一級結構專業(yè)輔導：時變結構分析方法

　　時變結構分析方法

　　鋼筋混凝土結構施工短暫狀況研究施工期鋼筋混凝土建筑結構的安全性。施工期新澆筑的混凝土結構不具有承受自重以及外荷載的能力，因此通常采用模板支撐將新澆筑混凝土結構的自重荷載以及施工荷載傳遞到先前澆筑好的一層或數(shù)層混凝土樓板上，這一由模板支撐與早齡期混凝土結構組成的臨時承載結構是隨時間緩慢變化的時變結構體系，可以采用離散性的時間凍結法近似處理，將其模擬成一序列時不變結構，進行靜力或動力分析。

　　通常按施工過程，如支模、鋼筋綁扎、澆筑混凝土、混凝土養(yǎng)護等工序將鋼筋混凝土結構施工時變結構體系進行凍結處理成時間軸上的一序列時不變結構，也即研究施工過程中最不利的若干狀態(tài)，每個狀態(tài)中不考慮結構的變化來分析該狀態(tài)中結構的強度、剛度和穩(wěn)定性。分析中需要考慮以下四類決策：

　　(1)根據(jù)歷史經驗、認真的現(xiàn)場調查結構的特點和結構建造過程，決定需要進行力學分析的若干最不利的工作狀態(tài)，也即關鍵工序狀態(tài)。

　　(2)決定各個最不利工作狀態(tài)的荷載組合。由于一個結構的施工期不是很長，遇到特大自然災害的概率很小，因而可以不考慮地震作用，風荷載也可以只考慮常遇風壓，在有水災可能的工地還需根據(jù)洪水的危險性分析適當考慮洪水的影響。在一般的荷載中還必須考慮臨時性的施工荷載，包括建筑材料的堆積、建筑機械的作用、人流運動等。此外，還應該考慮施工中可能發(fā)生的撞擊荷載。

　　(3)決定在結構強度、剛度和穩(wěn)定性校核中的安全系數(shù)。這要根據(jù)時變結構的工作環(huán)境，該工作狀態(tài)維持時間的長短，超常荷載發(fā)生的可能性，結構的重要性等條件綜合考慮決定。

　　(4)混凝土材料的時變性能。

　　現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構施工，通常包括以下工序流程：準備工作+測量與放樣一模板架立一鋼筋架立一埋件安裝一混凝土澆筑一混凝土養(yǎng)護一拆模、缺陷修整等一系列工序。其中一些工序對結構形狀影響較小，施工荷載也較小，如準備工作、測量與放樣、混凝土養(yǎng)護等，而一些工序不僅改變了承載結構體系的形狀，而且對施工荷載也有明顯改變，如混凝土澆筑，模板支撐拆除等，為分析簡便，將現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構施工過程簡化為施工荷載與結構形狀變化顯著的下面兩道工序：

　　(1)澆筑新混凝土(工序A)

　　(2)拆除臨時承載體系，即施工時變結構體系中的底層模板支撐(工序B)。

　　當施工建筑的標準樓層時，兩道工序通常交替出現(xiàn);而在建筑施工初期一般為澆筑新混凝土這一道工序，當結構進入封頂階段時，一般為拆除施工時變結構體系中的底層模板支撐這一道工序。與此相對應，建筑每增高一層，施工時變結構體系就經歷澆筑新混凝土和拆除施工時變結構體系中的底層模板支撐兩個時不變結構狀態(tài)。鋼筋混凝土建筑結構施工短暫狀況分析即從建筑的底層施工開始逐層分析兩種狀態(tài)下結構中內力的變化。

　　兩種時不變結構的形狀、構件性能以及作用于結構上的外荷載不盡相同，但兩者都以模板支撐相連的數(shù)層樓板承擔荷載，因而可以采用相同的分析方法。

　　兩種時不變結構上的外荷載分別為新澆筑樓層混凝土自重或待拆除模板支撐的內力。

　　施工期鋼筋混凝土結構構件內力計算步驟為：

　　(1)計算澆筑新混凝土或拆除施工時變結構底層模板支撐后，時變結構內構件的內力增量;

　　(2)將結構構件內力增量與該結構構件的原有內力疊加。

二級結構工程師