施工阶段分析
北京迈达斯技术有限公司 市场部
主要内容
---施工阶段分析的意义； ---施工阶段在PKPM中的实现； ---Midas Gen中施工阶段分析的特点； ---Midas Gen中施工阶段分析的步骤；
施工阶段分析的意义
不做施工阶段分析，即先假定结构已经完成，然后将 荷载一次性加载到结构上； 不能考虑找平和逐层施工的影响： *下层变形对以上楼层基本无影响； *本层加载对未施工楼层无影响； 会过高估计竖向构件变形的影响，导致构件内力结果 与实际受力状态相差较大；
3.结构组、边界组、荷载组的定义
根据施工阶段定义相应的结构组、边界组和荷载组；
除用于施工阶段分析以外，在一般分析中也可以定义结 构组，方便对多个构件的统一编辑以及结果查看。
在定义组阻尼比时也会用到结构组和边界组；
4.分配结构组
可利用拖放功能分配结构组；
充分利用各种选择功能； 按属性激活（ctrl+D），方向选择过滤器等；
1.时间依存性材料的定义 • 将时间依存性材料特性赋 给之前定义的一般材料
选择之前定义的收缩徐变特性 及强度进展特性；
选择要赋予的材料； 点击“添加”
2. 定义荷载工况和楼面荷载
DC：施工阶段恒荷载； LC: 施工阶段活荷载；
LL: 使用阶段活荷载;
2. 定义荷载工况和楼面荷载
OFFICE1: 施工阶段楼面荷载； DC=-4.3， LC=-1.0 OFFICE2: 施工阶段结束后楼面活荷载； LL=-2.0
Midas Gen中施工阶段分析的步骤 1. 时间依存性材料的定义 2. 定义荷载工况和楼面荷载 3. 结构组、边界组、荷载组的定义 4. 分配结构组 5. 定义荷载及边界条件 6. 定义施工阶段
7. 施工阶段分析控制
8. 查看结果
1.时间依存性材料的定义
• 材料收缩和徐变的定义
中国规范：公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （ JTJ 023-85 及JTG D62-2004 ）； 构件的理论厚度可先假定此值，程序会自动计算； 开始收缩时的混凝土材龄：浇筑后混凝土开始收缩的时间。
8. 查看结果
CS1~CS6：可查看各施工阶段下结构分析结果； Min/Max：各施工阶段的最大值和最小值； PostCS： 后施工阶段，可查看阶段荷载以外的其 它荷载工况及荷载组合的结果；
8.查看结果
结果->施工阶段柱弹性收缩图形
Elastic: 弹性变形； Creep: 因为徐变引起的变形； Shrinkage: 因为收缩引起的变形； Total: 弹性收缩+徐变+收缩变形之和； Up to casting: 下层荷载引起的本层竖向位移； 用于施工中抄平； Sub to casting: 本层+以上层荷载引起的本层 竖向位移； 施工阶段的真实结果，可用于确定预留高度；
在此将特定工况结果从CS：恒 荷载中分离出来，保存在CS： 活荷载下；
荷载组合时，施工阶段活载采用 与使用阶段活载相同的组合系数；
7. 施工阶段分析控制
结果->荷载组合
7. 施工阶段分析控制
累加模型：
每个施工阶段分析时，均继承上 个施工阶段的内力和位移作为初 始状态，同时激活当前施工阶段 的单元，荷载和边界条件进行分 析； 可以考虑混凝土的收缩徐变； 独立模型： 不考虑之前阶段的结果，应用该 阶段及之前的所有单元，荷载和 边界条件进行分析； 主要用于大变形等几何非线性 分析；
1.时间依存性材料的定义
• 定义徐变数据 柔度函数：在不变的单位应力作用下的应变 （包含瞬时弹性应变)。
徐变度：在不变的单位应力作用下的应变(不 包含瞬时弹性应变)。
徐变系数：徐变度与弹性模量之比。
1.时间依存性材料的定义 • 混凝土材料抗压强度发展曲线
注：目前还没加入中国规范，包括美国，欧洲， 日本，韩国等规范。
支承条件/弹性支撑位置
变形前：边界条件应用到变形前 的位置；若结构已发生变形，相 当于先施加一到初始位置的强制 位移； 变形后：边界条件应用到变形后 的位置；
7. 施工阶段分析控制
最终施工阶段：选择用哪个施 工阶段的结果与其他荷载工况(如 地震、风荷载等)进行组合。 从施工阶段分析结果的恒荷载 中分离出的荷载工况 施工阶段的分析结果，除收缩徐 变和预应力松弛外，都保存在C S：恒荷载下；
5.定义荷载及边界条件
定义方法同一般分析，唯一不同是需要选择荷载组 名称或边界组名称；
若选择了默认组，则在施工阶段分析中不能被激活； 只能作为施工阶段结束之后的荷载或边界条件；
5.定义荷载及边界条件
自重属于施工阶段恒载的范畴； 施工阶段分析时，自重应定义 在第一个施工阶段的荷载组中， 其他施工阶段程序会自动读取。
6. 定义施工阶段
菜单：荷载->施工阶段分析数据->定义施工阶段 添加子步骤：输入子步骤持续 时间； 同一施工阶段结构和边界条件相 同，但各子步骤加载时间可以不 同。
材龄：施工阶段开始时，结 构组已经具备的材龄。
一般为从混凝土浇筑到拆除脚手 架，结构开始工作的时间。
6. 定义施工阶段
菜单：荷载->施工阶段分析数据->定义施工阶段
结构类型 框架-剪力墙结构 层数 高度 材料 地下4层，地上51层； 188.57m 混凝土剪力墙 型钢混凝土柱 钢梁
地面以上先施工框架， 施工特点 全部框架结束后施工 剪力墙
Midas Gen中施工阶段分析的特点

弹性变形：混凝土在龄期（t0）时施加荷载后引起的 瞬时变形； 收缩：混凝土在空气中硬化时由于水分散发而引起的 收缩变形； 徐变：无附加应力情况下产生的变形；
施工阶段在PKPM中的实现
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一次性加载：不考虑施工阶段；
施工模拟1：假定结构已经存在，只不过是荷载逐层 施加；
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施工模拟2：施工模拟1 + 竖向构件刚度放大10倍； 削弱竖向荷载按刚度的重分配； 施工模拟3：分层计算刚度后分层施加竖向荷载。
Midas Gen中施工阶段分析的特点
• • • 考虑混凝土材料的收缩徐变影响； 施工阶段的定义以结构组为基础，摆脱层的限制； 考虑边界条件的变化；