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1、施工模拟分析及施工模拟分析及ETABSETABSSAP2000SAP2000应用应用 20102010年金土木软件用户年会年金土木软件用户年会 施工模拟分析及施工模拟分析及ETABSETABS、SAP2000SAP2000应用应用 王王建建 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司东究东究 2010.9.32010.9.3 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCH
2、ITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD ? ?1 1 施工模拟原理施工模拟原理 ? ?2 2 工程应用工程应用 ? ?1)CCTV1)CCTV新台址主楼新台址主楼? ?1)CCTV1)CCTV新台址主楼新台址主楼 ? ?2 2）天津津塔）天津津塔 ? ?3 3）深圳证券交易所营运中心）深圳证券交易所营运中心 ? ?3 3 技术总结技术总结 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 华东建筑设计研究院有限公司
3、华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 一次性加载在某些情况下的误差一次性加载在某些情况下的误差 ? ?一次性加载一次性加载： 恒载引起结构内力响应：一次性加载恒载引起结构内力响应：一次性加载 线弹性分析线弹性分析 ? ?运用于超高层结构，运用于超高层结构，一次性加载一次性加载方法误差方法误差： ? ?分析模型差异产生的影响分析模型差异产生的影响? ?分析模型差异产生的影响分析模型差异产生的影响 ? ?后浇带、后装构件等延迟构件的影响后浇带、后装构件等延迟构件的影响 ? ?混凝土收缩
4、徐变的影响混凝土收缩徐变的影响 ? ?基础不均匀沉降基础不均匀沉降 ? ?温度变化的影响温度变化的影响 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 施工模拟原理施工模拟原理 ? ?分阶段变刚度模拟分阶段变刚度模拟 结构刚度矩阵变化的非线性分析结构刚度矩阵变化的非线性分析 ? ?分阶段：分
5、阶段： 分荷载对结构状态施加或移去阶段荷载分荷载对结构状态施加或移去阶段荷载? ?分荷载：对结构状态施加或移去阶段荷载分荷载：对结构状态施加或移去阶段荷载 ? ?各个各个施工阶段之间状态施工阶段之间状态顺序顺序叠加叠加 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 施工模拟适用范围施工模拟
6、适用范围 ? ?适用结构类型适用结构类型 ? ?一次性加载分析误差大一次性加载分析误差大? ?次性加载分析误差大次性加载分析误差大 经历实际施工过程的结构体系与一次性加载分析所得的结构体经历实际施工过程的结构体系与一次性加载分析所得的结构体 系具有不可忽略的差异时系具有不可忽略的差异时 施状态控制结构设计时施状态控制结构设计时? ?施工状态控制结构设计时施工状态控制结构设计时 ? ?需要考虑施工模拟方法需要考虑施工模拟方法、过程中的不利状态过程中的不利状态时时 超高层高度较高、内外筒竖向变形差较大时超高层高度较高、内外筒竖向变形差较大时 超高层内连接外筒构件导致传力路径不一致超高层内连接外筒构
7、件导致传力路径不一致 倾斜联体倾斜联体等特殊情况等特殊情况 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 施工模拟工程介绍施工模拟工程介绍 CCTVCCTVCCTVCCTV主楼主楼主楼主楼CCTVCCTVCCTVCCTV主楼主楼主楼主楼 施工模拟分析研究施工模拟分析研究施工模拟分析研究施工
8、模拟分析研究 目目 录录目目 录录 1. CCTV1. CCTV主楼与施工模拟分析方法主楼与施工模拟分析方法主楼与施工模拟分析方法主楼与施工模拟分析方法 2. 2. 设计阶段的设计阶段的设计阶段的设计阶段的CCTVCCTV施工施工模模拟施工拟施工模模拟拟模模模模 3. 3. 施工配合阶段的施工配合阶段的施工配合阶段的施工配合阶段的CCTVCCTV施工模拟施工模拟施工模拟施工模拟 臂合拢案析臂合拢案析臂合拢案析臂合拢案析4. CCTV4. CCTV悬悬臂臂段段合拢合拢方方案案分分析析悬悬臂臂段段合拢合拢方方案案分分析析 5. 5. 变形预调值分析变形预调值分析变形预调值分析变形预调值分析 6.
