高层建筑混凝土结构施工活荷载的统计分析.pdf

第 “卷 第期建筑结构 “ “年月 上海市高等学校青年科学基金资助项目。 高层建筑混凝土结构施工活荷载的统计分析 苗吉军顾祥林方晓铭 （同济大学土木工程学院上海“ “） ［提要］ 以高层建筑混凝土结构施工过程中的施工活荷载为研究对象， 根据现场调查结果， 通过统计分析， 提 出了施工过程各阶段施工活荷载的数学模型， 按 * . 1 3 - , . / - 1 . ，. 4 . 4 . 1 * - 5 2 - 6 2 1 3 2 4 5 - 1 ,5 1 6 6 / , . - . 4 7 - 6 * , - . / 0 * . 1 ,A / 8 * - - 6 / 1 7 8 / 1 - / 1 , 6 / * 5* , * / . 9 0 1 2 5 1 , 7 - / A / A - 5. / 0 7 - . 4 . 1 - . 1 *4 , 4 2 - 1 - * 4 2 * 0 2 4 . 1 , 1 ,. * , - . / 0 * . 1 ,A / * - - - 1 - 一、 引言 进行高层建筑结构施工阶段的安全性分析是保证 结构施工安全、 避免结构出现早期损伤的重要措施。 要进行施工阶段的安全性分析， 首先必须弄清结构的 施工荷载。 年代初期， 美国和台湾地区的学者曾联合 对两地B 幢钢筋混凝土结构房屋的施工荷载进行过现 场调查 ［B］， 以向容器中注水的办法着重模拟分析了混 凝土浇注时产生的冲击荷载， 发现其 最 大 荷 载 达 C／ “。文 ［ “］ 在现场调查的基础上经过统计分析后， 曾提出两个适合非零荷载的概率分布函数 D 1 9 0 2 2 和E 4 4分布， 相应的均值为 F C／ “， 但变异系数 较大。以上的现场调查范围多局限于多层房屋结构。 清华大学和大连理工大学 ［，G］也曾对混凝土结构 房屋施工荷载进行过现场调查， 并取得了一定的数据， 但调查的房屋结构样本个数较少。 针对上述工作的不足， 依据高层建筑混凝土结构 的施工特点， 对上海和山东两地G 幢在建的高层建筑 施工活荷载进行了统计分析， 提出了施工活荷载的分 布模型， 得出了活荷载的标准值， 为高层建筑混凝土结 构施工阶段的安全性分析提供了基本数据。 二、 调查方案的确定 对影响施工的因素进行综合分析后认为， 结构类 型、 地理位置、 施工技术、 施工单位的现场管理水平、 环 境温度以及施工场地的大小等都对施工活荷载产生影 响 ［］。为此选择上海、 山东两地在建的G 幢不同结构 类型、 不同施工单位施工的高层混凝土结构建筑作为 调查对象。所调查房屋的结构类型如图B所示， 房屋 的高度大都在B 左右。 我国高层建筑的施工大都采用三层支撑， 且无二 次支撑， 施工过程见图“。整个施工过程分为若干个 施工周期， 每一施工周期又分为四个阶段， 即模板支 撑、 放线和钢筋绑扎、 混凝土浇筑和模板拆除。每个阶 段的施工活荷载各不相同， 分开进行统计分析。 图B调查房屋结构类型的分布图 所谓施工活荷载就是在施工中 “流动” 的荷载， 当 荷载 （材料） 被 “耗尽” 、 位置固定后， 此时的荷载相对于 该施工阶段则被视为施工恒载。因此对每个施工阶段 重点调查如下三项荷载 材料堆积荷载、 施工人员重量 以及机械设备荷载。 三、 活荷载的统计分析 B F等效均布荷载 为了便于理论分析和实际运用， 对任一个堆积荷 载（见图， 活荷载集度“H／ ［ （ 9I4） （ 9I4） ］ ， 其中为堆积活荷载的实际重力） ， 先在一个方向取 单位宽度的板带， 边界条件取为两端简支， 根据跨中弯 矩相等的原则将堆载“的作用等效为在两个相互垂直 方向满跨均布的荷载“ J B和“ J “， 计算简图见图， 取 K 图高层建筑混凝土 结构施工循环图 图“堆积荷载在两个 方向的等效示意图 ， 中的大者作为堆载的等效荷载。当堆积荷载 沿楼板任一方向上满跨分布时， 则该堆积荷载不再进 行荷载等效。对于集中荷载及零星荷载也可采取相同 的处理方法。 ［］ 分布 “ （）.“ “1 11 （） ［］ “ 2 1 A 1 0 1 7 ; 6 A 9 B 6 A 7 CD 6 7 5 A 1 1E 6 A 0F 6 A . 建议施工荷载“ ’ . /／0 ; 6 H 8 7 C 7 89 B 6 A 7 CI 7 J 1认为用电 动推车浇注混凝土时最小施工荷载应增加, ） 。虽然上述国家和机构提出了施工 荷载的最小值， 但没有明确提出施工活荷载的取值。 根据钢筋混凝土结构基于概率的极限状态设计 法， 仿照结构正常使用阶段荷载标准值的取法， 即要求 确定的荷载标准值要足够大， 使所遇到的荷载低于这 个荷载标准值的概率为 L。于是有 * （） “ 1 ’ 8’ ,1 “ （““） （ 6 A 5 6 7 5 A 1 15 6 7 J A 5 6 7 H W 1 H 6 86 77 1 F H 3 6 A 1 8J H X J S Z 6 A 7 H6 ;9 A 5 A HU 7 C 7 1 1 A 7 C， , *，, 5 A A 1 7 8 1 J C 73 A 5 5 1 S Z 6 A 7 H6 ; B 1 9 A 5 A HM W J 6 7，K 9 D U，, - 6 A 5 6 7 5 A 1 1J A 5 A 1 J S Z 6 A 7 H6 ;9 A 5 A HU 7 C 7 1 1 A 7 C，, - ，, , , （）S - Q Q，D B 1 7 R E，\ 6 F0 7 T MS 9 B 6 A 1 V J H X 7 1 A 5 6 7 75 6 7 V 5 A 1 1X H 8 7 C J S Z 6 A 7 H6 ;D 6 7 J A 5 6 7U 7 C 7 1 1 A 7 C 7 8 T 7 C 1 V 0 1 7 ，, - ’，, , 5 6 A8 1 J C 7; 6 A4 D X H 8 7 C J8 A 7 C5 6 7 J A 5 6 7 S K D I9 A 5 A H Z 6 A 7 H，, *， , （*）S 外保温复合夹心节能墙体 抗震性能的试验研究 该课题对夹心墙体抗震性能进行了试验研究与有 限元程序分析， 提出了夹心墙体抗震抗剪承载力的计 算公式， 对这种结构抗震性能进行了深入研究， 为其结 构设计提供了理论依据， 促进了节能建筑的发展。试 验表明， 该墙体可广泛应用于工业与民用建筑之中。 试验所获得的主要技术性能指标 ,） 提出了夹心 墙体的抗震抗剪承载力计算公式， 对这种结构形式的 受力性能、 变形性能进行了较为详细的研究； ） 进行了 带门窗洞孔的夹心墙体的抗震试验研究， 对这种形式 夹心墙体在低周反复荷载下的破坏形态、 破坏机理做 了准确的描述； ） 成功运用有限元程序对夹心墙体的 抗震性能进行了理论分析， 并将试验值与程序计算值 比较， 进一步验证了试验结论。 （主要完成单位 沈阳建筑工程学院， 沈阳市建委 建材办）