豎向構件調平方法
【專利摘要】本發明公開一種豎向構件調平方法，尤其公開一種高層及超高層結構重力荷載下豎向構件豎向變形調平方法，涉及結構工程【技術領域】，解決了現有技術中豎向構件的豎向變形調平困難的問題。本發明提供的所述豎向構件調平方法，包括：將水平構件和豎向構件鉸接；進行一次性重力荷載施加；調整所述豎向構件的截面尺寸，使各所述豎向構件的豎向變形量相同，壓應力水平均勻,豎向變形一致；將所述水平構件與所述豎向構件剛接，進行后續的抗震、抗風結構設計。本發明主要用于高層及超高層建筑設計。
【專利說明】豎向構件調平方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及結構工程【技術領域】，尤其涉及一種堅向構件調平方法。

【背景技術】
[0002] 高層及超高層建筑結構在重力荷載下，不同堅向構件壓應力水平不同，將導致堅 向構件堅向變形存在差異，與之相鄰的水平構件參與堅向構件的變形協調，以至于僅在結 構重力荷載下，水平構件可能存在較大附加內力，不利于結構抗震、抗風設計，還有可能影 響設備的安裝與使用。
[0003] 高層及超高層建筑結構重力荷載下堅向差異變形問題已經引起設計人員的注意， 目前國內外廣泛采用的計算方法基于水平構件剛接模型；相關施工措施包括：水平構件設 置沉降后澆帶、施工調整樓面至設計標高。
[0004] 然而，水平構件與堅向構件剛接，在重力荷載下，水平構件中存在較大的附加內 力，從而影響堅向構件的調平過程，且水平構件與堅向構件之間的內力轉移復雜，進而難以 保證高層及超高層建筑的全樓各層各堅向構件壓應力均勻一致，導致堅向構件的堅向變形 調平困難。


【發明內容】

[0005] 本發明的實施例提供一種堅向構件調平方法，解決了現有技術中的堅向構件的堅 向變形調平困難的問題。
[0006] 為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：
[0007] -種堅向構件調平方法，包括：將水平構件和堅向構件鉸接；進行一次性重力荷 載施加；調整所述堅向構件的截面尺寸，使各所述堅向構件的堅向變形量相同；將所述水 平構件與所述堅向構件剛接。
[0008] 其中，所述水平構件位于相鄰的所述堅向構件之間；所述水平構件與所述堅向構 件相交處鉸接連接。
[0009] 其中，所述進行一次性重力荷載施加的步驟具體為：結構剛度矩陣一次生成，結構 重力荷載一次施加。
[0010] 具體地，所述調整所述堅向構件的截面尺寸，使各所述堅向構件的堅向變形量相 同的步驟具體包括：計算不同類型的所述堅向構件的初始堅向變形量△;調整不同類型的 所述堅向構件的截面尺寸，使各所述堅向構件的堅向變形量相同。
[0011] 其中，通過改變所述堅向構件的截面尺寸和材料來調整所述堅向構件的堅向變形 量。
[0012] 實際應用時，所述堅向構件為外框柱或內筒墻肢。
[0013] 本發明實施例提供的堅向構件調平方法中，由于先將水平構件與堅向構件鉸接， 因此在堅向構件的調平過程中，水平構件的附加內力將通過鉸接連接的方式釋放，水平構 件不參與堅向構件的變形協調，無需考慮水平構件與堅向構件之間的內力轉移，進而無需 進行多次迭代試算調平，僅需對一次性施加的重力荷載進行一次調平計算即可，使堅向構 件的堅向變形調平簡單、可靠。待各堅向構件的堅向變形量相同，即將各堅向構件調平后， 再將水平構件與堅向構件剛接，進行后續的抗震、抗風結構設計。另外，本發明實施例提供 的堅向構件調平方法中，水平構件與堅向構件鉸接，且結構重力荷載一次施加，因此可以消 除結構后期附加恒載及活載作用所產生的差異沉降及附加內力，避免對施工工期產生不利 影響；同時，可以避免已施工樓層堅向變形差異持續累積，從根本上解決重力荷載下堅向構 件壓應力水平差異的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本發明實施例提供的堅向構件調平方法的流程圖；
