调平法在建筑结构设计中的应用研究（论文）.pdf

第43卷第3期 2016年3月 建筑设计 Architectural Design 建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development 调 平 法 在 建 筑 结 构 设 计 中 的 应 用 研 究 殷 飞 (广 州地铁 设 计研 究 院有 限公 司 ，广 州 510000) [摘 要 ]由于建筑功能使用要求，各种大跨度及高层建筑在现代建筑设计中越来越常见。建筑平面及高度的多样性，使得 该类建筑的竖向构件在重力荷载作用下会产生差异变形，由此导致结构附加内力增大，不利于结构承受水平荷载。为减少这种 由于差异变形导致附加 内力增加的不利，在结构设计过程中，可通过调平法来降低附加 内力。本文通过举例某办公楼工程的梁 柱节点内力分析，发现 了相邻柱差异变形所产生的附加 内力会影响梁端弯矩的特点。进而采用调平原理，可以在结构设计过程 中方便找到竖向构件 变形趋势，从而进行变形协调调整，使受力更合理。 [关键词 ]竖向变形差异 ；模拟施工加载 ；附加内力 ；调平法 [中图分类号 ]TU34 [文献标志码 ]A [文章编号 ]1001—523X (2016)03—0042~)2 Application of Leveling M ethod in Building Structure Design YinFei 【Abstract]Due to building function requirements，a variety of large—span and high—rise buildings in modem architectural design is increasingly common．Building plan and height diversity makes the vertical elements of such building under gravity loads will produce differential deformation，resulting structure additional internal forces increased，the structure iS not conducive to withstand horizontal loads．To reduce this deformation leads to additional internal forces due to differences in the adverse increase in the structural design process，additionalintemal forces can be reduced by leveling method．By Way of example of a beam．column oints of internal forces building engineering analysis we found additionalintemal forces generated by deformation of the adiacent column differences will affect the beam end moment characteristics．Further use 1eveling principle，you carl easily find the vertical component deformation fiend in the structural design process，thereby deforming coordinate adjustment，make the force more reasonable． 1 Keywords l ve~ical deformation；simulated construction load；additiona¨nternal forces；1eveling method 现代城市建设对于办公建筑、商业服务建筑等需求 日益 增多。这类建筑一般都有较高的使用功能及造型要求，普遍 采用大跨度、大悬挑、转换等结构形式。由于建筑平面布局、 高度分布及使用要求不同，荷载差异对竖向构件 (特别是相 邻竖向构件)将会产生变形差异，从而对结构设计产生影响。 一 般而言，结构的变形是由承受的荷载及 自身刚度决定。 相邻竖向构件由于重力荷载产生的竖向变形差会增加与之相连 水平构件的内力 (竖向构件与水平构件连接大多为超静定状态， 支座的相对位移会在水平构件内部产生较大的附加内力)，对 结构的安全性和投资的经济性都会有不利影响。这种影响的程 度是与竖向构件的变形差异大小关系密切。我们在复杂公共(高 层)建筑结构设计中，应尽量将各个竖向构件在重力荷载作用 下的变形控制在较为均匀的水平，减小竖向构件之间的相对位 移，目的就是将附加内力的影响降到最低程度。 1 调平原理及计算分析方法 调平法是针对竖 向构件差异变形采取的一种设计方法， 在结构整体模型中，先将水平构件设置为铰接，目的是使整 体模型中的多余约束数量降至最低，进行重力荷载施加，然 后统计分析各层各柱竖向应力，通过适当调整竖 向构件截面 尺寸及结构平面布置，将各柱的竖向应力控制在较为均匀的 水平，尽量达到铰接后的竖向构件在重力荷载作用下变形协 调一致 以降低 因竖向构件差异变形而产生的附加内力，优化 整体结构的受力性能，待调整过程完成之后，重新设置水平 构件节点刚接，按实际的结构整体模型进行结构设计。 实际工程在施工过程中，施工工序为先进行本层脚手架 和模板搭设，再进行钢筋绑扎及混凝土浇筑，当混凝土强度 达到一定要求时进行模板拆除，并按此顺序逐层向上施工。 通常结构恒载 (自重)在竖向荷载中所占比重较大，因此竖 向构件的变形主要发生在施工阶段。竖向永久荷载的加载是 收稿日期 ：2015-12—29 作者简介 ：殷飞 (1986一)，男，广东广州人，工程师，主要从事高 层建筑结构设计工作。 ·42· 随着逐层拆模而逐层施加的，并且在施丁中会逐层找平，因 此下层 的变形不会对以上各层产生影响。根据这一特点，在 进行结构分析计算时，软件选用中国建筑科学研究院编制的