連接關(guān)系，導(dǎo)致幕墻結(jié)構(gòu)施工建造力學(xué)行為較為復(fù)雜.首先幕墻分區(qū)懸掛重量大，設(shè)備層吊掛支承剛度柔且不均勻，幕墻安裝過程中，設(shè)備層吊點(diǎn)發(fā)生較大的豎向不均勻變形，幕墻環(huán)梁因跟隨吊點(diǎn)豎向隨動(dòng)變形，導(dǎo)致其外觀不平整并影響幕墻板塊的安裝及使用.因此，非常有必要對(duì)幕墻支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工過程模擬分析，并據(jù)此采取有效的控制措施確保環(huán)梁的幾何平整度.此外，巨柱區(qū)間高度近60 m，結(jié)構(gòu)整體超高、超重導(dǎo)致區(qū)段內(nèi)巨柱壓縮量較大，從而對(duì)徑向支撐和有關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)帶來不利影響.而主體結(jié)構(gòu)超高、施工周期長(zhǎng)，低區(qū)幕墻施工完成后，高區(qū)主體結(jié)構(gòu)仍在施工，區(qū)間巨柱的彈性和非彈性壓縮仍將繼續(xù)發(fā)展，為評(píng)估幕墻施工完成后巨柱后繼壓縮變形，需結(jié)合主體結(jié)構(gòu)的施工順序進(jìn)行施工過程模擬分析，對(duì)巨柱壓縮量進(jìn)行計(jì)算.

1　施工方案簡(jiǎn)介

1.1幕墻支撐結(jié)構(gòu)施工方案

上海中心大廈外幕墻支撐結(jié)構(gòu)采用了由吊桿-環(huán)梁-徑向支撐組成的分區(qū)懸掛的柔性幕墻支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(圖 1).各區(qū)的幕墻支撐系統(tǒng)均懸掛在頂部懸挑的設(shè)備層之上，中部通過徑向支撐與樓面相連，底部通過豎向伸縮節(jié)點(diǎn)與休閑層相連，以允許幕墻與主體結(jié)構(gòu)在豎向可相對(duì)自由變形.支撐結(jié)構(gòu)體系詳細(xì)介紹參見文獻(xiàn)[1].

結(jié)合支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)，幕墻系統(tǒng)采用如下施工方案，共由兩個(gè)階段組成：① 幕墻支撐鋼結(jié)構(gòu)的吊裝施工；② 幕墻板塊吊裝施工.幕墻支撐鋼結(jié)構(gòu)施工采用由上至下逐層懸掛的方法施工，由位于頂部的行走小塔吊逐層吊裝拼接，當(dāng)幕墻支撐結(jié)構(gòu)全部吊裝連接完畢后，再從底層環(huán)梁開始由下至上逐層安裝幕墻玻璃板塊(圖 2).

a軸測(cè)圖b平面布置圖c剖面圖

圖1幕墻支撐結(jié)構(gòu)體系構(gòu)成及位置編號(hào)

Fig.1Structure system of curtain wall

a幕墻支撐鋼結(jié)構(gòu)吊裝b幕墻板塊吊裝

圖2外幕墻施工順序示意

Fig.2Construction sequence of outer curtain wall

1.2主體結(jié)構(gòu)施工方案

上海中心主體結(jié)構(gòu)采用巨型框架-伸臂-核心筒結(jié)構(gòu)體系(圖 3).其中，巨型框架結(jié)構(gòu)由8根巨型柱、4根角柱、8道位于設(shè)備層2個(gè)樓層高的箱形空間環(huán)帶桁架組成[1].此外，在各個(gè)分區(qū)的設(shè)備層均設(shè)置了外挑徑向桁架作為外幕墻結(jié)構(gòu)的重力支承系統(tǒng).結(jié)合主樓的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)施工時(shí)采取以下施工方案：① 地下室施工期間，核心筒與巨柱同步施工，樓面結(jié)構(gòu)滯后1層施工；② 地上結(jié)構(gòu)施工期間，核心筒領(lǐng)先施工；巨柱鋼骨在核心筒施工至11層時(shí)開始施工，并且在后續(xù)施工階段滯后于核心筒9～19層；巨柱與樓板混凝土同步澆筑，滯后于核心筒12～25層；伸臂桁架按照滯后1個(gè)區(qū)的原則進(jìn)行合攏；③ 外幕墻結(jié)構(gòu)在核心筒施工至65層(五區(qū))時(shí)開始施工；通過對(duì)主樓施工流程及幕墻施工技術(shù)可行性的分析，對(duì)幕墻系統(tǒng)按“幕墻支撐鋼結(jié)構(gòu)落后主體結(jié)構(gòu)2個(gè)區(qū)施工，玻璃幕墻落后幕墻支撐鋼結(jié)構(gòu)1個(gè)區(qū)施工”的原則，控制幕墻系統(tǒng)施工的整體立面流程.

