收藏本站
《重庆大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

巨型桁架—核心筒结构施工技术研究与施工过程力学模拟分析

曾强  
【摘要】:对于目前世界上处于快速发展的复杂工程项目(超高、超大跨度、超大体量),常规结构设计方法的运用存在着较大的局限性。由于结构自身的超级尺寸和复杂多变的结构形式,使复杂结构在建造过程中对各种误差、变形控制的要求更加严格。因此施工过程的力学跟踪分析成为工程分析研究中倍受关注的研究重点。 上海环球金融中心采用了全新的巨型桁架-核心筒组合结构体系,其结构高度达到了创纪录的492m。从施工技术角度来讲,上海环球金融中心的建造过程包含了超高层混凝土施工技术、超高层钢结构施工技术和大跨度钢结构施工技术,这些先进的工程施工技术使环球中心项目成为了凝集当今最新工程科技的标志性建筑。本文以正在建造中的超高层项目上海环球金融中心为例,从超高层结构的施工技术和施工过程力学跟踪分析两方面进行深入细致的研究。 本文研究工作的多项内容直接来源于实际工程。这些问题内容主要是在设计阶段没有考虑或者考虑程度不够深入,最终积累到施工中急待解决的技术难题。本研究与环球中心工程实际建造过程“并行”开展,以虚拟仿真技术为分析手段,在通用有限元程序平台上通过二次开发编写专门针对施工过程模拟分析的仿真程序,对实际施工中所遇到无法仅靠经验就能解决的工程技术难题进行了深入分析,为实际建造过程中工程技术难题的处置方法和施工方案的优选提供了科学可靠的依据。文中重点研究了以下几方面的内容: 在超高层施工技术方面,本文着重研究了超高层施工中的施工垂直运输系统、核心筒及巨型柱的模板系统、超高层泵送混凝土技术和超高层施工的垂直度控制等几项关键性施工技术。在超高层的钢结构施工技术方面,本文则重点研究了现场厚板焊接技术、铸钢节点焊接技术和单元扩大悬臂安装施工技术的原理及技术要点。这些施工技术代表了当今超高层建筑施工的最新技术,经历了实际工程的检验,对研究超高层建筑成套施工技术具有很高的参考价值。 本研究着重开发基于复杂施工因素影响的巨型桁架-核心筒结构数值模拟对比分析技术,在结构分析与施工方法之间的交叉领域进行了深入的探索。研究过程中结合巨型桁架-核心筒组合结构的施工特点,设计规划针对“核心筒超前施工法”的施工过程仿真计算模式和分析流程。根据分析流程综合考虑“施工找平调整作用”、混凝土的徐变和收缩等因素,编制超高层结构施工过程模拟参数化分析程序(APDL),实现对不同施工方案的模拟仿真分析,为最终施工方案的对比优选提供科学依据。 论文重点进行了主塔楼1~91层考虑施工方法对超高层施工过程竖向变形差异影响的全过程数值跟踪分析研究。施工建造过程中在自重荷载和施工荷载作用下楼层的标高位置与设计位置存在变形差,并且由于核心筒与外框巨型柱的建造顺序和荷载比例分配不同,同层的核心筒与外框巨型柱的标高位置也将发生差异。本文在考虑混凝土的收缩徐变和施工找平调整等因素的基础上,对环球中心的施工全过程进行数值跟踪分析,并将模拟分析结果与常规分析计算结果进行了对比,同时就不同施工条件对超高层建筑竖向变形差异的影响问题进行了分析。 运用仿真分析程序,本研究对伸臂桁架终拧固结对巨型桁架-核心筒结构施工过程中竖向变形差异的调节作用进行了深入研究。 本文还研究了大跨度钢结构预起拱分析,以及安装过程中内力监控,变形监控的模拟分析技术。对钢结构的预起拱分析集中在两个方面:在“核心筒超前施工”条件下巨型结构带状桁架预起拱的仿真分析;顶部钢结构(月亮门)的预起拱和悬臂安装过程数值跟踪分析。本文研究的仿真分析结果与随后实际施工的测量结果相比有着很高的精确度,证明了施工仿真分析对解决实际工程难题的准确性和可靠性。 本研究的内容大部分来自于实际施工中所遇到的技术难点问题,研究的分析结果为这些实际难点问题的解决方案提供了科学可靠的依据。其研究为在结构分析和施工方法之间架设一座高效畅通的“桥梁”,为施工学科研究从“经验”向“经验与数据相结合”的转变进行了探索和研究。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TU399

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 侯慎杰;郑州会展宾馆关键施工技术研究与应用[D];西安建筑科技大学;2011年
2 曾敏;大跨预应力型钢混凝土梁施工监控与模拟分析[D];中南大学;2012年
