CN114635501B - 超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法和装置 - Google Patents

超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法和装置；所述方法包括：基于施工阶段划分和伸臂桁架设置楼层确定不同合拢方案；确定各个施工阶段和服役阶段所对应的超高层结构的荷载组合工况；根据服役期的富余应力空间确定伸臂桁架的最早合拢时刻；根据施工期临时结构的刚度和稳定性确定伸臂桁架最晚合拢时刻。本申请的方案以服役期富余应力空间为依据确定伸臂桁架的最早合拢时刻，以结构刚度和稳定性为依据确定伸臂桁架的最晚合拢时刻，二者均基于全过程模拟分析，共同确定了伸臂桁架合拢优化窗口，保证施工阶段结构刚度和稳定性以及服役阶段伸臂桁架安全冗余度。

Description

超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法和装置
技术领域
本申请涉及土木工程技术领域，具体涉及一种超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法和装置。
背景技术
目前很多超高层建筑结构体系采用带伸臂桁架的框架—核心筒结构，该体系中核心筒是结构的主要抗侧力构件，承担绝大部分水平荷载；伸臂桁架连接外框架和核心筒，使外框架柱在体系中起着类似拉压杆的作用，充分利用框架柱的轴向刚度，使其由倾覆力矩产生的巨大轴力形成抵抗力偶，减少整个结构体系的侧向位移，提高结构的刚度和整体性。然而超高层建筑结构由于结构内筒和外筒施工不同步、结构不对称布置以及混凝土材料的收缩徐变等因素，结构内外筒的变形存在一定差异，因此过早连接伸臂桁架会使其产生较大的附加应力，一般采用临时铰接或延迟连接的合拢方案。然而未安装伸臂桁架或伸臂桁架处于临时连接状态时的临时结构刚度和稳定性存在不确定性，保证服役阶段伸臂桁架具有安全冗余度以及施工过程中结构刚度满足设计要求是超高层结构伸臂桁架施工质量的关键问题，因此有必要探究超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法。
相关技术中，为获取伸臂桁架合拢方案，一种技术是控制施工阶段伸臂桁架杆件的应力发展水平在允许范围内，该方法只考虑到了伸臂桁架施工阶段的受力水平，忽略了服役阶段伸臂桁架的安全冗余度，且没有考虑到施工阶段临时结构的刚度和稳定性；另一种技术是通过计算或监测结构内外筒的变形差发展来决定伸臂桁架的合拢时刻，该方法同样忽略了施工过程中结构的刚度和稳定性，而且不能准确估计伸臂桁架的服役期间应力水平。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法和装置。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法，包括：
基于施工阶段划分和伸臂桁架设置楼层确定不同合拢方案；
确定各个施工阶段和服役阶段所对应的超高层结构的荷载组合工况；
根据服役期的富余应力空间确定伸臂桁架的最早合拢时刻；
根据施工期临时结构的刚度和稳定性确定伸臂桁架最晚合拢时刻。
进一步地，所述合拢方案包括合拢方式和合拢时刻；
所述合拢方式为伸臂桁架与核心筒和外框柱之间所采用的连接方式，包括：直接连接/刚接、延迟连接/刚接、临时铰接再刚接；
所述合拢时刻为伸臂桁架与核心筒和外框柱最终刚接的施工阶段。
进一步地，施工阶段的荷载组合工况包括如下项中的至少一项：结构自重、混凝土收缩徐变、风荷载、温度作用；
服役阶段的荷载组合工况包括如下项中的至少一项：恒荷载、活荷载、混凝土收缩徐变、风荷载、温度作用、地震作用。
进一步地，所述服役期的富余应力空间是基于施工到服役阶段的全过程模拟分析，并考虑不同合拢方案和多种服役阶段的荷载组合工况计算获得。
进一步地，根据服役期的富余应力空间确定伸臂桁架的最早合拢时刻，包括：
分别确定每根伸臂桁架杆件在多种服役阶段荷载组合工况下的最大组合应力值；
