随着我国经济和科技的飞速发展,近年来超高层建筑逐渐增多,建筑高度被不断刷新。框筒结构作为超高层建筑的常用形式,随高度增加也会带来侧向刚度不足、核心筒内力偏大的缺陷,对此通常采用抗弯、抗剪刚度较大的伸臂桁架连接外框架和核心筒,增加结构的抗倾覆能力。在伸臂桁架连接过程中,特厚板焊接会产生较大的残余应力,同时由于框筒结构发生不均匀沉降,也会使桁架内产生一定的应力。为减小伸臂桁架在施工过程中产生的附加应力,保障其工作性能,并对伸臂桁架施工方案的合理设计提供理论参考,本文对伸臂桁架焊接残余应力以及在焊接和不均匀沉降联合作用下的力学性能进行了深入研究。主要研究内容如下:1、伸臂桁架焊接模拟方法及验证基于传统的焊接模拟方法,本文利用ANSYS软件对伸臂桁架进行精细化实体建模,采用了不均匀网格划分方式,并使用分段移动瞬间体热源作为简化热源模型加载,之后对焊道合并方式以及焊后冷却时间进行确定,使巨型构件焊接模拟的计算效率有了大幅的提升。通过模拟结果与实测结果对比,验证了模拟方法的可行性,提出了伸臂桁架焊接的简化模拟方法。2、焊接工艺对伸臂桁架残余应力影响研究针对施工中较为常见的焊接残余应力影响因素,对焊接顺序、接口形式以及焊接时长三个方面的焊接工艺进行参数分析。研究结果表明,不同焊接方式对翼缘板焊缝影响较大,残余应力变化最大超过40%,因此合理的焊接工艺能够有效减小构件内的残余应力。通过研究不同焊接工艺对残余应力的影响规律,对伸臂桁架焊接工艺的制定提供了相应理论参考。3、焊接和沉降联合作用下伸臂桁架应力分析依据工程实例,对伸臂桁架在焊接与沉降联合作用下的应力分布规律进行研究。模拟框筒结构在各连接方案下产生的不均匀沉降值,并考虑施工时所采用的延迟连接技术,对不同施工方案在焊接和沉降联合作用下产生的附加应力进行了对比分析。明确连接时序与临时连接对伸臂桁架附加内力的影响机理,对实际工程中伸臂桁架的连接方案,给予相关指导建议。