3 黄伟;音乐厅大跨复杂混合结构施工模拟分析与监测[D];中南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕西林,邹昀,卢文胜,赵斌;上海环球金融中心大厦结构模型振动台抗震试验[J];地震工程与工程振动;2004年03期
2 邹昀,吕西林,卢文胜,钱江;上海环球金融中心大厦整体结构振动台试验设计[J];地震工程与工程振动;2005年04期
3 叶可明,范庆国;上海金茂大厦施工技术[J];中国工程科学;2000年10期
4 鲍广鉴,李国荣,王宏,罗军,曾强,陈柏全;现代大跨度空间钢结构施工技术[J];钢结构;2005年01期
5 潘鼐;现浇混凝土楼板和模板支撑荷载传递的测试分析[J];工业建筑;1989年05期
6 杨丽,郭志恭;工程建设技术标准动态高层钢筋混凝土结构设计中如何考虑徐变、收缩的作用[J];工业建筑;1995年04期
7 袁振军,张文元,张耀春;巨型桁架筒体结构性能有限元分析[J];哈尔滨建筑大学学报;2000年05期
8 陈麟;张耀春;;巨型结构体系及发展趋势[J];哈尔滨工业大学学报;2003年11期
9 戴苏敏;塔式起重机在超高层建筑施工中的安装与应用——以深圳国际商务中心大厦工程为例[J];建筑;2003年07期
10 丁龙章;;高层框架在恒载作用下的施工模拟计算[J];建筑结构;1985年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯光明,徐德新;结构抗震时程分析法中的层模型的研究[J];四川建筑科学研究;1999年01期
2 刘坚,李开禧,张利;钢框架—混凝土剪力墙混合结构的简化计算方法[J];四川建筑科学研究;2003年02期
3 曹征良,吴涛,林艺勇,朱佳宁;高强混凝土框架柱轴压比限值的研究[J];四川建筑科学研究;2003年04期
4 薛伟辰;高性能(高强)混凝土构件受力性能研究[J];四川建筑科学研究;2004年01期
5 余志祥,蔡宏儒;索网结构有限元找形与参数分析[J];四川建筑科学研究;2004年02期
6 蔡宏儒,林宏图;索网结构动力松弛法找形的研究应用[J];四川建筑科学研究;2004年02期
7 余志祥,刘家喜;某膜结构工程加固非线性分析[J];四川建筑科学研究;2004年03期
8 何志军,丁洁民;基于非线性有限元的膜结构初始形态设计[J];四川建筑科学研究;2004年03期
9 时彬;钢筋混凝土巨型框架主次结构间桁架作用的力学分析[J];四川建筑科学研究;2004年04期
10 余志祥,赵雷;张力结构形态确定的改进方法[J];四川建筑科学研究;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴雄;杨文;王军;赵日煦;王发洲;;自养护混凝土中水分传输机制模型的研究[A];2011年混凝土与水泥制品学术讨论会论文集[C];2011年
2 王慧;丁森;;高空大悬挑结构施工[A];吉林省土木建筑学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 吴周偲;杨伟波;王磊;吉敏君;沈芳;;超长混凝土结构预应力张拉过程应力监测[A];第十一届后张预应力学术交流会论文集[C];2011年
4 王靖;邱志平;;复合材料张拉膜结构找形的力密度区间分析方法[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
5 侯管仲;肖勇;;金属网反射器索网预应力对模态的影响[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
6 陈璞;孙树立;陈永强;袁明武;;工程结构分析软件中的若干进展[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
7 毛苑君;吕西林;卢文胜;康利平;;上海中心大厦结构模型振动台抗震试验[A];第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅱ)[C];2010年
8 朱旭东;吕西林;卢文胜;;证大喜玛拉雅酒店结构振动台试验研究[A];第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅱ)[C];2010年
9 余加勇;朱建军;张坤;易笃韬;;柱状构筑物垂直度非接触检测方法及其精度分析[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