获取一道伸臂桁架在服役阶段的最大组合应力值；
根据杆件材料设计强度，获取伸臂桁架杆件的富余应力空间；
判断是否满足服役阶段的富余应力空间限值；
伸臂桁架杆件满足富余应力空间要求，且合拢方案对应的合拢时间最早即为最早合拢时刻。
进一步地，所述临时结构的刚度是通过层间位移角和层间位移比进行评估的，所述临时结构的稳定性是通过刚重比和抗倾覆安全系数进行评估的。
进一步地，所述根据施工期临时结构的刚度和稳定性确定伸臂桁架最晚合拢时刻，包括：
针对每一种合拢方案，确定对应的最不利的临时结构状态；
分别根据刚度和稳定性筛选出符合要求的合拢方案，从而确定最晚合拢时刻。
进一步地，根据刚度和稳定性筛选出符合要求的合拢方案，包括：
层间位移角不大于1/500；
层间位移比不大于楼层平均值的1.5倍。
进一步地，根据刚度和稳定性筛选出符合要求的合拢方案，包括：
刚重比需要满足：
其中EJd为结构一个主轴方向的弹性等效侧向刚度；Gi为第i楼层重力荷载设计值；H为结构高度；n为结构计算总层数；
抗倾覆安全系数需要满足：
其中MR为抗倾覆力矩；MOV为倾覆力矩；B为基础底面宽度；V0为等效倒三角形总水平力；H为结构高度；C为地下室高度。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化装置，包括：
方案确定模块，用于基于施工阶段划分和伸臂桁架设置楼层确定不同合拢方案；
工况确定模块，用于确定各个施工阶段和服役阶段所对应的超高层结构的荷载组合工况；
最早时刻确定模块，用于根据服役期的富余应力空间确定伸臂桁架的最早合拢时刻；
最晚时刻确定模块，用于根据施工期临时结构的刚度和稳定性确定伸臂桁架最晚合拢时刻。
本申请的实施例提供的技术方案具备以下有益效果：
本申请的方案以服役期富余应力空间为依据确定伸臂桁架的最早合拢时刻，以结构刚度和稳定性为依据确定伸臂桁架的最晚合拢时刻，二者均基于全过程模拟分析，共同确定了伸臂桁架合拢优化窗口，保证施工阶段结构刚度和稳定性以及服役阶段伸臂桁架安全冗余度。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法的流程图。
图2a是本发明实施例的一种施工阶段非均匀温度工况分区示意图。
图2b是本发明实施例的一种服役阶段非均匀温度工况分区示意图。
图3是本发明实施例的一种超高层结构抗倾覆安全系数计算示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的方法和装置的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法的流程图。该方法可以包括以下步骤：
步骤S1、基于施工阶段划分和伸臂桁架设置楼层确定不同合拢方案；
步骤S2、确定各个施工阶段和服役阶段所对应的超高层结构的荷载组合工况；
步骤S3、根据服役期的富余应力空间确定伸臂桁架的最早合拢时刻；
步骤S4、根据施工期临时结构的刚度和稳定性确定伸臂桁架最晚合拢时刻。
本申请的方案基于服役阶段组合荷载工况，计算不同合拢方案下伸臂桁架杆件的富余应力空间，提出以服役期富余应力空间为目标的伸臂桁架最早合拢时刻的确定方法；基于施工阶段组合荷载工况，建立与不同合拢方案对应的施工阶段不利临时结构，分析施工阶段不同合拢方案下临时结构的刚度和稳定性，提出以结构刚度和稳定性为目标的伸臂桁架最晚合拢时刻确定方法。这两方面均基于全过程模拟分析，共同确定了伸臂桁架合拢优化窗口，保证施工阶段结构刚度和稳定性以及服役阶段伸臂桁架安全冗余度。
综上所述，本申请的方案结合施工阶段到服役阶段的全过程模拟分析，实现了超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化，同时伸臂桁架兼顾服役和施工阶段结构的刚度和稳定性要求。
应当理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
首先执行步骤S1，基于施工阶段划分和伸臂桁架设置楼层确定不同合拢方案。