a主結(jié)構(gòu)分段軸測(cè)圖b主結(jié)構(gòu)剖面圖

圖3主體結(jié)構(gòu)體系

Fig.3Main structure system

2　分析模型

2.1幕墻支撐結(jié)構(gòu)施工過程分析模型

2.1.1有限元模型及荷載

綜合考慮建模和分析的效率，采用SAP 2000程序[2]進(jìn)行幕墻施工過程模擬.綜合考慮計(jì)算精度及效率，建立帶有幕墻支撐結(jié)構(gòu)的主塔樓區(qū)段整體模型(圖4)，對(duì)幕墻支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工過程模擬，對(duì)塔樓的設(shè)備層準(zhǔn)確建模，以考慮主體結(jié)構(gòu)剛度對(duì)幕墻支撐結(jié)構(gòu)的影響.分析時(shí)，不考慮樓板的剛度貢獻(xiàn).采用梁?jiǎn)卧M樓面梁、桁架桿件和幕墻支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)件.采用殼單元模擬剪力墻的墻肢及巨柱[2].

支撐鋼結(jié)構(gòu)折算重力約為0.55～0.60 kN·m-2.典型的幕墻單元以及附屬物折算為幕墻單元板塊的自重約為1.2 kN·m-2.

圖4　幕墻支撐結(jié)構(gòu)施工過程分析模型

2.1.2施工步劃分

模擬采用分步加載的施工過程分析方法，將幕墻的施工過程模擬分為26個(gè)施工步，假定各層環(huán)梁施工時(shí)自動(dòng)找平，模擬開始時(shí)僅有塔樓主結(jié)構(gòu)，1～13施工步為從上至下施工環(huán)梁，14～26施工步為從下至上懸掛幕墻板塊.

2.2主體結(jié)構(gòu)施工過程分析模型

2.2.1有限元模型及荷載

由于SAP 2000無法直接模擬鋼筋對(duì)混凝土收縮徐變的影響，因此采用ABAQUS軟件對(duì)上海中心的主樓進(jìn)行施工過程模擬，建立整棟塔樓模型.采用B31單元模擬樓面梁、桁架桿件和幕墻支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)件.采用S4R單元模擬剪力墻的墻肢和跨高比小于5的連梁以及巨柱[3].為準(zhǔn)確計(jì)算混凝土的收縮、徐變，對(duì)巨柱及核心筒中的鋼骨及鋼筋進(jìn)行了準(zhǔn)確模擬.對(duì)于鋼骨采用建立梁?jiǎn)卧c巨柱混凝土殼單元共用節(jié)點(diǎn)方式進(jìn)行模擬.對(duì)于鋼筋采用在巨柱、剪力墻的分層殼中建立鋼筋層模擬鋼筋作用.設(shè)備活荷載按100%考慮，其余活荷載按40%考慮.由于外幕墻重力較小，其施工過程對(duì)巨柱壓縮的影響較小，故各區(qū)幕墻施工過程簡(jiǎn)化為吊點(diǎn)荷載一次施加.

2.2.2施工步劃分

采用分步加載的施工過程模擬方法，結(jié)合上海中心塔樓的實(shí)際施工方案，在施工模擬分析時(shí)采用以下施工順序：將整個(gè)施工過程劃分為28個(gè)施工階段，其中22個(gè)階段為主體結(jié)構(gòu)建設(shè)階段，每個(gè)階段施工4～9層，用時(shí)50～70 d；其余6個(gè)階段為伸臂桁架合攏階段，模擬時(shí)忽略伸臂桁架合攏用時(shí).