10 王玉岭;张善国;;北京首都机场停车楼及交通中心工程拱支座施工技术[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 闫培雷;考虑隔墙影响的框架结构非线性地震反应分析及地震灾场模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王学庆;考虑土—结构动力相互作用的巨型框架隔震悬挂结构动力响应分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 郭远臣;再生骨料/水泥复合材料干缩性能研究[D];昆明理工大学;2010年
4 白羽;梁、板、网架结构损伤诊断研究[D];昆明理工大学;2008年
5 杨婷婷;基于集料功能设计的水泥石界面性能研究[D];武汉理工大学;2010年
6 吴静;多重螺旋箍筋增韧轻质混凝土抗震性能研究[D];武汉理工大学;2010年
7 张登祥;混凝土早期收缩开裂理论与控制技术及其在桥梁工程中的应用研究[D];长沙理工大学;2010年
8 郭猛;框架—密肋复合墙结构抗震性能与设计计算方法研究[D];北京交通大学;2011年
9 张(王乐)元;体外CFRP筋加固混凝土梁受弯性能的研究[D];东北林业大学;2010年
10 罗浩;高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥徐变变形对车—桥系统耦合振动的影响研究[D];中南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 闫丽梅;高层建筑结构自由振动分析的ODE方法[D];河南理工大学;2010年
2 张伟杰;高层建筑和高耸结构的简化动力分析[D];河南理工大学;2010年
3 宁小文;二阶弹塑性分析在钢结构抗震设计中的应用研究[D];安徽农业大学;2010年
4 李甲甲;钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力计算方法研究[D];郑州大学;2010年
5 蔡秀兰;再生细集料混合砂浆配合比及物理性能试验研究[D];郑州大学;2010年
6 王永伟;框架一剪力墙结构抗震性能分析[D];郑州大学;2009年
7 刘秦;再生废砖粗骨料混凝土配合比及物理性能试验研究[D];郑州大学;2010年
8 杨鹏成;某预应力混凝土框架结构施工监控技术研究[D];郑州大学;2010年
9 张圣言;掺纳米SiO_2钢纤维混凝土力学性能试验研究[D];郑州大学;2010年
10 余文华;CFRP增强高强混凝土柱延性性能研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨庆生;李春江;弓俊青;;大体积混凝土凝固过程的温度和应力仿真与控制[J];北京工业大学学报;2007年09期
2 张爱林;刘学春;张传成;;2008奥运会羽毛球馆新型预应力弦支穹顶结构施工监控[J];北京工业大学学报;2008年02期
3 陈健斌;;悉尼歌剧院解读[J];北京建筑工程学院学报;2008年04期
4 刁建鹏;黄声享;;CCTV新台址主楼变形监测分析[J];测绘工程;2009年05期
5 范立础,杜国华,马健中;斜拉桥索力优化及非线性理想倒退分析[J];重庆交通学院学报;1992年01期
6 纪晓东;钱稼茹;周怡斌;;国家体育场钢屋盖结构地震损伤诊断模拟分析[J];动力学与控制学报;2007年03期
7 李爱群,缪长青,李兆霞,韩晓林,吴胜东,吉林,杨玉冬;润扬长江大桥结构健康监测系统研究[J];东南大学学报(自然科学版);2003年05期
8 王元丰;韩冰;周耀;周长东;张辉东;;地铁车站结构健康监测研究[J];都市快轨交通;2008年05期
9 谢浩,刘晓帆;体现可持续发展原则创造高技术生态建筑——以德国法兰克福商业银行总部大厦为例[J];房材与应用;2002年05期
10 戴复东;高层超高层建筑的产生与发展及今后趋向预计[J];中国工程科学;1999年02期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 江洋;石永久;王元清;施刚;;大型钢结构施工过程模拟与分析综述[A];第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2005年
