【JY】施工的竖向变形分析在分析什么 ？
简单介绍下概念
1、概述
近年来，我国超高层建筑日益增多，在超高层建筑的伫立的同时，结构的分析和设计施工面临新的挑战。其中，在超高层建筑施工过程中，受结构自重、施工荷载、混凝土收缩、徐变等问题的影响会产生一定的压缩变形。
该压缩变形导致建筑标高、层高与结构设计值存在一定的差异，以环球、西塔等超高层建筑为例，建筑的整体压缩变形均高达20cm以上。虽然相对于数百米的超高层建筑而言，20cm的压缩肉眼根本无法识别，但内外筒压缩变形的差异性将造成内外筒间的联系构件出现较大的内应力，会使得结构在施工过程中面临挑战。
2、主要的成因
由于塔楼内、外筒施工不同步。超高层建筑中内筒竖向结构往往先于外筒5~8层施工，内筒先于外筒变形。随着顶模在超高层建筑上的使用，内外筒的这种差异甚至能达到10层以上；内筒主要以混凝土结构为主，含钢率较低，外筒则完全由巨型框架和巨型支撑组成。钢材与混凝土材料弹性模量的差异也是导致压缩差异的重要因素。
除了外荷载作用下外，混凝土还会因收缩、徐变产生压缩变形，且历时较长，甚至在结构封顶后的两、三年内仍在持续。而钢材的变形则主要是荷载作用下的瞬时变形。收缩即混凝土在非荷载因素**积变化而产生的变形。
收缩与外荷载因素无关，主要由以下三个原因引起：水泥水化生成物的体积小于原物料的体积；干燥失水收缩；碳化收缩。
混凝土的收缩是个长期缓慢的过程。在开始的时候收缩发展很快，大部分的收缩都会在龄期的最初时候出现；以后收缩逐渐减缓，但很多年之后仍然可能缓慢发展。
混凝土除了加载后立即产生瞬时弹性应变，还在荷载的持续作用下，产生随时间增长而不断增加的应变，即所谓徐变。徐变是由于荷载的持续作用而引起的，而收缩是与荷载无关的。在实际结构通常的应力水平下，现有理论都假定徐变与应力呈线性关系，并都服从玻尔兹曼叠加原理—在时间T变应力作用下的总应变为每一应力增量引起的应变的总和。
2、收缩和徐变
徐变：在长期荷载作用下，混凝土的变形随时间而不断增大的的现象。
混凝土内部的水泥凝胶体在外荷载作用下产生粘性流动，把压力传递给集料，使集料的变形逐渐增大，而导致混凝土的变形。混凝土内部的微裂缝在荷载长期作用下逐渐放大，形成宏裂缝。而导致混凝土变形，长期作用应力的大小。受荷时混凝土的龄期影响。受荷时混凝土龄期越短，混凝土中尚未完全结硬的水泥胶体越多导致徐变越大。
收缩：混凝土在空气中结硬时，体积会缩小。
收缩比膨胀要大得多，所以一般只考虑收缩。产生收缩的原因有干缩和湿缩。干缩就是水泥凝胶体本身体积减小，湿缩就是混凝土失水。
影响收缩主要因素是混凝土内部组成和外部环境。
徐变和结构使用阶段的外部荷载作用情况密切相关。外荷载产生的应力的大小将直接影响徐变的大小。外荷载对徐变影响占主导作用，因此可近似理解为没有外荷载即不考虑徐变影响。
收缩可认为是混凝土即使是不受外荷载作用下，也能对结构产生很大影响的不利因子。结构即使不受力它也会发生干缩或者湿缩。
相关规范和计算方法
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相关计算方法
因素分析
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徐变因素
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收缩因素
因素分析
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软件使用和推荐
现行部分工程分析软件和有限元软件可用以计算或考虑混凝土的徐变收缩效应，但也存在一些不足。
1.通用大型有限元软件
目前世界上最常用的通用有限元软件包括ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、ADINA等，在有限元分析模块中，基本都有分析徐变效应的本构模型，但却并非针对混凝土材料的徐变，而通常是适用于金属材料、岩土等的蠕变，也多缺少直接计算混凝土收缩的计算模型。此类通用有限元软件在混凝土徐变效应分析上有较大局限性，特别是可选的徐变模式较为单一，也不够准确，需要通过二次开发引入更符合混凝土特性及合理的计算模式；另一方面，通用有限元软件对小型结构分析具有较高精度，但对于实际大型高层、超高层复杂结构的整体分析，同时要考虑施工全过程，其建模、计算的效率和精度都受到较大限制，不便于工程应用。
（仅推荐理论基础功底深厚的人使用！）
2.常用工程分析软件
当前国内外应用最广泛的高层建筑工程分析软件包括ETABS，SAP2000，MIDAS等，其中SAP2000和MIDAS等可以在计算中考虑混凝土徐变收缩效应。当前新版SAP2000中的徐变收缩模式采用的是CEB—FIP（MC90）计算模式，且未考虑钢筋的效应；MIDAS的徐变收缩模式则相对比较多样，包括了CEB—FIP、ACI、日本、韩国等建议模式，特别是可以在ACI模式中结合PCA（Portland水泥协会）模式的建议来考虑混凝土柱含钢率的影响效应；虽然较为粗略，但比起素混凝土的分析结果更贴近实际。工程软件可以较方便地分析高层建筑结构考虑施工过程的徐变收缩效应，计算效率较高，利于工程设计，但仍有一些不足：计算模式尚不够丰富，特别是BP，B3等一些复杂的理论模式；对于钢筋效应的考虑不足或较粗略，影响最终分析结果的精度。而在SAP2000计算中，混凝土长期效应的分析精度存在一定的计算误差，且各类软件对于水平构件和平面单元的徐变收缩效应的考虑及计算方法还有待进一步研究完善。
因此，在此小编推荐对于该问题的计算可以选择MIDAS！
（小编没用收取广告费的哦！）
总结
混凝土收缩徐变对高层建筑结构有重要影响，目前还没有一种比较符合实际受力模型的计算方法) 将施工过程引入收缩徐变对高层建筑结构影响分析，考虑竖向构件轴力变化、混凝土弹性模量变化及收缩徐变使钢筋混凝土截面应力重分布引起混凝土截面应力的变化，采用上述计算理论可近似分析实际工程问题，并且分析了可利用的软件工具进行实现。
