豎向構(gòu)件調(diào)平方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種豎向構(gòu)件調(diào)平方法，尤其公開(kāi)一種高層及超高層結(jié)構(gòu)重力荷載下豎向構(gòu)件豎向變形調(diào)平方法，涉及結(jié)構(gòu)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，解決了現(xiàn)有技術(shù)中豎向構(gòu)件的豎向變形調(diào)平困難的問(wèn)題。本發(fā)明提供的所述豎向構(gòu)件調(diào)平方法，包括：將水平構(gòu)件和豎向構(gòu)件鉸接；進(jìn)行一次性重力荷載施加；調(diào)整所述豎向構(gòu)件的截面尺寸，使各所述豎向構(gòu)件的豎向變形量相同，壓應(yīng)力水平均勻,豎向變形一致；將所述水平構(gòu)件與所述豎向構(gòu)件剛接，進(jìn)行后續(xù)的抗震、抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本發(fā)明主要用于高層及超高層建筑設(shè)計(jì)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】豎向構(gòu)件調(diào)平方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)在重力荷載下，不同堅(jiān)向構(gòu)件壓應(yīng)力水平不同，將導(dǎo)致堅(jiān) 向構(gòu)件堅(jiān)向變形存在差異，與之相鄰的水平構(gòu)件參與堅(jiān)向構(gòu)件的變形協(xié)調(diào)，以至于僅在結(jié) 構(gòu)重力荷載下，水平構(gòu)件可能存在較大附加內(nèi)力，不利于結(jié)構(gòu)抗震、抗風(fēng)設(shè)計(jì)，還有可能影 響設(shè)備的安裝與使用。
[0003] 高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)重力荷載下堅(jiān)向差異變形問(wèn)題已經(jīng)引起設(shè)計(jì)人員的注意， 目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的計(jì)算方法基于水平構(gòu)件剛接模型；相關(guān)施工措施包括：水平構(gòu)件設(shè) 置沉降后澆帶、施工調(diào)整樓面至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
[0004] 然而，水平構(gòu)件與堅(jiān)向構(gòu)件剛接，在重力荷載下，水平構(gòu)件中存在較大的附加內(nèi) 力，從而影響堅(jiān)向構(gòu)件的調(diào)平過(guò)程，且水平構(gòu)件與堅(jiān)向構(gòu)件之間的內(nèi)力轉(zhuǎn)移復(fù)雜，進(jìn)而難以 保證高層及超高層建筑的全樓各層各堅(jiān)向構(gòu)件壓應(yīng)力均勻一致，導(dǎo)致堅(jiān)向構(gòu)件的堅(jiān)向變形 調(diào)平困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的堅(jiān)向構(gòu)件的堅(jiān) 向變形調(diào)平困難的問(wèn)題。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法，包括：將水平構(gòu)件和堅(jiān)向構(gòu)件鉸接；進(jìn)行一次性重力荷 載施加；調(diào)整所述堅(jiān)向構(gòu)件的截面尺寸，使各所述堅(jiān)向構(gòu)件的堅(jiān)向變形量相同；將所述水 平構(gòu)件與所述堅(jiān)向構(gòu)件剛接。
[0008] 其中，所述水平構(gòu)件位于相鄰的所述堅(jiān)向構(gòu)件之間；所述水平構(gòu)件與所述堅(jiān)向構(gòu) 件相交處鉸接連接。
[0009] 其中，所述進(jìn)行一次性重力荷載施加的步驟具體為：結(jié)構(gòu)剛度矩陣一次生成，結(jié)構(gòu) 重力荷載一次施加。
[0010] 具體地，所述調(diào)整所述堅(jiān)向構(gòu)件的截面尺寸，使各所述堅(jiān)向構(gòu)件的堅(jiān)向變形量相 同的步驟具體包括：計(jì)算不同類(lèi)型的所述堅(jiān)向構(gòu)件的初始堅(jiān)向變形量△;調(diào)整不同類(lèi)型的 所述堅(jiān)向構(gòu)件的截面尺寸，使各所述堅(jiān)向構(gòu)件的堅(jiān)向變形量相同。
[0011] 其中，通過(guò)改變所述堅(jiān)向構(gòu)件的截面尺寸和材料來(lái)調(diào)整所述堅(jiān)向構(gòu)件的堅(jiān)向變形 量。