2.2.3收縮徐變參數(shù)

混凝土收縮徐變采用B3收縮徐變計(jì)算模式，利用ABAQUS材料本構(gòu)接口UMAT定義基于B3模型[4]的收縮徐變本構(gòu)關(guān)系用于混凝土收縮徐變分析.混凝土收縮、徐變的主要計(jì)算參數(shù)如下：環(huán)境相對(duì)濕度為70%；加載齡期為5 d；養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7 d；水泥類型為快硬高強(qiáng)水泥.

3　施工過程模擬分析與控制

3.1基于施工過程的環(huán)梁豎向位移分析

選取位于角部的懸挑長(zhǎng)度較大的16號(hào)位置(吊點(diǎn)豎向支承剛度小)和凸臺(tái)位置的懸挑長(zhǎng)度較小的20號(hào)位置(吊點(diǎn)豎向支承剛度大)對(duì)環(huán)梁的豎向變形特征進(jìn)行分析，各層16，20號(hào)位置在環(huán)梁上的位置如圖 1所示.

圖5a和圖6a分別為各層環(huán)梁在16，20號(hào)位置施工過程中的豎向變形情況.從中可以看出：① 隨著施工步的增加，豎向位移逐漸增大，16號(hào)點(diǎn)最大豎向位移達(dá)到了31.7 mm，20號(hào)位置最大豎向位移達(dá)到了14.3 mm.考慮施工過程后幕墻各點(diǎn)的豎向位移仍存在較強(qiáng)的不均勻性.② 同一位置底部環(huán)梁位移曲線斜率大于上部樓層環(huán)梁位移曲線斜率.這表明下部樓層的豎向位移增加速率相對(duì)于上部樓層更快.這是因?yàn)槟硨迎h(huán)梁的總豎向位移等于其頂部吊點(diǎn)剛體位移和其上部各層吊桿伸長(zhǎng)量的累加，越位于下部的樓層由于吊桿總長(zhǎng)度越長(zhǎng)，因此位移增加速率更快.③ 板塊安裝時(shí)，各層環(huán)梁位移曲線隨著施工步的增加均有增速減慢的趨勢(shì)，且下部樓層這種趨勢(shì)發(fā)生得更早、更明顯.這是因?yàn)殡S著幕墻板塊向上逐層安裝，產(chǎn)生伸長(zhǎng)的吊桿長(zhǎng)度逐漸縮短.因此，懸掛板塊導(dǎo)致的吊桿伸長(zhǎng)增量逐層遞減，并且越位于下部的環(huán)梁由于板塊吊裝越早其位移遞減效應(yīng)也出現(xiàn)得更早.

a 豎向總位移

b 吊桿伸長(zhǎng)量

a 豎向總位移

b 吊桿伸長(zhǎng)量

圖5b和圖6b分別為16,20號(hào)位置由吊桿彈性伸長(zhǎng)引起的豎向位移對(duì)比.由圖可知，兩個(gè)位置吊桿的最大位移量分別為14.5 mm及12.8 mm，兩個(gè)吊桿伸長(zhǎng)量演變的規(guī)律基本相同,且各層最大位移量也基本接近.這表明，環(huán)梁協(xié)調(diào)各吊桿變形能力較弱,各組吊桿變形相對(duì)獨(dú)立，僅與其懸掛重力相關(guān).

3.2變形預(yù)調(diào)值的確定

圖7和圖8分別為模擬分析得到的16,20號(hào)點(diǎn)的最終變形量.從圖中可以看出,若環(huán)梁采用逐層找平的傳統(tǒng)方法施工，施工完成后，環(huán)梁的豎向位移將使幕墻的幾何位置偏離設(shè)計(jì)標(biāo)高，16號(hào)位置最大偏移值達(dá)到36 mm(8層環(huán)梁)，而20號(hào)位置豎向位移僅為14 mm，沿環(huán)向各點(diǎn)位移值分布極不均勻.因此，需結(jié)合模擬分析結(jié)果對(duì)環(huán)梁標(biāo)高逐層預(yù)調(diào)整來保證環(huán)梁最終平整度.

