[发明专利]竖向变形差引起的高层建筑结构构件附加内力优化方法

说明书

本发明涉及一种竖向变形差引起的高层建筑结构构件附加内力优化方法，包括步骤：采用常规方法对建筑结构进行建模计算；根据计算结果得到受竖向变形差影响大的框架梁；对受竖向变形差影响大的部分或者全部框架梁进行分步施工。按照此方法设计的高层建筑结构水平构件内力可以得到极大优化，基本消除识别出采用分步施工法实施的部分框架梁由于自重差异变形引起的附加内力。采用分步施工法实施过程中由柔性楼板联系竖向构件，竖向构件变形差异对柔性楼板产生的附加内力有限，分步施工完成后刚性框架梁再参与结构整体受力，柔性楼板和刚性的框架梁先后参与工作，一柔一刚、刚柔并济。节省材料，提高结构效率，符合“少费多用”的绿色设计理念。

技术领域

本发明涉及结构工程技术领域，特别是涉及一种竖向变形差引起的高层建筑结构构件附加内力优化方法。

背景技术

当前，在重力等荷载的作用下，高层或者超高层建筑结构中的剪力墙、柱等竖向构件承受的压应力水平会有所不同，竖向压缩变形差异会引发重力荷载向下传递过程中的转移，并使结构构件产生较大的附加内力，不利于建筑物结构抗震和抗风。

现有的解决此问题的方法主要有如下两种：一种是传统设计法，即通过加大受影响的竖向构件的截面尺寸及配筋数量使之满足设计计算要求。传统设计法是目前普遍使用的方法，虽然设计工作简单，但存在浪费材料，结构构件利用效率低的问题。另一种是调平设计法，即通过调整竖向构件的截面尺寸及结构布置方式，使各竖向构件在重力荷载作用下的压应力水平趋于一致，以减小竖向构件的附加内力。调平设计法较之传统设计法一定程度上有所改进，但程序繁琐，需要对整体结构的竖向刚度和抗侧刚度联动考虑，对设计要求高。

发明内容

基于此，有必要提供一种竖向变形差引起的高层建筑结构构件附加内力优化方法，旨在解决现有技术构件附加内力大，浪费材料，施工繁琐影响施工效率的问题。

一种竖向变形差引起的高层建筑结构构件附加内力优化方法，其包括如下步骤：

采用常规方法对建筑结构进行建模计算；

根据计算结果得到受竖向变形差影响大的框架梁；

对受竖向变形差影响大的部分或者全部框架梁进行分步施工。

采用上述方案的高层建筑结构构件附加内力优化方法，先采用常规方法对建筑结构进行建模计算；而后根据计算结果得到由于竖向变形差影响大的框架梁；最后对竖向变形差影响大的部分或者全部框架梁进行分步施工。按照此方法设计的高层建筑结构水平构件内力可以得到极大优化，基本消除识别出采用分步施工法实施的框架梁由于自重差异变形引起的附加内力，相邻区域框架梁内力也得到极大改善。采用分步施工法实施过程中由柔性楼板联系竖向构件，竖向构件变形差异对柔性楼板产生的附加内力有限，分步施工完成后刚性的框架梁再参与结构整体受力，柔性楼板和刚性框架梁先后参与工作，一柔一刚、刚柔并济。该方法优化过程简单，操作方便，通用性好，能够极大改善高层建筑结构水平构件内力分布，节省材料，提高结构效率，符合“少费多用”的绿色设计理念。

在其中一个实施例中，在所述采用常规方法对建筑结构进行建模计算的步骤中，具体是先安装竖向构件、再安装水平构件的从低往高顺序搭建建筑结构整体，而后采用力学仿真软件对各竖向构件和各水平构件的受力进行仿真模拟。

在其中一个实施例中，在所述根据计算结果得到受竖向变形差影响大的框架梁的步骤中，具体是计算各构件在多种载荷工况下的内力数值，所述内力数值包括弯矩。

在其中一个实施例中，在所述对竖向变形差影响大的部分或者全部框架梁进行分步施工的步骤中，若所述框架梁为混凝土梁，则在施工时先预留钢筋，待建筑结构的主体结构封顶之后再对所述框架梁进行混凝土浇筑作业。

在其中一个实施例中，在所述对竖向变形差影响大的部分或者全部框架梁进行分步施工的步骤中，若所述框架梁为钢梁，则先不装钢梁，待建筑结构的主体结构封顶之后再安装所述钢梁。