[0012] 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述堅(jiān)向構(gòu)件為外框柱或內(nèi)筒墻肢。
[0013] 本發(fā)明實(shí)施例提供的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法中，由于先將水平構(gòu)件與堅(jiān)向構(gòu)件鉸接， 因此在堅(jiān)向構(gòu)件的調(diào)平過(guò)程中，水平構(gòu)件的附加內(nèi)力將通過(guò)鉸接連接的方式釋放，水平構(gòu) 件不參與堅(jiān)向構(gòu)件的變形協(xié)調(diào)，無(wú)需考慮水平構(gòu)件與堅(jiān)向構(gòu)件之間的內(nèi)力轉(zhuǎn)移，進(jìn)而無(wú)需 進(jìn)行多次迭代試算調(diào)平，僅需對(duì)一次性施加的重力荷載進(jìn)行一次調(diào)平計(jì)算即可，使堅(jiān)向構(gòu) 件的堅(jiān)向變形調(diào)平簡(jiǎn)單、可靠。待各堅(jiān)向構(gòu)件的堅(jiān)向變形量相同，即將各堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平后， 再將水平構(gòu)件與堅(jiān)向構(gòu)件剛接，進(jìn)行后續(xù)的抗震、抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。另外，本發(fā)明實(shí)施例提供 的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法中，水平構(gòu)件與堅(jiān)向構(gòu)件鉸接，且結(jié)構(gòu)重力荷載一次施加，因此可以消 除結(jié)構(gòu)后期附加恒載及活載作用所產(chǎn)生的差異沉降及附加內(nèi)力，避免對(duì)施工工期產(chǎn)生不利 影響；同時(shí)，可以避免已施工樓層堅(jiān)向變形差異持續(xù)累積，從根本上解決重力荷載下堅(jiān)向構(gòu) 件壓應(yīng)力水平差異的問(wèn)題。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法的流程圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法中的步驟1的示意圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法中的步驟2的示意圖；
[0017] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法中的步驟3的流程圖；
[0018] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法中的步驟3的示意圖；
[0019] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法中的步驟4的示意圖。
[0020] 圖中，1為水平構(gòu)件；2為堅(jiān)向構(gòu)件、21為外框柱、22為內(nèi)筒墻肢；Λ為不同堅(jiān)向 構(gòu)件的初始堅(jiān)向變形量、Λ 1為外框柱的初始堅(jiān)向變形量、Λ 2為內(nèi)筒墻肢的初始堅(jiān)向變形 量、Λ '為堅(jiān)向構(gòu)件的最終堅(jiān)向變形量。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例一種堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0022] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法，如圖1所示，包括：步驟1、將水平構(gòu)件 和堅(jiān)向構(gòu)件鉸接；步驟2、進(jìn)行一次性重力荷載施加；步驟3、調(diào)整堅(jiān)向構(gòu)件的截面尺寸，使 各堅(jiān)向構(gòu)件的堅(jiān)向變形量相同；步驟4、將水平構(gòu)件與堅(jiān)向構(gòu)件剛接。
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例提供的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法中，由于先將結(jié)構(gòu)水平構(gòu)件與堅(jiān)向構(gòu)件鉸 接，因此在堅(jiān)向構(gòu)件的調(diào)平過(guò)程中，水平構(gòu)件不參與堅(jiān)向構(gòu)件的變形協(xié)調(diào)，不產(chǎn)生由于需要 協(xié)調(diào)重力荷載下堅(jiān)向構(gòu)件變形而可能導(dǎo)致的較大內(nèi)力，堅(jiān)向構(gòu)件在重力荷載下的變形調(diào)平 過(guò)程中受力簡(jiǎn)單，無(wú)需考慮水平構(gòu)件與堅(jiān)向構(gòu)件之間的內(nèi)力轉(zhuǎn)移，進(jìn)而無(wú)需進(jìn)行多次迭代 試算調(diào)平，僅需對(duì)一次性施加的重力荷載進(jìn)行一次調(diào)平計(jì)算即可，使堅(jiān)向構(gòu)件的堅(jiān)向變形 調(diào)平簡(jiǎn)單、可靠。