浅析高层建筑结构力学分析方法

发表时间:2021/1/11   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:文竹
[导读] 摘要:面对逐渐增多的超高层建筑,不仅要关注建筑的设计性、实用性,更要从技术层面关注到施工的合理性,经济性和安全性,所以分析超高层建筑结构施工特点,对关键技术进行解析,对提高施工安全性和工程质量具有重要意义。
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        摘要:面对逐渐增多的超高层建筑,不仅要关注建筑的设计性、实用性,更要从技术层面关注到施工的合理性,经济性和安全性,所以分析超高层建筑结构施工特点,对关键技术进行解析,对提高施工安全性和工程质量具有重要意义。基于此,以下对高层建筑结构力学分析方法进行了探讨,以供参考。
        关键词:高层建筑;结构力学;分析方法
        引言
        进入到二十一世纪,人们生活水平逐渐提升,其对高层建筑的需求量逐渐增大,同时对其施工提出全新的要求,以满足自身的需求。受高层建筑自身的性质因素影响,施工工程量较大,涉及的环节较多,整体上较为复杂,导致施工难度增大,尤其是在高层建筑结构施工过程中,如果出现问题将造成工程整体质量受到影响,因此需要加强重视力度,灵活应用先进的技术,保证工程全面开展。
        1高层建筑结构
        随着现在城市建筑建设的不断发展超高层建筑、不规则结构体系不断增加,特别是在城市规模不断发展的情况下,城市土地寸土寸金,超高层建筑更加受到欢迎。超高层建筑一般高度都超过60米,超高层建筑结构具有一定的复杂性,施工过程中要综合考虑多方面因素,包括施工活载、吊车荷载、混凝土浇筑期、收缩徐变效应等多种因素。现阶段对于超高层建筑结构施工的研究主要采取施工仿真模拟计算分析,根据超高层建筑结构设计的不同和超高层建筑使用要求的不同,依据经济、安全、合理的设计原则可以将超高层建筑分为框架结构体系、剪力墙结构体系、框架一剪力墙结构体系、框架一核心筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。
        2高层建筑结构施工关键技术
        2.1地基基础施工技术
        因为区域性的不同,不同地区的地质出现一定的差异,所以不同地区的高层建筑地基应当全面分析当地的地质情况。在实际施工当中,假如存在地质持力层较深、情况比较复杂以及地基较深的区域,应当利用桩基础实施加固处理,不过,因为我国的钢建材比较匮乏等,需要优先选取现浇钢筋混凝土桩用作桩基础,考虑到钢筋混凝土桩成本较低等原因,所以近些年在高层建筑施工当中得到了普遍的运用,但是对于地基基础埋藏较深的地区,应当实施沉井法完成施工。混凝土施工技术,应当把抗压强度当成关键的衡量指标,同时对水灰比进行合理的控制,在水泥标号相同的前提下,混凝土的抗压强度随着水灰比的增大而增强,在水灰比一定的情况下,应当提升水泥用量同时提升混凝土的密度,最终实现混凝土强度的提升。
        2.2混凝土工程
        超高层建筑结构施工涉及到大量的大体积混凝土施工,混凝土工程技术大致可以分为施工材料控制、浇筑技术和温度监测技术。首先施工材料要根据施工要求进行选择,采用水化热较低的水泥优化混凝土配合比,也可以适量使用矿物掺合料代替水泥充分利用温度管理技术等对施工温度进行控制,减少温度应力产生的施工裂缝,;其次混凝土浇筑技术中要注意浇筑的种类、浇筑量和浇筑质量,严格按照混凝土浇筑顺序进行施工,施工过程中注意梁、板施工坡度,严格把控浇筑质量;最后施工中一定要采取专业的温测技术,浇筑前按照施工现场进行仿真模拟数据测算,同时要做好通水试验记录,还要分析搅拌运输车、搅拌站位置、距离、交通等情况,确保施工质量
        2.3结构转换层施工技术
