一级结构专业辅导：时变结构分析方法

　　时变结构分析方法

　　钢筋混凝土结构施工短暂状况研究施工期钢筋混凝土建筑结构的安全性。施工期新浇筑的混凝土结构不具有承受自重以及外荷载的能力，因此通常采用模板支撑将新浇筑混凝土结构的自重荷载以及施工荷载传递到先前浇筑好的一层或数层混凝土楼板上，这一由模板支撑与早龄期混凝土结构组成的临时承载结构是随时间缓慢变化的时变结构体系，可以采用离散性的时间冻结法近似处理，将其模拟成一序列时不变结构，进行静力或动力分析。

　　通常按施工过程，如支模、钢筋绑扎、浇筑混凝土、混凝土养护等工序将钢筋混凝土结构施工时变结构体系进行冻结处理成时间轴上的一序列时不变结构，也即研究施工过程中最不利的若干状态，每个状态中不考虑结构的变化来分析该状态中结构的强度、刚度和稳定性。分析中需要考虑以下四类决策：

　　(1)根据历史经验、认真的现场调查结构的特点和结构建造过程，决定需要进行力学分析的若干最不利的工作状态，也即关键工序状态。

　　(2)决定各个最不利工作状态的荷载组合。由于一个结构的施工期不是很长，遇到特大自然灾害的概率很小，因而可以不考虑地震作用，风荷载也可以只考虑常遇风压，在有水灾可能的工地还需根据洪水的危险性分析适当考虑洪水的影响。在一般的荷载中还必须考虑临时性的施工荷载，包括建筑材料的堆积、建筑机械的作用、人流运动等。此外，还应该考虑施工中可能发生的撞击荷载。

　　(3)决定在结构强度、刚度和稳定性校核中的安全系数。这要根据时变结构的工作环境，该工作状态维持时间的长短，超常荷载发生的可能性，结构的重要性等条件综合考虑决定。

　　(4)混凝土材料的时变性能。

　　现浇钢筋混凝土结构施工，通常包括以下工序流程：准备工作+测量与放样一模板架立一钢筋架立一埋件安装一混凝土浇筑一混凝土养护一拆模、缺陷修整等一系列工序。其中一些工序对结构形状影响较小，施工荷载也较小，如准备工作、测量与放样、混凝土养护等，而一些工序不仅改变了承载结构体系的形状，而且对施工荷载也有明显改变，如混凝土浇筑，模板支撑拆除等，为分析简便，将现浇钢筋混凝土结构施工过程简化为施工荷载与结构形状变化显著的下面两道工序：

　　(1)浇筑新混凝土(工序A)

　　(2)拆除临时承载体系，即施工时变结构体系中的底层模板支撑(工序B)。

　　当施工建筑的标准楼层时，两道工序通常交替出现;而在建筑施工初期一般为浇筑新混凝土这一道工序，当结构进入封顶阶段时，一般为拆除施工时变结构体系中的底层模板支撑这一道工序。与此相对应，建筑每增高一层，施工时变结构体系就经历浇筑新混凝土和拆除施工时变结构体系中的底层模板支撑两个时不变结构状态。钢筋混凝土建筑结构施工短暂状况分析即从建筑的底层施工开始逐层分析两种状态下结构中内力的变化。

　　两种时不变结构的形状、构件性能以及作用于结构上的外荷载不尽相同，但两者都以模板支撑相连的数层楼板承担荷载，因而可以采用相同的分析方法。

　　两种时不变结构上的外荷载分别为新浇筑楼层混凝土自重或待拆除模板支撑的内力。

　　施工期钢筋混凝土结构构件内力计算步骤为：

　　(1)计算浇筑新混凝土或拆除施工时变结构底层模板支撑后，时变结构内构件的内力增量;

　　(2)将结构构件内力增量与该结构构件的原有内力叠加。

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