2 潘鹏;张微敬;钱稼茹;;基于ABAQUS的预应力拉索施工过程模拟方法及应用研究[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年
3 李之达;黄强;李耘宇;;联拱隧道围岩的稳定性与黏弹性分析[A];中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议论文摘要集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 王爱勋;武汉国际会展中心工程关键施工技术研究与应用[D];武汉理工大学;2006年
2 汪菁;深圳市民中心屋顶网架结构健康监测系统及其关键技术研究[D];武汉理工大学;2008年
3 周耀;地铁车站结构健康监测研究[D];北京交通大学;2008年
4 刘学武;大型复杂钢结构施工力学分析及应用研究[D];清华大学;2008年
5 谭洪波;功能可控型聚羧酸减水剂的研究与应用[D];武汉理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 王洽亲;2010上海世博会英国馆结构健康监测研究[D];浙江大学;2011年
2 刘为俊;某大型复杂空间网格结构施工过程仿真与监测[D];武汉理工大学;2011年
3 黄永刚;大体积混凝土温度监测与裂缝控制[D];西安建筑科技大学;2004年
4 蔡佳骏;联拱隧道结构稳定性分析及施工监控监测技术研究[D];武汉理工大学;2005年
5 李彬彬;大体积混凝土温度应力有限元分析[D];西安建筑科技大学;2007年
6 叶芳芳;大悬挑悬挂混合结构的施工控制[D];中南大学;2009年
7 于洪涛;广州珠江新城西塔结构施工过程应变监测研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
8 王辉;大体积混凝土结构温度应力有限元分析[D];西安建筑科技大学;2010年
9 雷李梅;大体积混凝土温度控制及有限元分析[D];华中科技大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 薄峥辉;;大型改建工程中的原预应力结构处置[J];建筑施工;2013年04期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐茂波,刘西拉;用蒙特卡罗方法计算钢筋混凝土梁的结构可靠度及对人为错误的敏感度分析[J];四川建筑科学研究;1990年01期
2 邓璞;地下工程中研究和开发的潜在课题[J];地下空间;1994年01期
3 赵西安;;我国高层建筑结构计算方法的进展[J];工程力学;1990年01期
4 单建,易军,郑勤刚;荷载缓和体系的受力性能研究[J];工程力学;1999年03期
5 陆赐麟;;对高层建筑钢结构国产化道路的研讨[J];钢结构;1987年02期
6 L·E·罗伯逊;顾慰祖;;钢结构在高层建筑中的作用[J];钢结构;1990年01期
7 曹志远,邹贵平,唐寿高;时变动力学的Legendre级数解[J];固体力学学报;2000年02期
8 杨丽,郭志恭;工程建设技术标准动态高层钢筋混凝土结构设计中如何考虑徐变、收缩的作用[J];工业建筑;1995年04期
9 王光远;结构服役期间的动态可靠度及其维修理论初探[J];哈尔滨建筑工程学院学报;1990年02期
10 王光远;结构强度储备的评估及结构维修过程的跟踪决策[J];哈尔滨建筑工程学院学报;1993年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周绪红;黄湘湘;王毅红;狄谨;刘永健;;钢框架—钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异补偿对结构性能的影响[J];土木工程学报;2006年04期
2 袁雅光;;绍兴皇冠假日酒店型钢混凝土框架-核心筒结构设计[J];结构工程师;2010年03期
3 ;[J];;年期
4 ;[J];;年期
5 ;[J];;年期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 曾强;巨型桁架—核心筒结构施工技术研究与施工过程力学模拟分析[D];重庆大学;2009年
中国知网广告投放
相关机构
>重庆大学
相关作者
>曾强
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026