待各堅(jiān)向構(gòu)件的堅(jiān)向變形量相同，即將各堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平后，再將水平構(gòu)件 與堅(jiān)向構(gòu)件剛接，進(jìn)行后續(xù)的抗震、抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。另外，本發(fā)明實(shí)施例提供的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào) 平方法中，水平構(gòu)件與堅(jiān)向構(gòu)件鉸接，且結(jié)構(gòu)重力荷載一次施加，因此可以消除結(jié)構(gòu)后期附 加恒載及活載作用所產(chǎn)生的差異沉降及附加內(nèi)力，避免對(duì)施工工期產(chǎn)生不利影響；同時(shí)，可 以避免已施工樓層堅(jiān)向變形差異持續(xù)累積，從根本上解決重力荷載下堅(jiān)向構(gòu)件壓應(yīng)力水平 差異的問(wèn)題。
[0024] 其中，為了更好地說(shuō)明本發(fā)明提供的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法，以一組（兩個(gè)）堅(jiān)向構(gòu)件 為例進(jìn)行說(shuō)明，如圖2所示，步驟1中的將水平構(gòu)件1鉸接具體可以為，在高層建筑或超高 層建筑中，（多個(gè)）水平構(gòu)件1位于相鄰的（兩個(gè)）堅(jiān)向構(gòu)件2之間，且每個(gè)水平構(gòu)件1與 堅(jiān)向構(gòu)件2的相交處均為鉸接連接，如圖2中水平構(gòu)件1與堅(jiān)向構(gòu)件2之間的多個(gè)圓圈所 示，因此，該鉸接連接方式可以在堅(jiān)向構(gòu)件2的調(diào)平過(guò)程中，釋放水平構(gòu)件1的附加內(nèi)力，避 免其對(duì)堅(jiān)向構(gòu)件2的變形調(diào)平產(chǎn)生影響，從而有利于將高層及超高層建筑調(diào)節(jié)平整。
[0025] 其中，步驟2中的進(jìn)行一次性重力荷載施加具體可以為，結(jié)構(gòu)剛度矩陣一次生成， 重力荷載一次性施加在不同的堅(jiān)向構(gòu)件2上，如圖3中不同堅(jiān)向構(gòu)件2頂端的箭頭所示；并 在此之后，調(diào)整堅(jiān)向構(gòu)件2的截面尺寸，使全樓各層各堅(jiān)向構(gòu)件壓應(yīng)力水平均勻，堅(jiān)向變形 一致。
[0026] 具體地，本發(fā)明實(shí)施例提供的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法中，如圖2和圖3所示，不同類(lèi)型 的堅(jiān)向構(gòu)件2具體可以為外框柱21和內(nèi)筒墻肢22。當(dāng)然，也可以為建筑中的其它堅(jiān)向結(jié)構(gòu) 件。其中，步驟3中的調(diào)整堅(jiān)向構(gòu)件2的截面尺寸，使各堅(jiān)向構(gòu)件2的堅(jiān)向變形量相同的具 體步驟可以包括：步驟31、計(jì)算不同類(lèi)型的堅(jiān)向構(gòu)件2的初始堅(jiān)向變形量△;步驟32、調(diào)整 不同類(lèi)型的堅(jiān)向構(gòu)件2的截面尺寸，使各堅(jiān)向構(gòu)件2的堅(jiān)向變形量相同。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例中，如圖3所示，堅(jiān)向構(gòu)件2中的外框柱21的初始堅(jiān)向變形量為 Λ 1，堅(jiān)向構(gòu)件2中的內(nèi)筒墻肢22的初始堅(jiān)向變形量為Λ2。由于外框柱21和內(nèi)筒墻肢22 屬于不同類(lèi)型的堅(jiān)向構(gòu)件2,因此在自身材料、規(guī)格及受力情況等不同因素下，導(dǎo)致其初始 堅(jiān)向變形量Λ存在差異，g卩外框柱21的初始堅(jiān)向變形量Λ 1與內(nèi)筒墻肢22的初始堅(jiān)向變 形量Λ2不同，具體在圖3中，上述Λ 1>Λ2。為了使高層及超高層建筑中的不同類(lèi)型的堅(jiān) 向構(gòu)件2壓應(yīng)力水平均勻，堅(jiān)向變形一致，即調(diào)平建筑中的各堅(jiān)向構(gòu)件2。