一些实施例中，所述合拢方案包括合拢方式和合拢时刻。所述合拢方式为伸臂桁架与核心筒和外框柱之间所采用的连接方式，包括：直接连接/刚接、延迟连接/刚接、临时铰接再刚接。所述合拢时刻为伸臂桁架与核心筒和外框柱最终刚接的施工阶段。
若伸臂桁架采用延迟连(刚)接的合拢方案，每道伸臂桁架可以选择在伸臂桁架所设置楼层以上对应的施工阶段进行连接，最晚可以直至最后一个施工阶段即封顶时连接，则根据连接的施工阶段不同，设置多个延迟(刚)连接合拢方案。
同样，若伸臂桁架采用临时铰接再刚接的合拢方案，每道伸臂桁架可以选择在伸臂桁架所设置楼层进行临时铰接，在之后的施工阶段进行最终刚接，最晚可以直至最后一个施工阶段即封顶时刚接，则根据最终刚接施工阶段不同，设置多个临时铰接再刚接合拢方案。
若超高层结构有M个施工阶段，N道伸臂桁架，每道伸臂桁架设置楼层所在施工阶段分别对应第kτ(τ＝1,2,…,N)个施工阶段，则可以设置P种合拢方案，P＝M-k1+1，若结构有多道伸臂桁架，则每道伸臂桁架都可以采用这种方式确定多种合拢方案，具体见表1，其中方案1为直接连(刚)接方案。
表1伸臂桁架合拢方案
接下来执行步骤S2，确定各个施工阶段和服役阶段所对应的超高层结构的荷载组合工况。
一些实施例中，施工阶段的荷载组合工况包括如下项中的至少一项：结构自重、混凝土收缩徐变、风荷载、温度作用。服役阶段的荷载组合工况包括如下项中的至少一项：恒荷载、活荷载、混凝土收缩徐变、风荷载、温度作用、地震作用。
施工阶段考虑：结构自重、混凝土收缩徐变、风荷载和温度作用，服役阶段考虑：恒荷载、活荷载、混凝土收缩徐变、风荷载、温度作用和地震作用，且需要考虑荷载之间的组合作用。在一些实施例中，应当考虑的荷载组合工况具体见表2和表3。
表2施工阶段荷载组合工况
工况名称 说明
基本工况1 自重
基本工况2 自重+收缩+徐变
风荷载工况1 自重+收缩+徐变+X向顺风风荷载
风荷载工况2 自重+收缩+徐变+Y向顺风风荷载
温度工况1 自重+收缩+徐变+均匀升温
温度工况2 自重+收缩+徐变+均匀降温
温度工况3 自重+收缩+徐变+非均匀升温
温度工况4 自重+收缩+徐变+非均匀降温
表3服役阶段荷载组合工况
在一些实施例中，温度工况分区如图2所示。施工阶段风荷载考虑顺风向风荷载，服役阶段风荷载需考虑到横风风振和扭转风振的影响。温度作用包括均匀升温、均匀降温、非均匀升温和非均匀降温。施工阶段结构主体是裸露状态，因此考虑阴面和阳面温度差对结构进行施加分区非均匀温度作用。服役阶段幕墙安装完成且室内会有空调调节温度，因此服役阶段非均匀温度场不仅要考虑阴面和阳面温度的区别，还需考虑到核心筒内部和外框架外部的温度差对结构施加分区非均匀温度作用。
接下来执行步骤S3，根据服役期的富余应力空间确定伸臂桁架的最早合拢时刻。
一些实施例中，所述服役期的富余应力空间是基于施工到服役阶段的全过程模拟分析，并考虑不同合拢方案和多种服役阶段的荷载组合工况计算获得。
一些实施例中，步骤S3具体可以包括以下步骤：
步骤S301、分别确定每根伸臂桁架杆件在多种服役阶段荷载组合工况下的最大组合应力值；
步骤S302、获取一道伸臂桁架在服役阶段的最大组合应力值；
步骤S303、根据杆件材料设计强度，获取伸臂桁架杆件的最小富余应力空间；
步骤S304、判断是否满足服役阶段的最小富余应力空间限值；
步骤S305、伸臂桁架杆件满足最小富余应力空间要求，且合拢方案对应的合拢时间最早，该合拢方案对应的合拢时间即为最早合拢时刻。
具体地，步骤S301中，伸臂桁架单根杆件在W种服役阶段荷载组合工况下的最大组合应力Cf为：
Cf＝max{C1 C2 … Cw … CW}
式中，Cw为伸臂桁架在第w(w＝1，2，…，W)个服役阶段荷载组合工况下的最大组合应力。
步骤S302中，若一道伸臂桁架有Q根杆件，则一道伸臂桁架在W种服役阶段荷载组合工况下的最大组合应力Cfmax为：
Cfmax＝max{Cf1 Cf2 … Cfq … CfQ}
式中，Cfq为第q(q＝1，2，…，Q)根伸臂桁架杆件在W种服役阶段荷载组合工况下的最大组合应力。