        从高层建筑功能层面进行分析,高层建筑的不同高度层应当具有一定的差别,上部建筑应当具备小空间轴线,下部建筑则需要大空间轴线。实际上此种情况和力学难以符合,不过高层建筑结构的下部结构应当承受的压力更大,所以以便和施工目标相互吻合,应当建立转换层结构,对于转换层的筒体结构等,能够利用加大筒体等方法,实现提升下部结构性能的效果,在合理的情况下,能够在建筑周围设计一些剪力墙等,使得转换层的抗震能力得到提升。


        3高层建筑结构中常用的力学分析方式
        3.1优化结构分析及弹塑性动力分析
        首先对优化结构分析来说,其主要是将目前先进的网络计算机技术及数学理论方式结合,从而形成的一种设计方式,使用这类结构分析方式可以更好的对高层建筑结构力学进行分析,优化传统的分析方式将原来检验分析转为规划设计分析,通俗来说就是通过此类方式对建筑的结构进行检验和规划。此外使用最优化结构分析可以对高层建筑结构力分析打下一个基础,并让小重量材料产生大刚度。其次对弹塑性动力分析来说,我国近几年建筑中对其的使用和研究较多,并得到了广泛的好评,但目前来看,弹塑性分析还存在一定不足,如在实际的高层建筑施工中对于一些参数数据无法准确的收集,其中最具代表性的难收集数据就是对高层建筑未知的历史震动强度数据。
        3.2进行合理的混凝土工程控制
        工程施工过程中,高层建筑结构较为独特,工作人员应根据实际情况进行控制,明确混凝土工程呈现出的特点,针对性开展处理,以保证工程质量。合理进行混凝土裂缝控制,保证混凝土的整体性质,全面控制混凝土的水化升温,减少收缩与延缓降温速度,提升整体的拉伸强度,为后续的工程开展奠定良好的基础。做好水泥的配料选择,降低混凝土的入模温度,尽量在浇筑过程中降低外界因素产生的影响,尤其是温度因素,避免温度过高影响整体的质量。施工过程中也应进行合理地温度控制,注意温度的监测,实现信息化控制,控制混凝土的内部温度,保证其与外部因素实现平衡,全面控制温差。
        3.3分区混合有限元及分区混合广义的分析
        目前来看,快速发展的分区混合广义分析方式主要是因为非协调元和杂交元的发现技术,且分区混合有限元分析方式是目前出现的新型分析方式之一,此类分析方式可以针对分析对象的不同区分为两个不同的类型,如余能区和势能区,首先余能区的计算方式是对于应力单元来计算的,在每个计算点通过函数作为主要方式以此为求解提供未知因素,而势能区是对于唯一的单元来进行的,并在每个计算的节点将位移产生的量度作为求解的因素。以上这两个区之间的交接是增加额外的能量元素项,且其保证位移和应力相互的约束条件就是通过积分来计算。现如今使用分区混合机有限元分区混合方式可以有效地对我国高层建筑的结构力学进行分析,且其还具有一定的收敛性及便捷性,此外我国大多数高层建筑中都在使用此类方式,并得到了广泛的好评,其不仅可以计算各个墙壁的应力集及托墙梁的承重情况,还能计算相关支撑墙壁的剪切力等问题。
        3.4提高施工队工作水平
        建筑施工企业可以通过定期培训的方式,对施工队展开职业道德和技术方面的教育和培训,借助培训让其了解现场管理在项目施工中的重要性,并创建以施工队为核心的质量管理体系,借助管理体系的建设,提高建筑工程施工质量,并充分激发施工人员参与工作的积极性。此外,还要注重提高施工队的整体动手能力,进而提高整个施工队的技术水平。
        结束语
        在当前的时代背景下,高层建筑施工数量逐渐增多,因此应加强重视力度,全面开展控制,优化现阶段的施工技术,充分发挥出技术优势来处理,制定全新的施工计划,明确施工技术要点,以解决施工中存在的安全隐患,降低施工安全事故发生几率,提升整体的工程质量。
        参考文献
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