施工过程对于共同作用的影响
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【摘要】所有工程的结构都是随着施工过程逐步完成的，而在施工整个过程中结构是逐渐演变的，多数荷载(如结构本身的自重)也是渐渐的施加于己完成的结构上，随着工程施工的结束，最终形成设计的完整建筑结构。多数情况下对于建筑结构构件而言其本身既是施载体，也是承载体。而在结构的设计计算时，若不将结构的形成过程和加载路径考虑在内，必将影响计算结果准确性和科学性。
【关键词】施工过程，共同作用
施工过程对于结构的影响有：第一，由于结构随施工进程逐渐成型的过程也是某些荷载加载的过程，随着施工结构逐渐完成荷载逐步作用于己完成的结构构件。我们可以通过研究结构最终形成的累积作用效应便可容易的看出，将这些荷载一次性施加于完成的结构上的计算结果与真实情况的差别非常的大。如房建结构的自重荷载是随着楼层的增加而逐渐作用在已完成结构上的。随着填筑层的抬高土石坝的自重荷载也是逐渐作用在已完成的下层结构上的。拱坝的自重荷载作用于正在施工坝段结构上而没有作用于完整拱结构坝体上是因为临时施工横缝的存在。所以说，在计算荷载对结构的作用效应时，必须充分考虑施工过程带来的逐步加载将给设计计算结果带来影响；第二，结构局部破坏区域的发生、发展在充分考虑了结构材料塑性、粘性等特性后的深入计算中，加载路径与计算结果是密切相关的。如果不考虑按照实际的加载路径即随着实际的施工过程加载来模拟计算，同样会给计算结果带来相应的误差，有时甚至得出截然不同的计算结果。例如，大型深基坑的开挖支护过程，若按照实际的边开挖边支护的施工过程模拟施工程序进行计算，则开挖支护结构是稳定安全的。但是，如果按照一次性完成开挖然后再进行边坡支护施工的过程进行计算，则开挖支护结构是不安全的。综上所述，按照建筑物的实际施工过程和加载路径来模拟计算对建筑结构的设计和计算是非常必要。这不仅能提高计算结果的准确性，而目有助于探索和改善现在已有的施工工序。
2.不考虑施工过程的安全隐患
当前，相关人员对结构在正常使用阶段已做了大量的分析研究，涉及结构施工和老化阶段的安全性问题却很少。然而实际情况是，结构处在施工和老化阶段的风险率要远远超出其在正常使用期间的风险率。据相关部门统计，在美国建筑事故约有60%发生在结构施工期间，而在原苏联这个数字则达到了70%。同样，结构的老化问题也更加深刻的影响着结构的安全使用问题。鉴于以上情况，我们迫切的需要对施工与老化阶段的结构安全性问题进行深入的研究，并以此为基础，发展探究可以综合考虑优化施工、正常使用和老化三个阶段的结构设计理论。
通过研究一些过去的调查，我们可以从中发现，在一些自重比较大的多层现浇钢筋混凝土结构的施工过程中，其施工的危险性与事故的出现率是非常高的，然而这样的情况的发生绝不是偶然的。比如观察现浇的框架结构，一般在我们的设计过程中，都是用已经投入正常使用的那个框架为研究主体进行计算，进行荷载和内力计算时都是一次性的将全部荷载加到结构上，这样的计算方法是源自对结构的生成与施加荷载的过程的简化，因此存在一些不足。事实上，结构在施工过程中是一个时变的结构，随着它的的层数和荷载的增加，混凝土的物理、力学性能都在随着时间的变化而发生着变化，因此只有将施工过程也考虑在结构的计算分析中才能够真正客观地分析出结构在它的形成的全过程中的结构特性的变化以及它的危险因素。
3.施工步骤的简化
为了将施工过程对结构的影响考虑为单因素的问题，可以做一些简化，比如假定混凝土为线弹性材料，不考虑它的收缩徐变特性；混凝土在它的形成过程中，假定其弹性模量是随时间线性变化的；假定地面为绝对刚性，即刚度无穷大。
为研究施工过程对于框架内力产生的影响，可以将施工过程分解简化为两个步骤：①浇筑新的一层，②拆掉最下面一层的支撑，将这两个步骤循环操作用以模拟施工过程。在一般的施工过程中，支撑的层数一般都是固定的，比如取支撑层数为2时，施工过程为：浇筑第一层浇筑第二次拆掉第一层的支撑浇筑第三层拆掉第二层的支撑浇筑第四层。
浇筑新的一层可以看做是对已有的结构的一个加载的过程，可以将新浇筑的柱身看做集中荷载，而新浇筑的梁和吊装楼板可以看做施加在下层梁上的均布荷载。新浇筑的柱身对于原来的结构的内力不会产生太大的影响，一般情况下梁浇筑完成后经过短暂的养护之后便吊装楼板，所以为了将计算过程简化，可以把上述的几种荷载看做是一次性的在梁浇筑完成的时刻加载在原来的结构上的。
而拆掉支撑的这个步骤改变了框架的结构，同时也等价于将之前收到支撑的梁由荷载变为受力结构，因此，拆掉支撑的这个过程对于原来的结构有着双重的影响。为了简化分析过程，将拆掉支撑时梁上的荷载看成均布荷载。同时，施工活荷载可以看做是在浇筑过程中作用在承重结构之上的荷载，当浇筑完新的一层后这一层的施工活荷载便被移去。
假设施工过程采用的是预知楼板，则施工使用的模板与支撑的用量都比较少可以不考虑它们的重量。
按照上述假设，则在一个施工周期内的荷载变化为：浇筑完成时，对原结构施加新浇筑的一层中柱身的集中荷载和梁板的均布荷载以及施工活荷载移去施工活荷载施工周期结束时，也就是进行新浇筑的一层的养护及下一层的浇筑准备工作之后，拆掉最下面一层的支撑，此时拆模的混凝土已硬化所以结构增加一层。
4.考虑施工过程的结构的内力变化
混凝土的形成前期，它的弹性模量是随着时间的增加而增长的，在施工过程中，上层构件的刚度与它最终的刚度比值是比较小的，因此，不同层数的构件之间将会形成一个相对的刚度差，即越往下层刚度越大。因此混凝土形成阶段的刚度要与其龄期关联起来做考虑。
将框架的内力与混凝土的弹性模量与龄期还有施工过程都考虑在内，则可以得到框架在施工过程中的真实内力变化情况。梁上设计荷载=1.2×恒载+1.4×使用活荷载=n×梁板自重，当不考虑水平力（包括风荷载与地震作用）时，采用常规算法时，n倍的内力可以近似的看做设计值，然而这样的话，施工中的梁的最大跨中弯矩及其端部剪力、弯矩的峰值有可能要比设计值大50%甚至以上。