由圖7和圖8可以看出，幕墻環(huán)梁的豎向位移主要由幕墻自重引起的吊點(diǎn)位移，設(shè)備層附加恒載引起的吊點(diǎn)位移，以及吊桿伸長(zhǎng)組成.各個(gè)位置吊桿伸長(zhǎng)相同，但吊點(diǎn)位移不同，且各個(gè)位置變形的主導(dǎo)因素也并不相同，對(duì)于懸挑較小位置(20號(hào)位置)，變形主要由吊桿伸長(zhǎng)引起，而對(duì)于懸挑較大位置(16號(hào)位置)，頂部吊點(diǎn)豎向位移和吊桿伸長(zhǎng)對(duì)環(huán)梁豎向位移均有較大影響.基于前述分析，對(duì)環(huán)梁標(biāo)高的調(diào)整主要從以下兩個(gè)方面解決：① 吊點(diǎn)預(yù)抬高,通過調(diào)整吊點(diǎn)標(biāo)高可以調(diào)整由于主體結(jié)構(gòu)變形引起的環(huán)梁偏離設(shè)計(jì)標(biāo)高的問題，并改善環(huán)梁平整度；② 吊桿長(zhǎng)度預(yù)調(diào)整,通過預(yù)調(diào)吊桿長(zhǎng)度，可以解決由于吊桿自身伸長(zhǎng)使環(huán)梁偏離設(shè)計(jì)標(biāo)高的問題.

圖7　16號(hào)點(diǎn)預(yù)調(diào)位移構(gòu)成

圖8　20號(hào)點(diǎn)預(yù)調(diào)位移構(gòu)成

各個(gè)吊點(diǎn)標(biāo)高理論調(diào)整量如圖9a所示.由于混凝土材料的特殊性，組合梁效應(yīng)等因素，混凝土樓板對(duì)于設(shè)備層的剛度貢獻(xiàn)難以準(zhǔn)確模擬，因此在計(jì)算吊點(diǎn)調(diào)整量時(shí)未考慮混凝土樓板的剛度貢獻(xiàn)，以考慮最不利的變形情況.由于變形計(jì)算結(jié)果偏于保守，實(shí)際操作中，按模擬數(shù)值的60%進(jìn)行吊點(diǎn)預(yù)抬高.每層各個(gè)位置吊桿的伸長(zhǎng)量基本一致，可統(tǒng)一按圖 9b所示各層吊桿長(zhǎng)度的預(yù)調(diào)整量進(jìn)行調(diào)整.

a 吊點(diǎn)理論調(diào)整量

b 吊桿長(zhǎng)度調(diào)整量

為保證分析結(jié)果的合理性，施工中對(duì)吊點(diǎn)變形進(jìn)行了監(jiān)測(cè).圖10為各個(gè)吊點(diǎn)理論計(jì)算與實(shí)測(cè)值的對(duì)比.從圖中可以看出，實(shí)測(cè)結(jié)果普遍小于理論計(jì)算，約為理論計(jì)算位移的44%～73%，平均為60%.且兩者分布規(guī)律吻合較好.

圖10　實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)對(duì)比

Fig.10Actual measured displacement versus theoretical displacement of suspension point

4　主體結(jié)構(gòu)施工對(duì)幕墻支撐結(jié)構(gòu)影響

4.1主體結(jié)構(gòu)區(qū)間壓縮量分析

圖11為計(jì)算得到的主體結(jié)構(gòu)巨柱總豎向變形.從圖中可以看出，在塔樓竣工時(shí)，巨柱豎向變形為80.9 mm，最大豎向變形量發(fā)生在63層塔樓，竣工50年后巨柱豎向變形為269 mm，塔樓最大豎向變形量發(fā)生在112層.

圖11　巨柱豎向變形

根據(jù)以上的分析結(jié)果，利用各區(qū)頂端和低端的豎向變形求得各區(qū)巨柱的豎向壓縮量,并扣除在幕墻施工前發(fā)生的壓縮量，可得50年后巨柱的區(qū)間壓縮量，如表1所示.

變形成分中，徐變和彈性壓縮量高區(qū)大低區(qū)小，主要是因?yàn)閺椥院托熳冏冃尉蜆?gòu)件的應(yīng)力水平呈正比，結(jié)構(gòu)下部構(gòu)件應(yīng)力水平較上部高,因此構(gòu)件的彈性和徐變變形量大.收縮則是下部小上部大，主要因?yàn)?，混凝土?gòu)件的收縮變形與構(gòu)件的體表比呈反比關(guān)系，巨柱越向上截面越小，體表比越小，因此構(gòu)件的收縮變形越向上越大.

