对土木工程施工中建筑结构受力性能的探讨

路晓军

【摘要】目前只考虑变形与内力逐渐重分布和累加及不考虑高层建筑的建造过程的特点，仅研究已建成的结构，从而产生误差。这是当前普遍的分析设计高层建筑结构的弊端。为了对高层建筑结构的建造与设计提供有益的理念，分析重分布规律和变形逐步累加与结构内力， 本文通过剖析对比新的“模拟施工过程加载的计算方法”和过去的“一次性加载计算方法”来验证在设计计算中存在的差别。

【关键词】建筑结构;施工过程

【 abstract 】 currently only consider deformation and internal force distribution and accumulate gradually heavy and not consider building process of high buildings, the characteristics of the structure of the research has only built, which causes the error. This is the common analysis and design the disadvantages of high-rise buildings. In order to build the structure of the high-rise building and design provides beneficial concept, analysis of heavy distribution rule and gradually accumulate the structural internal force and deformation, this paper analyzes contrast new "simulation construction process of loading calculation method" and the past "one-time load calculation method" to verify in the design and calculation of the existing difference.

【 key words 】 building structure; Construction process

中图分类号:TU3文献标识码：A 文章编号：1.概述

目前，为减少建筑用地，高层建筑施工技术日益提高，工程速度也不断加快，分析对高层建筑物施工过程中的受力情况也显得日益重要。笔者对比分析新的“模拟施工过程加载的计算方法”和过去的“一次性加载计算方法”在设计计算中的差别，对高层建筑结构的建造与设计是很有益处的。 2.工程实例分析 概况 某区宿舍楼，共12层，拟建设场地类别为Ⅱ类，建筑抗震设防烈度为8度，设计基础地震加速度是0.2g，现浇混凝土框架-剪力墙结构。水箱间和机房的部分高出屋面，没有地下室；底层高度为5m，其他层高度为3.6m；剪力墙厚度为1 ～ 5层为250mm，楼板厚度为180mm；其余各层厚为180mm，1～9层使用C30的混凝土，其余楼层都采用C20的混凝土；基础为现浇钢筋混凝土筏板。 模拟施工过程的加载法和一次性的加载法相比存在边界条件和实际不符合的情况，主要是因为一次性加载法略过施工过程中的施工平差的影响导致，下面文章列出梁端弯矩相比较的差距：

两种方法中跨梁弯矩比较图由以上的对比图可以看出： a.中间支座梁左端弯矩值的绝对值一般为一次性加载计算结果比模拟施工过程加载法小3.2%到96.9%；中间支座梁右端弯矩值的绝对值一次性加载计算结果比模拟施工过程加载法大2.9%到14.3%； b.从以上结果分析得知对于中间支座梁端负弯矩的绝对值，一般为一次性加载结果小于模拟施工加载结果，同理，在顶层附近，这种现象表现愈发明显。 从以上两种方法加载后梁端弯矩的分析结果来看可以得出以下结论： ①模拟施工过程加载模式中，各楼层的内力都按本层以及以上的荷载加载来计算，比较符合实际的施工过程，所以其计算的结果比较符合实际情况; ②一次性加载法与模拟施工过程加载法相比存在边界条件与实际不符的情况，但这显然不是一次性加载解与模拟施工过程加载法相差很远的主要原因。一次性加载法没有考虑施工过程中的施工平差是该法存在的主要问题。一次性加法中，每个楼层的荷载都会对其他楼层的内力产生影响。 与此同时，高层建筑结构是个多次超静定的结构，由于超静定结构的特性，竖向变形差将通过连接两竖向构件的水平构件进行受力协调，协调的方式是通过水平构件附加剪力的形式将荷载由变形大的竖向构件传向变形小的竖向构件，并在其上产生附加内力，由于一次性加载法的竖向位移差偏大，所以由此产生的附加内力也偏大。 如果建筑的层数较多时，由于施工平差的影响，一次性加载解在中间支座的弯矩甚至表现为下表面受拉，这显然与实际情况不符。所以说高层建筑结构的竖向荷载效应的计算必须考虑施工过程的影响。对比结果为：边支座梁端负弯矩的绝对值，一般为一次性加载结果大于模拟施工加载结果；中间支座梁端负弯矩的绝对值，一般为一次性加载结果小于模拟施工加载结果;边柱端负弯矩的绝对值，一般为一次性加载结果大于模拟施工加载结果；中柱端负弯矩的绝对值，一般为一次性加载结果大于模拟施工加载结果;边跨与中跨梁剪力值，模拟施工过程加载法与一次性加载法结果相差不大;边柱剪力值，一般为一次性加载结果大于模拟施工加载结果；中柱剪力值，一般为一次性加载结果小于模拟施工加载结果;边柱轴力，一次性加载结果要大于模拟施工加载的结果；中柱轴力，一次性加载结果要小于模拟施工加载的结果;底层剪力墙弯矩一次性加载计算结果比模拟施工过程加载法小，而二层以上弯矩值为一次性加载计算结果比模拟施工过程加载法大；剪力墙剪力值一次性加载计算结果同模拟施工过程加载法结果相差不大；剪力墙轴力值一次性加载计算结果比模拟施工过程加载法结果小；板弯矩值在第二层为一次性加载计算结果小于模拟施工过程加载法结果，中部部分板弯矩为一次性加载计算结果大于模拟施工过程加载法结果，顶部屋面板为一次性加载计算结果大于模拟施工过程加载法结果。 综上所述，高层建筑结构的竖向荷载效应的计算必须考虑施工过程的影响。 结语 目前所采用的整个建筑物施工完成后竖向荷载一次性施加的方法有较大的差别按照目前广泛采用的主体结构完成后荷载一次施加的方法进行高层建筑结构在竖向荷载作用下的内力和位移分析，将可能出现内力分布不合理的现象。不考虑施工过程的影响，将各层的竖向荷载一次施加到结构的计算模型上去可能会造成结构的竖向位移偏大和构件的内力失真。高层建筑在结构分析时考虑结构本身随时间改变后，均可按照钢筋混凝土结构的施工顺序及施工时的实际情况进行模拟分析，这为结构的合理设计、保证结构建造的安全性和可靠性，以及指导选用合理的施工方案等创造了条件。

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