超高层结构非荷载效应分析与对策108
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1.1施工进度假定
施工进度按6层为一施工阶段，5天完成一层考虑，其中核心筒施工进度始终领先外框6层，核心筒和外框完成以后再进行伸臂桁架的安装。自重和附加恒载在本阶段施工过程中同时施加，活载在结构施工全部完成以后施加。
1.2收缩徐变模型
混凝土收缩徐变采用CEB-FIP（1990）的模型，其中相对湿度取70%，构件理论厚度根据截面尺寸自动计算，水泥类型取标准水泥，收缩开始时龄期取3d。如C50混凝土的徐变与收缩曲线如图2和图3所示。
Abstracts：None load effect such as shrinkage and creep has some influence on the internal force and deformation of structures in super high-rise buildings.None load effect is analyzed on a 350m-tall building in Shenzhen which adopts the frame-core tube structure.Cumulative deformation，deformation difference and the internal force change of vertical members are investigated.Analysis results show that shrinkage and creep do have significant effect on cumulative deformation，deformation difference and internal force change of vertical members.Accordingly，corresponding measures should be taken in design stage and construction stage.
超高层结构非荷载效应分析与对策
摘要：超高层结构中，混凝土收缩徐变等非荷载因素对结构内力和变形有一定影响。深圳一高度为350m的塔楼采用框架-核心筒结构，以此为例进行非荷载效应分析，考察了考虑混凝土收缩徐变时的竖向构件累积变形、变形差以及构件内力变化。结果表明：收缩徐变对竖向构件累积变形、变形差和构件的内力均有不可忽略的影响，需要在设计阶段和施工阶段采取相应措施。
1分析假定
深湾汇云中心T1塔楼典型结构平面布置如图1所示。塔楼结构采用MIDAS有限元软件建模，剪力墙和楼板分别采用壳单元和膜单元模拟，其他构件采用梁单元模拟。巨柱中钢骨的重量与刚度通过等效重度与模量来模拟。采用刚臂模拟巨柱与其它构件（巨型支撑、环形桁架、伸臂桁架及楼面梁）的连接。
图1几种典型钢材单拉应力应变曲线图
图3 C提取结构施工完成且活荷载施加后1年和10年两个时刻的核心筒与巨柱的竖向累积变形。
2.1核心筒的收缩徐变分析
图4和图5分分别给出了核心筒WA墙肢在结构封顶、活载加载完毕后1年和10年后的累积竖向变形图。由图可知，核心筒在结构封顶、活载加载完毕后1年和10年后的累积竖向变形分别是149mm和185mm，弹性变形均为85mm，徐变变形分别是49mm和65mm，收缩变形分别是15mm和35mm。结构封顶、活载加载完毕后1年，收缩和徐变引起的总变形约占43%；结构封顶、活载加载完毕后10年，收缩和徐变引起的总变形约占54%。这表明随着时间推移，混凝土收缩徐变引起的变形不断增加，两者比例之和可能会超过弹性变形，非荷载效应引起的竖向变形不可忽略。
关键词：超高层结构；收缩徐变；非荷载；框架-核心筒
None load effect analysis and corresponding measures on super high-rise structures
Wang Jiaojiao1
（East China Architectural Design & Research Institute Co.，Ltd.，Shanghai 200002，China）
Keywords：super-high structure；shrinkage and creep；none-load；frame-core tube structure
引言
建筑结构设计时需要考虑的因素有恒荷载、活荷载、风荷载、雪荷载、地震作用等，一般不考虑混凝土收缩、徐变的影响。研究表明，混凝土收缩徐变等非荷载因素在超高层结构中对结构内力和变形有很大影响，不容忽视[1][2][3]。《混凝土结构规范》xx中也指出，当混凝土的收缩、徐变等间接作用产生的效应可能危及结构安全或正常使用时，宜进行间接作用效应的分析，并采取相应的构造措施和施工措施。超高层结构多采用钢筋混凝土框架-核心筒结构形式，在结构的施工和正常使用阶段，由于内部核心筒和外部框架在材料、几何形态和受力状态上的差异，两部分之间产生明显的轴向变形差。根据变形的性质不同，竖向构件在竖向荷载作用下的变形主要由两部分构成：一部分是由重力荷载、温度和基础沉降产生的弹性变形，另一部分是由混凝土收缩和徐变等非荷载因素产生的非弹性变形。
本文以深圳的深湾汇云中心T1塔楼为例，探讨非荷载效应对结构变形和内力的影响，以指导结构设计和施工措施。塔楼主要建筑功能为办公和酒店，地下4层，地上76层，建筑高350m，结构高度335.2m，采用巨型框架+核心筒+伸臂桁架的结构体系。核心筒位于平面中心，无偏置，采用钢筋混凝土剪力墙。巨型框架由巨型型钢混凝土柱和环形桁架组成，8根巨柱位于结构平面的四侧，每侧为2根。环形桁架设置于设备层，共8道。为提高整体结构抗侧刚度，增强核心筒和巨型框架之间的共同作用，沿结构高度一共设置了3道伸臂桁架。结构钢材采用Q345GJB和Q390GJB，核心筒混凝土F45以下为C60，F45以上为C50，巨柱F38以下为C70，F38~F59为C60，F59以上为C50。外框与核心筒之间的楼面梁采用钢梁，核心筒内楼面梁采用钢筋混凝土梁。
施工进度按6层为一施工阶段，5天完成一层考虑，其中核心筒施工进度始终领先外框6层，核心筒和外框完成以后再进行伸臂桁架的安装。自重和附加恒载在本阶段施工过程中同时施加，活载在结构施工全部完成以后施加。
1.2收缩徐变模型
混凝土收缩徐变采用CEB-FIP（1990）的模型，其中相对湿度取70%，构件理论厚度根据截面尺寸自动计算，水泥类型取标准水泥，收缩开始时龄期取3d。如C50混凝土的徐变与收缩曲线如图2和图3所示。
Abstracts：None load effect such as shrinkage and creep has some influence on the internal force and deformation of structures in super high-rise buildings.None load effect is analyzed on a 350m-tall building in Shenzhen which adopts the frame-core tube structure.Cumulative deformation，deformation difference and the internal force change of vertical members are investigated.Analysis results show that shrinkage and creep do have significant effect on cumulative deformation，deformation difference and internal force change of vertical members.Accordingly，corresponding measures should be taken in design stage and construction stage.