表1幕墻施工后各區(qū)巨柱兩端相對(duì)變形(50年)

Tab.1Relative deformation of mega column at both ends after curtain wall construction by model mm

區(qū)號(hào)彈性變形收縮變形徐變變形總變形值設(shè)計(jì)變形取值80.7158.424.137.972.312.711.926.940.863.712.214.830.745.556.111.715.633.448.348.210.415.834.448.538.98.917.735.549.428.97.317.133.345.9

由于徐變和收縮變形固有的離散性、模型的誤差以及材料性質(zhì)和環(huán)境的隨機(jī)性,壓縮量的計(jì)算可能有一定的誤差.用于設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)分析結(jié)果考慮一定變異系數(shù)[4]，取收縮變異系數(shù)δs=0.23，徐變變異系數(shù)δcr=0.34，按95%置信度(50年)對(duì)收縮徐變量按1+1.96δs和1+1.96δcr調(diào)整，則竣工50年后最終壓縮量可確定為表1最后一列所示結(jié)果.區(qū)間最大壓縮量達(dá)到了49.4 mm，直接影響相關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)[5-6].

將ABAQUS分析的巨柱區(qū)間壓縮量，以節(jié)點(diǎn)強(qiáng)制位移的方式，施加到SAP 2000模型中,以分析主體結(jié)構(gòu)區(qū)間壓縮引起的幕墻支撐結(jié)構(gòu)與樓面的豎向相對(duì)位移以及支撐結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力.

4.2幕墻支撐結(jié)構(gòu)與樓面相對(duì)變形分析

下面以2區(qū)為例對(duì)環(huán)梁與樓面相對(duì)變形規(guī)律進(jìn)行說明，巨柱壓縮導(dǎo)致環(huán)梁隨動(dòng)變形與對(duì)應(yīng)樓面產(chǎn)生的相對(duì)位移(圖12).各個(gè)位置徑向支撐與樓面間的位移差呈現(xiàn)大小相間的分布規(guī)律，最大位移差可達(dá)48 mm左右，而最小位移差僅為不足5 mm.圖 12中位移差較大且各層位移差大小基本相同的位置均位于樓面次框架柱附近(圖 1)，如3，9，15等位置，而位移差從高到低呈現(xiàn)漸增規(guī)律的位置則位于巨柱附近,如8，14，20等位置(圖 1).

產(chǎn)生圖 12中所示位移差分布規(guī)律的原因是由于樓面邊梁在巨柱與樓層次框架柱間鉸接，當(dāng)本區(qū)巨柱發(fā)生豎向壓縮時(shí)，次框架鋼柱并不會(huì)受本區(qū)巨柱壓縮影響發(fā)生豎向縮短，所以，對(duì)與次框架連接的環(huán)梁，巨柱壓縮量即是環(huán)梁與樓面相對(duì)位移差.而位于巨柱附近的徑向支撐其內(nèi)端支撐點(diǎn)會(huì)在巨柱的帶動(dòng)下發(fā)生豎向沉降，越位于上部的徑向支撐由于巨柱累計(jì)長(zhǎng)度較長(zhǎng)其豎向位移也就越大，因而與外圍的環(huán)梁位移差也就越小，巨柱截面在區(qū)間相等，各層巨柱壓縮量一致，因此位于巨柱附近的徑向支撐兩端的位移差也就呈現(xiàn)從上到下逐漸遞增的規(guī)律.

圖12　環(huán)梁與主樓相對(duì)位移差

4.3主體結(jié)構(gòu)豎向壓縮對(duì)幕墻支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響

常規(guī)幕墻結(jié)構(gòu)作為靜定的次結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)變形一般不會(huì)引起其次內(nèi)力，而上海中心幕墻支撐結(jié)構(gòu)作為高度約60 m的懸掛結(jié)構(gòu)，環(huán)梁與樓面的位移差將在幕墻支撐結(jié)構(gòu)的徑向支撐中產(chǎn)生附加內(nèi)力.