步骤S303中，P种合拢方案下伸臂桁架服役阶段最大组合应力矩阵为：
CF＝[Cf max 1 Cf max 2 … Cf max p … Cf max P]T
式中，Cf max p为伸臂桁架杆件第p(p＝1，2，…，P)种合拢方案下的最大组合应力。
P种合拢方案下伸臂桁架富余应力空间ξ：
式中，K为伸臂桁架杆件材料设计强度。
步骤S304中，服役时伸臂桁架关键杆件需保证的最小富余应力空间为筛选出满足/>的所有合拢方案，对比符合要求的方案的合拢时刻，即可确定最早合拢时刻。
最后执行步骤S4，根据施工期临时结构的刚度和稳定性确定伸臂桁架最晚合拢时刻。
步骤S401、针对每一种伸臂桁架合拢方案，找到对应的最不利的临时结构状态；然后分别根据刚度和稳定性筛选出符合要求的合拢方案，从而确定最晚合拢时刻。需要说明的是，施工阶段都是临时结构，本方案找到最不利的，比如伸臂桁架铰接或者未安装。
若伸臂桁架采用延迟连(刚)接的的合拢方案，则在伸臂桁架安装合拢之前为最不利的临时结构状态。例如，若伸臂桁架在在第x个施工阶段安装连接，那么最不利的临时结构状态为第x-1个施工阶段时的临时结构，此时伸臂桁架处于未安装状态。
同理，当伸臂桁架采临时铰接再刚接的合拢方案时，若伸臂桁架在在第x个施工阶段最终刚接，那么最不利的临时结构状态为第x-1个施工阶段时的临时结构，此时伸臂桁架处于铰接或一边铰接一边刚接的状态。
步骤S402、用层间位移角和层间位移比评估临时结构的刚度。层间位移角指楼层层间最大位移与层高之比，高度不小于250m的高层建筑，其层间位移角Δu/不宜大于1/500。层间位移比指的是在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移之比；A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。
步骤S403、用刚重比和抗倾覆安全系数评估临时结构的稳定性。
超高层框架—核心筒结构刚重比需要满足：
其中EJd为结构一个主轴方向的弹性等效侧向刚度，可按倒三角形分布荷载作用下结构顶点位移相等的原则，将结构的侧向刚度折算为竖向悬臂受弯构件的等效侧向刚度；Gi分别为第i楼层重力荷载设计值，取1.2倍的永久荷载标准值与1.4倍的楼面可变荷载标准值的组合值；H为超高层结构的结构高度；n为结构计算总层数。
抗倾覆安全系数需要满足：
其中MR为抗倾覆力矩；MOV为倾覆力矩；B为基础底面宽度；V0为等效倒三角形总水平力；H为结构高度；e为结构偏心距；C为地下室高度。
因此针对每种合拢方案建立施工阶段临时结构，分别验算其刚度和稳定性，筛选出符合要求的合拢方案，即可确定最晚合拢时刻。
需要说明的是，本发明上述实施例所应用的结构模型是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域技术人员在本发明的保护范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变形。
本发明上述实施例所提供的超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法，同时考虑了伸臂桁架受力和施工阶段临时结构性能，保证了服役阶段伸臂桁架具有安全冗余度以及施工过程中结构刚度满足设计要求。
本申请的实施例还提供一种超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化装置，包括：
方案确定模块，用于基于施工阶段划分和伸臂桁架设置楼层确定不同合拢方案；
工况确定模块，用于确定各个施工阶段和服役阶段所对应的超高层结构的荷载组合工况；
最早时刻确定模块，用于根据服役期的富余应力空间确定伸臂桁架的最早合拢时刻；