[0028] 結(jié)合圖5所示，步驟32、調(diào)整不同類(lèi)型的堅(jiān)向構(gòu)件2的截面尺寸，使各堅(jiān)向構(gòu)件2 的堅(jiān)向變形量均為最終堅(jiān)向變形量Λ'。例如當(dāng)Λ' =1/2*(Λ1+Λ2)，則調(diào)整外框柱21， 使其初始堅(jiān)向變形量為Λ 1變小，且等于最終堅(jiān)向變形量Λ 調(diào)整內(nèi)筒墻肢22,使其初始 堅(jiān)向變形量為Λ2變大，且等于最終堅(jiān)向變形量Λ則此時(shí)如圖5所示，建筑中的各堅(jiān)向 構(gòu)件2的堅(jiān)向變形一致。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，各堅(jiān)向構(gòu)件2的最終堅(jiān)向變形量Λ '可以為 Λ1至Λ2范圍內(nèi)的任意值。
[0029] 進(jìn)一步地，步驟32中調(diào)整不同類(lèi)型的堅(jiān)向構(gòu)件2的截面具體可以為通過(guò)改變不同 堅(jiān)向構(gòu)件2的截面尺寸，以及堅(jiān)向構(gòu)件2的材料等來(lái)調(diào)整不同堅(jiān)向構(gòu)件2的堅(jiān)向變形，使整 個(gè)建筑的各層各堅(jiān)向構(gòu)件2的壓應(yīng)力水平均勻，即各堅(jiān)向構(gòu)件2的堅(jiān)向變形一致，從而有利 于高層及超高層建筑的結(jié)構(gòu)安全等。
[0030] 本發(fā)明實(shí)施例提供的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法中，對(duì)于大部分高層及超高層結(jié)構(gòu)建筑， 在不考慮地震或風(fēng)荷載引起的水平力作用下，僅在重力荷載代表值作用下，上述不同類(lèi)型 的堅(jiān)向構(gòu)件2的軸壓比可以均為0. 5,即外框柱21及內(nèi)筒墻肢22的軸壓比可取一致，從而 不同類(lèi)型的堅(jiān)向構(gòu)件2中的外框柱21及內(nèi)筒墻肢22可以通過(guò)改變其橫截面及材料等，使 其堅(jiān)向調(diào)平并保持一致。
[0031] 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如圖5結(jié)合圖6所示，步驟4中將水平構(gòu)件1與堅(jiān)向構(gòu)件2剛接，以 進(jìn)行后續(xù)的結(jié)構(gòu)抗震、抗風(fēng)設(shè)計(jì)。
[0032] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法，其特征在于，包括： 將水平構(gòu)件和堅(jiān)向構(gòu)件鉸接； 進(jìn)行一次性重力荷載施加； 調(diào)整所述堅(jiān)向構(gòu)件的截面尺寸，使各所述堅(jiān)向構(gòu)件的堅(jiān)向變形量相同； 將所述水平構(gòu)件與所述堅(jiān)向構(gòu)件剛接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法，其特征在于，所述水平構(gòu)件位于相鄰的 所述堅(jiān)向構(gòu)件之間； 所述水平構(gòu)件與所述堅(jiān)向構(gòu)件相交處鉸接連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法，其特征在于，所述進(jìn)行一次性重力荷載 施加的步驟具體為： 結(jié)構(gòu)剛度矩陣一次生成，結(jié)構(gòu)重力荷載一次施加。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法，其特征在于，所述調(diào)整所述堅(jiān)向構(gòu)件的 截面尺寸，使各所述堅(jiān)向構(gòu)件的堅(jiān)向變形量相同的步驟具體包括： 計(jì)算不同類(lèi)型的所述堅(jiān)向構(gòu)件的初始堅(jiān)向變形量Λ ; 調(diào)整不同類(lèi)型的所述堅(jiān)向構(gòu)件的截面尺寸，使各所述堅(jiān)向構(gòu)件的堅(jiān)向變形量相同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法，其特征在于，通過(guò)改變所述堅(jiān)向構(gòu)件的 橫截面和材料來(lái)調(diào)整所述堅(jiān)向構(gòu)件的堅(jiān)向變形量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的堅(jiān)向構(gòu)件調(diào)平方法，其特征在于，所述堅(jiān)向構(gòu)件為外框柱或 內(nèi)筒墻肢。
【文檔編號(hào)】E04G21/14GK104100096SQ201410362809
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】傅學(xué)怡, 吳兵, 孟美莉, 邸博, 馮葉文, 劉暢 申請(qǐng)人:深圳大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院