圖13為2區(qū)巨柱壓縮與幕墻系統(tǒng)自重引起的徑向支撐附加彎矩的對(duì)比.由圖可知，45.9 mm的巨柱壓縮量下徑向支撐產(chǎn)生了較大的附加彎矩，附加彎矩最大的位置發(fā)生在3號(hào)位置，支撐長(zhǎng)度只有3 m，抗彎剛度大，最大附加彎矩為42 kN·m，約為徑向支撐抗彎承載力的30%,遠(yuǎn)大于不考慮巨柱壓縮時(shí)幕墻自重作用下徑向支撐的附加彎矩15 kN·m.這表明巨柱壓縮引起的各個(gè)位置環(huán)梁與樓面間不均勻的豎向變形差會(huì)顯著增加徑向支撐的附加彎矩.因此，構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)考慮巨柱壓縮引起的影響是非常有必要的.

圖13　巨柱壓縮引起徑向支撐附加彎矩(1層)

5　結(jié)論

(1) 由于設(shè)備層剛度柔且不均勻性較強(qiáng)，即使采用逐層找平的施工方法，施工完成后環(huán)梁與設(shè)計(jì)標(biāo)高的偏差仍達(dá)到31.7 mm，最大與最小位移相差達(dá)17.3 mm.根據(jù)幕墻支撐結(jié)構(gòu)施工過程模擬分析結(jié)果，采用吊點(diǎn)預(yù)抬高和吊桿長(zhǎng)度調(diào)整的措施對(duì)環(huán)梁標(biāo)高進(jìn)行預(yù)調(diào)整，保證了幕墻的幾何形態(tài)和安全使用.

(2) 主體結(jié)構(gòu)巨型框架與次框架復(fù)合的構(gòu)成特點(diǎn)，導(dǎo)致巨柱區(qū)間壓縮量會(huì)引起幕墻支撐結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)樓面發(fā)生數(shù)值較大且分布規(guī)律復(fù)雜的豎向位移差，通過施工模擬方法對(duì)豎向位移差進(jìn)行確定,為幕墻支撐結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)間的滑動(dòng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)提供依據(jù).

(3) 主體結(jié)構(gòu)施工引起的巨柱區(qū)間壓縮將引起徑向支撐較大的附加彎矩，最大附加彎矩應(yīng)力比達(dá)到0.3，其對(duì)幕墻支撐結(jié)構(gòu)安全的影響不容忽視.

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DING Jiemin, HE Zhijun, LI Jiupeng,etal. Analysis and design of key connection of curtain wall support structure of Shanghai Tower [J]. Building Structures, 2013, 43(24): 12.

Analysis on Effect of Construction on Curtain Wall Support Structure of Shanghai Tower

HE Zhijun, LI Jiupeng, DING Jiemin

(Tongji Architectural Design (Group) Co. Ltd., Shanghai 200092, China)

Based on the construction simulation analysis of Shanghai Tower, the preset deformation of suspend curtain wall support structure (CWSS) was studied, and additional internal forces in CWSS caused by the compression of super column were analyzed in detail. The analysis results shown that if the traditional methods of construction, that is, the ring beam is calibrated level by level, is used, the elevation of ring beam will be off the correct level after construction is completied. If the pre-raising of suspension point and pre-adjustment of the length of sag rod is adopted, the curtain wall service and geometry can be ensured. The compression of super column can lead to a relative displacement, which is large and complicated, between ring beams and floors of main structure. Construction simulation analysis should be conducted to determine the slide range of the sliding joint between CWSS and main structure under the compression of main structure. And the additional moment of radial strut caused by compression of super column is equivalent to 30% capacity of moment of radial strut. Its adverse effects on the CWSS cannot be ignored.

Shanghai Tower； suspension curtain wall support structure； construction simulation analysis； preset deformation; shrinkage and creep

2015-01-23

上海市科技攻關(guān)計(jì)劃(09dz1207704)

何志軍(1972— )，男，教授級(jí)高級(jí)工程師，工學(xué)博士，主要研究方向?yàn)槌邔咏ㄖY(jié)構(gòu)和復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)等.

E-mail:8hzj @tjadri.com

李久鵬(1982— )，男，工程師，工學(xué)博士，主要研究方向?yàn)槌邔咏ㄖY(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等.E-mail:52ljp@tjadri.com

TU 318

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