[0015] 圖2為本發明實施例提供的堅向構件調平方法中的步驟1的示意圖；
[0016] 圖3為本發明實施例提供的堅向構件調平方法中的步驟2的示意圖；
[0017] 圖4為本發明實施例提供的堅向構件調平方法中的步驟3的流程圖；
[0018] 圖5為本發明實施例提供的堅向構件調平方法中的步驟3的示意圖；
[0019] 圖6為本發明實施例提供的堅向構件調平方法中的步驟4的示意圖。
[0020] 圖中，1為水平構件；2為堅向構件、21為外框柱、22為內筒墻肢；Λ為不同堅向 構件的初始堅向變形量、Λ 1為外框柱的初始堅向變形量、Λ 2為內筒墻肢的初始堅向變形 量、Λ '為堅向構件的最終堅向變形量。

【具體實施方式】
[0021] 下面結合附圖對本發明實施例一種堅向構件調平方法進行詳細描述。
[0022] 本發明實施例提供一種堅向構件調平方法，如圖1所示，包括：步驟1、將水平構件 和堅向構件鉸接；步驟2、進行一次性重力荷載施加；步驟3、調整堅向構件的截面尺寸，使 各堅向構件的堅向變形量相同；步驟4、將水平構件與堅向構件剛接。
[0023] 本發明實施例提供的堅向構件調平方法中，由于先將結構水平構件與堅向構件鉸 接，因此在堅向構件的調平過程中，水平構件不參與堅向構件的變形協調，不產生由于需要 協調重力荷載下堅向構件變形而可能導致的較大內力，堅向構件在重力荷載下的變形調平 過程中受力簡單，無需考慮水平構件與堅向構件之間的內力轉移，進而無需進行多次迭代 試算調平，僅需對一次性施加的重力荷載進行一次調平計算即可，使堅向構件的堅向變形 調平簡單、可靠。待各堅向構件的堅向變形量相同，即將各堅向構件調平后，再將水平構件 與堅向構件剛接，進行后續的抗震、抗風結構設計。另外，本發明實施例提供的堅向構件調 平方法中，水平構件與堅向構件鉸接，且結構重力荷載一次施加，因此可以消除結構后期附 加恒載及活載作用所產生的差異沉降及附加內力，避免對施工工期產生不利影響；同時，可 以避免已施工樓層堅向變形差異持續累積，從根本上解決重力荷載下堅向構件壓應力水平 差異的問題。
[0024] 其中，為了更好地說明本發明提供的堅向構件調平方法，以一組（兩個）堅向構件 為例進行說明，如圖2所示，步驟1中的將水平構件1鉸接具體可以為，在高層建筑或超高 層建筑中，（多個）水平構件1位于相鄰的（兩個）堅向構件2之間，且每個水平構件1與 堅向構件2的相交處均為鉸接連接，如圖2中水平構件1與堅向構件2之間的多個圓圈所 示，因此，該鉸接連接方式可以在堅向構件2的調平過程中，釋放水平構件1的附加內力，避 免其對堅向構件2的變形調平產生影響，從而有利于將高層及超高層建筑調節平整。
[0025] 其中，步驟2中的進行一次性重力荷載施加具體可以為，結構剛度矩陣一次生成， 重力荷載一次性施加在不同的堅向構件2上，如圖3中不同堅向構件2頂端的箭頭所示；并 在此之后，調整堅向構件2的截面尺寸，使全樓各層各堅向構件壓應力水平均勻，堅向變形 一致。
[0026] 具體地，本發明實施例提供的堅向構件調平方法中，如圖2和圖3所示，不同類型 的堅向構件2具體可以為外框柱21和內筒墻肢22。當然，也可以為建筑中的其它堅向結構 件。其中，步驟3中的調整堅向構件2的截面尺寸，使各堅向構件2的堅向變形量相同的具 體步驟可以包括：步驟31、計算不同類型的堅向構件2的初始堅向變形量△;步驟32、調整 不同類型的堅向構件2的截面尺寸，使各堅向構件2的堅向變形量相同。