超高层结构非荷载效应分析与对策
摘要：超高层结构中，混凝土收缩徐变等非荷载因素对结构内力和变形有一定影响。深圳一高度为350m的塔楼采用框架-核心筒结构，以此为例进行非荷载效应分析，考察了考虑混凝土收缩徐变时的竖向构件累积变形、变形差以及构件内力变化。结果表明：收缩徐变对竖向构件累积变形、变形差和构件的内力均有不可忽略的影响，需要在设计阶段和施工阶段采取相应措施。
1分析假定
深湾汇云中心T1塔楼典型结构平面布置如图1所示。塔楼结构采用MIDAS有限元软件建模，剪力墙和楼板分别采用壳单元和膜单元模拟，其他构件采用梁单元模拟。巨柱中钢骨的重量与刚度通过等效重度与模量来模拟。采用刚臂模拟巨柱与其它构件（巨型支撑、环形桁架、伸臂桁架及楼面梁）的连接。
图1几种典型钢材单拉应力应变曲线图
图3 C提取结构施工完成且活荷载施加后1年和10年两个时刻的核心筒与巨柱的竖向累积变形。
2.1核心筒的收缩徐变分析
图4和图5分分别给出了核心筒WA墙肢在结构封顶、活载加载完毕后1年和10年后的累积竖向变形图。由图可知，核心筒在结构封顶、活载加载完毕后1年和10年后的累积竖向变形分别是149mm和185mm，弹性变形均为85mm，徐变变形分别是49mm和65mm，收缩变形分别是15mm和35mm。结构封顶、活载加载完毕后1年，收缩和徐变引起的总变形约占43%；结构封顶、活载加载完毕后10年，收缩和徐变引起的总变形约占54%。这表明随着时间推移，混凝土收缩徐变引起的变形不断增加，两者比例之和可能会超过弹性变形，非荷载效应引起的竖向变形不可忽略。
关键词：超高层结构；收缩徐变；非荷载；框架-核心筒
None load effect analysis and corresponding measures on super high-rise structures
Wang Jiaojiao1
（East China Architectural Design & Research Institute Co.，Ltd.，Shanghai 200002，China）
Keywords：super-high structure；shrinkage and creep；none-load；frame-core tube structure
引言
建筑结构设计时需要考虑的因素有恒荷载、活荷载、风荷载、雪荷载、地震作用等，一般不考虑混凝土收缩、徐变的影响。研究表明，混凝土收缩徐变等非荷载因素在超高层结构中对结构内力和变形有很大影响，不容忽视[1][2][3]。《混凝土结构规范》xx中也指出，当混凝土的收缩、徐变等间接作用产生的效应可能危及结构安全或正常使用时，宜进行间接作用效应的分析，并采取相应的构造措施和施工措施。超高层结构多采用钢筋混凝土框架-核心筒结构形式，在结构的施工和正常使用阶段，由于内部核心筒和外部框架在材料、几何形态和受力状态上的差异，两部分之间产生明显的轴向变形差。根据变形的性质不同，竖向构件在竖向荷载作用下的变形主要由两部分构成：一部分是由重力荷载、温度和基础沉降产生的弹性变形，另一部分是由混凝土收缩和徐变等非荷载因素产生的非弹性变形。
本文以深圳的深湾汇云中心T1塔楼为例，探讨非荷载效应对结构变形和内力的影响，以指导结构设计和施工措施。塔楼主要建筑功能为办公和酒店，地下4层，地上76层，建筑高350m，结构高度335.2m，采用巨型框架+核心筒+伸臂桁架的结构体系。核心筒位于平面中心，无偏置，采用钢筋混凝土剪力墙。巨型框架由巨型型钢混凝土柱和环形桁架组成，8根巨柱位于结构平面的四侧，每侧为2根。环形桁架设置于设备层，共8道。为提高整体结构抗侧刚度，增强核心筒和巨型框架之间的共同作用，沿结构高度一共设置了3道伸臂桁架。结构钢材采用Q345GJB和Q390GJB，核心筒混凝土F45以下为C60，F45以上为C50，巨柱F38以下为C70，F38~F59为C60，F59以上为C50。外框与核心筒之间的楼面梁采用钢梁，核心筒内楼面梁采用钢筋混凝土梁。