一級結(jié)構(gòu)專業(yè)輔導(dǎo)：時(shí)變結(jié)構(gòu)分析方法

　　時(shí)變結(jié)構(gòu)分析方法

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工短暫狀況研究施工期鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的安全性。施工期新澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)組成的臨時(shí)承載結(jié)構(gòu)是隨時(shí)間緩慢變化的時(shí)變結(jié)構(gòu)體系，可以采用離散性的時(shí)間凍結(jié)法近似處理，將其模擬成一序列時(shí)不變結(jié)構(gòu)，進(jìn)行靜力或動(dòng)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(hù)等工序?qū)摻罨炷两Y(jié)構(gòu)施工時(shí)變結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行凍結(jié)處理成時(shí)間軸上的一序列時(shí)不變結(jié)構(gòu)，也即研究施工過程中最不利的若干狀態(tài)，每個(gè)狀態(tài)中不考慮結(jié)構(gòu)的變化來分析該狀態(tài)中結(jié)構(gòu)的強(qiáng)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(jīng)驗(yàn)、認(rèn)真的現(xiàn)場調(diào)查結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)建造過程，決定需要進(jìn)行力學(xué)分析的若干最不利的工作狀態(tài)，也即關(guān)鍵工序狀態(tài)。

　　(2)決定各個(gè)最不利工作狀態(tài)的荷載組合。由于一個(gè)結(jié)構(gòu)的施工期不是很長，遇到特大自然災(zāi)害的概率很小，因而可以不考慮地震作用，風(fēng)荷載也可以只考慮常遇風(fēng)壓，在有水災(zāi)可能的工地還需根據(jù)洪水的危險(xiǎn)性分析適當(dāng)考慮洪水的影響。在一般的荷載中還必須考慮臨時(shí)性的施工荷載，包括建筑材料的堆積、建筑機(jī)械的作用、人流運(yùn)動(dòng)等。此外，還應(yīng)該考慮施工中可能發(fā)生的撞擊荷載。

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

　　(4)混凝土材料的時(shí)變性能。

　　現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工，通常包括以下工序流程：準(zhǔn)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(hù)一拆模、缺陷修整等一系列工序。其中一些工序?qū)Y(jié)構(gòu)形狀影響較小，施工荷載也較小，如準(zhǔn)備工作、測量與放樣、混凝土養(yǎng)護(hù)等，而一些工序不僅改變了承載結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)施工過程簡化為施工荷載與結(jié)構(gòu)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(shí)承載體系，即施工時(shí)變結(jié)構(gòu)體系中的底層模板支撐(工序B)。

　　當(dāng)施工建筑的標(biāo)準(zhǔn)樓層時(shí)，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(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入封頂階段時(shí)，一般為拆除施工時(shí)變結(jié)構(gòu)體系中的底層模板支撐這一道工序。與此相對應(yīng)，建筑每增高一層，施工時(shí)變結(jié)構(gòu)體系就經(jīng)歷澆筑新混凝土和拆除施工時(shí)變結(jié)構(gòu)體系中的底層模板支撐兩個(gè)時(shí)不變結(jié)構(gòu)狀態(tài)。鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)中內(nèi)力的變化。

　　兩種時(shí)不變結(jié)構(gòu)的形狀、構(gòu)件性能以及作用于結(jié)構(gòu)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(dān)荷載，因而可以采用相同的分析方法。

　　兩種時(shí)不變結(jié)構(gòu)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(nèi)力。

　　施工期鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算步驟為：

　　(1)計(jì)算澆筑新混凝土或拆除施工時(shí)變結(jié)構(gòu)底層模板支撐后，時(shí)變結(jié)構(gòu)內(nèi)構(gòu)件的內(nèi)力增量;

　　(2)將結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力增量與該結(jié)構(gòu)構(gòu)件的原有內(nèi)力疊加。

二級結(jié)構(gòu)工程師