[0027] 本發明實施例中，如圖3所示，堅向構件2中的外框柱21的初始堅向變形量為 Λ 1，堅向構件2中的內筒墻肢22的初始堅向變形量為Λ2。由于外框柱21和內筒墻肢22 屬于不同類型的堅向構件2,因此在自身材料、規格及受力情況等不同因素下，導致其初始 堅向變形量Λ存在差異，g卩外框柱21的初始堅向變形量Λ 1與內筒墻肢22的初始堅向變 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型的堅 向構件2壓應力水平均勻，堅向變形一致，即調平建筑中的各堅向構件2。
[0028] 結合圖5所示，步驟32、調整不同類型的堅向構件2的截面尺寸，使各堅向構件2 的堅向變形量均為最終堅向變形量Λ'。例如當Λ' =1/2*(Λ1+Λ2)，則調整外框柱21， 使其初始堅向變形量為Λ 1變小，且等于最終堅向變形量Λ 調整內筒墻肢22,使其初始 堅向變形量為Λ2變大，且等于最終堅向變形量Λ則此時如圖5所示，建筑中的各堅向 構件2的堅向變形一致。當然，在實際應用中，各堅向構件2的最終堅向變形量Λ '可以為 Λ1至Λ2范圍內的任意值。
[0029] 進一步地，步驟32中調整不同類型的堅向構件2的截面具體可以為通過改變不同 堅向構件2的截面尺寸，以及堅向構件2的材料等來調整不同堅向構件2的堅向變形，使整 個建筑的各層各堅向構件2的壓應力水平均勻，即各堅向構件2的堅向變形一致，從而有利 于高層及超高層建筑的結構安全等。
[0030] 本發明實施例提供的堅向構件調平方法中，對于大部分高層及超高層結構建筑， 在不考慮地震或風荷載引起的水平力作用下，僅在重力荷載代表值作用下，上述不同類型 的堅向構件2的軸壓比可以均為0. 5,即外框柱21及內筒墻肢22的軸壓比可取一致，從而 不同類型的堅向構件2中的外框柱21及內筒墻肢22可以通過改變其橫截面及材料等，使 其堅向調平并保持一致。
[0031] 實際應用時，如圖5結合圖6所示，步驟4中將水平構件1與堅向構件2剛接，以 進行后續的結構抗震、抗風設計。
[0032] 以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵 蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1. 一種堅向構件調平方法，其特征在于，包括： 將水平構件和堅向構件鉸接； 進行一次性重力荷載施加； 調整所述堅向構件的截面尺寸，使各所述堅向構件的堅向變形量相同； 將所述水平構件與所述堅向構件剛接。
2. 根據權利要求1所述的堅向構件調平方法，其特征在于，所述水平構件位于相鄰的 所述堅向構件之間； 所述水平構件與所述堅向構件相交處鉸接連接。
3. 根據權利要求1所述的堅向構件調平方法，其特征在于，所述進行一次性重力荷載 施加的步驟具體為： 結構剛度矩陣一次生成，結構重力荷載一次施加。
4. 根據權利要求1所述的堅向構件調平方法，其特征在于，所述調整所述堅向構件的 截面尺寸，使各所述堅向構件的堅向變形量相同的步驟具體包括： 計算不同類型的所述堅向構件的初始堅向變形量Λ ; 調整不同類型的所述堅向構件的截面尺寸，使各所述堅向構件的堅向變形量相同。
5. 根據權利要求4所述的堅向構件調平方法，其特征在于，通過改變所述堅向構件的 橫截面和材料來調整所述堅向構件的堅向變形量。
6. 根據權利要求1所述的堅向構件調平方法，其特征在于，所述堅向構件為外框柱或 內筒墻肢。
【文檔編號】E04G21/14GK104100096SQ201410362809
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】傅學怡, 吳兵, 孟美莉, 邸博, 馮葉文, 劉暢 申請人:深圳大學建筑設計研究院