最晚时刻确定模块，用于根据施工期临时结构的刚度和稳定性确定伸臂桁架最晚合拢时刻。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体步骤已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处不再详细阐述说明。上述超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化方法，其特征在于，包括：
基于施工阶段划分和伸臂桁架设置楼层确定不同合拢方案；
确定各个施工阶段和服役阶段所对应的超高层结构的荷载组合工况；
分别确定每根伸臂桁架杆件在多种服役阶段荷载组合工况下的最大组合应力值；获取一道伸臂桁架在服役阶段的最大组合应力值；根据杆件材料设计强度，获取伸臂桁架杆件的富余应力空间；判断是否满足服役阶段的富余应力空间限值；伸臂桁架杆件满足富余应力空间要求，且合拢方案对应的合拢时间最早即为最早合拢时刻；其中，所述服役阶段的富余应力空间是基于施工到服役阶段的全过程模拟分析，并考虑不同合拢方案和多种服役阶段的荷载组合工况计算获得；
根据施工期临时结构的刚度和稳定性确定伸臂桁架最晚合拢时刻。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合拢方案包括合拢方式和合拢时刻；
所述合拢方式为伸臂桁架与核心筒和外框柱之间所采用的连接方式，包括：直接连接/刚接、延迟连接/刚接、临时铰接再刚接；
所述合拢时刻为伸臂桁架与核心筒和外框柱最终刚接的施工阶段。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，施工阶段的荷载组合工况包括如下项中的至少一项：结构自重、混凝土收缩徐变、风荷载、温度作用；
服役阶段的荷载组合工况包括如下项中的至少一项：恒荷载、活荷载、混凝土收缩徐变、风荷载、温度作用、地震作用。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述临时结构的刚度是通过层间位移角和层间位移比进行评估的，所述临时结构的稳定性是通过刚重比和抗倾覆安全系数进行评估的。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据施工期临时结构的刚度和稳定性确定伸臂桁架最晚合拢时刻，包括：
针对每一种合拢方案，确定对应的最不利的临时结构状态；
分别根据刚度和稳定性筛选出符合要求的合拢方案，从而确定最晚合拢时刻。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据刚度和稳定性筛选出符合要求的合拢方案，包括：
层间位移角不大于1/500；
层间位移比不大于楼层平均值的1.5倍。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据刚度和稳定性筛选出符合要求的合拢方案，包括：
刚重比需要满足：
其中EJd为结构一个主轴方向的弹性等效侧向刚度；Gi为第i楼层重力荷载设计值；H为结构高度；n为结构计算总层数；
抗倾覆安全系数需要满足：
其中MR为抗倾覆力矩；MOV为倾覆力矩；B为基础底面宽度；V0为等效倒三角形总水平力；H为结构高度；C为地下室高度。
8.一种超高层结构伸臂桁架施工合拢窗口优化装置，其特征在于，包括：
方案确定模块，用于基于施工阶段划分和伸臂桁架设置楼层确定不同合拢方案；
工况确定模块，用于确定各个施工阶段和服役阶段所对应的超高层结构的荷载组合工况；
最早时刻确定模块，用于分别确定每根伸臂桁架杆件在多种服役阶段荷载组合工况下的最大组合应力值；获取一道伸臂桁架在服役阶段的最大组合应力值；根据杆件材料设计强度，获取伸臂桁架杆件的富余应力空间；判断是否满足服役阶段的富余应力空间限值；伸臂桁架杆件满足富余应力空间要求，且合拢方案对应的合拢时间最早即为最早合拢时刻；其中，所述服役阶段的富余应力空间是基于施工到服役阶段的全过程模拟分析，并考虑不同合拢方案和多种服役阶段的荷载组合工况计算获得；
最晚时刻确定模块，用于根据施工期临时结构的刚度和稳定性确定伸臂桁架最晚合拢时刻。
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