9、6. 结论与展望结论与展望结论与展望结论与展望 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 1. CCTV主楼与施工模拟分析方法主楼与施工模拟分析方法 ? ?施工模拟基本原理施工模拟基本原理: : 本质上是一种分阶段变刚度分析方法。本质上是一种分阶段变刚度分析方法。 对应于施工状态的每个
10、实际阶段分别对阶段结构状态对应于施工状态的每个实际阶段分别对阶段结构状态对应于施工状态的每一个实际阶段，分别对阶段结构状态对应于施工状态的每一个实际阶段，分别对阶段结构状态 施加阶段荷载或移去荷载；不同施工阶段之间状态叠加，施加阶段荷载或移去荷载；不同施工阶段之间状态叠加， 阶的起始态前阶结束态结构变阶的起始态前阶结束态结构变即后一阶段的起始状态是前一阶段结束状态，结构变形、即后一阶段的起始状态是前一阶段结束状态，结构变形、 内力分别在各阶段中锁定叠加，从而实现实际结构施工过内力分别在各阶段中锁定叠加，从而实现实际结构施工过 程的模拟。程的模拟。 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有
11、限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD ? ?坐标轴与方向约定坐标轴与方向约定: :向南为向南为X X轴正向，向东为轴正向，向东为Y Y轴正向，向上为轴正向，向上为 Z Z轴正向轴正向Z Z轴正向轴正向 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RE
12、SEARCH INSTITUTE CO., LTD 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 2. 设计阶段的设计阶段的CCTV施工模拟施工模拟 ?施工阶段的划分施工阶段的划分 1 SAP1 SAP 组组组组 “stage1 UB”stage1 UB”（上限上限）或或“（上限上限）或或“stage1 LB”stage1 LB”（下限下限）（下限下限） ?施工阶段的划分施工阶段的划分 1.SAP 1.SAP 组组组组stage1.UBstage1.UB （上限上
13、限）或或（上限上限）或或stage1.LBstage1.LB （下限下限）（下限下限） 两塔楼分别施工至屋顶，并向悬臂端挑出转换桁架和两塔楼分别施工至屋顶，并向悬臂端挑出转换桁架和两塔楼分别施工至屋顶，并向悬臂端挑出转换桁架和两塔楼分别施工至屋顶，并向悬臂端挑出转换桁架和 外筒结构外筒结构直到连接悬臂外伸结构之前直到连接悬臂外伸结构之前外筒结构外筒结构直到连接悬臂外伸结构之前直到连接悬臂外伸结构之前外筒结构外筒结构，直到连接悬臂外伸结构之前直到连接悬臂外伸结构之前。外筒结构外筒结构，直到连接悬臂外伸结构之前直到连接悬臂外伸结构之前。 2.SAP 2.SAP 组组 “组组 “stage2.UB”
14、stage2.UB”（上限）或“（上限）或“（上限）或“（上限）或“stage2.LB”stage2.LB”（下限）（下限）（下限）（下限） 连接构件完成，完成悬臂段钢结构。连接构件完成，完成悬臂段钢结构。连接构件完成，完成悬臂段钢结构。连接构件完成，完成悬臂段钢结构。 3. SAP 3. SAP 组组 “组组 “all”all”所有构件完成，剩余恒载在本阶段中完成。所有构件完成，剩余恒载在本阶段中完成。所有构件完成，剩余恒载在本阶段中完成。所有构件完成，剩余恒载在本阶段中完成。 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIG
15、N & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD ?施工进度：上限与下限施工进度：上限与下限 为将结构内力控制在一定水平内，同时也是考虑实际为将结构内力控制在一定水平内，同时也是考虑实际 可能出现的施工过程对施工进度设定可能出现的施工过程对施工进度设定上限上限（施工进度较（施工进度较可能出现的施工过程，对施工进度设定可能出现的施工过程，对施工进度设定上限上限（施工进度较（施工进度较 快，单塔楼独立承担荷载
16、较多，对塔楼外柱不利；但后加快，单塔楼独立承担荷载较多，对塔楼外柱不利；但后加 荷载较联体有利荷载较联体有利施度较慢单楼施度较慢单楼荷载较小，对联体有利）和荷载较小，对联体有利）和下限下限（施工进度较慢，单塔楼（施工进度较慢，单塔楼 独立承担荷载较小，对塔楼外柱有利；但后加荷载较大，独立承担荷载较小，对塔楼外柱有利；但后加荷载较大， 对联体不利），在计算中分别计算了该两种施工进度下结对联体不利），在计算中分别计算了该两种施工进度下结 构的内力和位移水平。构的内力和位移水平。 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司 EAST CHINA ARCHITECTURAL DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO., LTD 表1：荷载工况说明 荷载工况说明
