基于midas的施工过程模拟分析

一、施工步骤划分，计算内容及荷载取值

1.施工步骤的划分

根据施工总进度计划及主体结构施工方案，将整个施工过程划分为12个步骤来进行施工模拟分析，以外筒每两个竖向分段节点间距（每6层）作为一个施工步骤，核心筒在比外筒存在一定高差的前提下与外筒同步施工，楼板施工滞后外筒施工6个结构层，具体如下表所示。

施工步骤

核心筒

（楼层）

外筒

（楼层）

楼板

（楼层）

幕墙

（楼层）

Stage1 F9 F2 ————

Stage2 F15 F8 F2 ——

Stage3 F20 F14 F8 ——

Stage4 F26 F19 F14 ——

Stage5 F31 F25 F19 ——

Stage6 F37 F30M F25 ——

Stage7 F43 F36 F30M F2

Stage8 F48 F42 F36 F8

Stage9 F54 F47 F42 F14

Stage10 F60 F53 F47 F19

Stage11 完成F59 F53 F25

Stage12 ——屋顶屋顶F30M

2.计算内容及原因

计算各施工阶段结构变形的变化和发展过程。

由于施工顺序和加载条件不同，实际施工的建筑物的受力情况与建立整个模型后进行结构分析的分析结果是不同的。导致产生这些误差的原因可大致分为两点：（1）对整个建筑物的模型同时施加荷载时，所施加的荷载会被传递到刚施工的上部楼层，这与实际施工条件不同，因此会产生误差。（2）在各施工阶段的荷载会导致竖向构件的不同收缩。因此必须进行施工阶段的变形，指导现场施工，确保施工阶段的安全。3.算法及荷载概述

根据施工顺序，本公司采用MIDAS/GEN进行施工阶段模拟分析，计算模型为一整体模型，按照施工步骤将结构构件、支座约束、荷载工况划分为若干个组，按照施工步骤、工期进度进行施工阶段定义，程序按照控制数据进行分析。在分析某一施工步骤时，程序将会冻结该施工步骤后期的所有构件及后期需要加载的荷载工况，仅允许该步骤之前完成的构件参与运算，例如第一步骤的计算模型，程序冻结了该步骤之后的所有构件，仅显示第一步骤完成的构件（内筒第一节），参与运算的也只有内筒第一节，计算完成显示计算结果时，同样按照每一步骤完成情况进行显示。计算过程采用考虑时间依从效果（累加模型）的方式进行分析，得到每一阶段完成状态下的结构内力和变形，在下一阶段程序会根据新的变形对模型进行调整，从而可以真实地模拟施工的动态过程。

计算模型完全按照结构招标图建立，所有构件的截面、材质与招标图一致。

计算模型

计算荷载主要考虑结构自重和楼面恒载、施工活荷载、幕墙结构自重，以及塔吊附着力等的影响。幕墙结构仅考虑F30层以下，即结构封顶之前施工完成的部分。楼面恒载为楼板自重，施工活荷载为1.0kN/m2。内爬塔吊附着力将按照塔吊爬升和附着工况，在分析过程中逐步改变加载位置。

二、施工过程变形分析

每一施工过程中的分项工程，其中包括X、Y、Z三个主轴方向上的位移值（DX，DY，DZ），将以图解形式详细描述。

1、第1步（stage1）

核心筒施工至F9层，外筒施工至F2层，楼板尚未开始施工。

X-方向位移图（DX） Y-方向位移图（DY） Z-方向位移图（DZ）X方向最大变形DX为-0.22mm，Y方向最大变形DY为0.23mm，Z方向最大变形DZ为-2.31mm，均在允许范围内。

2、第2步（stage2）

核心筒施工至F15层，外筒施工至F8层，楼板施工至F2层。

X-方向位移图（DX） Y-方向位移图（DY） Z-方向位移图（DZ）X方向最大变形DX为-0.95mm，Y方向最大变形DY为0.94mm，Z方向最大变形DZ为-16.84mm，均在允许范围内。

3、第3步（stage3）

核心筒施工至F20层，外筒施工至F14层，楼板施工至F8层。

X-方向位移图（DX） Y-方向位移图（DY） Z-方向位移图（DZ）X方向最大变形DX为1.91mm，Y方向最大变形DY为1.70mm，Z方向最大变形DZ为-17.98mm，均在允许范围内。

4、第4步（stage4）

核心筒施工至F26层，外筒施工至F19层，楼板施工至F14层。

X-方向位移图（DX） Y-方向位移图（DY） Z-方向位移图（DZ）X方向最大变形DX为3.59mm，Y方向最大变形DY为-2.94mm，Z方向最大变形DZ为-20.05mm，均在允许范围内。

5、第5步（stage5）

核心筒施工至F31层，外筒施工至F25层，楼板施工至F19层。

X-方向位移图（DX） Y-方向位移图（DY） Z-方向位移图（DZ）X方向最大变形DX为5.25mm，Y方向最大变形DY为-4.59mm，Z方向最大变形DZ为-22.23mm，均在允许范围内。

6、第6步（stage6）

核心筒施工至F37层，外筒施工至F30M层，楼板施工至F25层。

X-方向位移图（DX） Y-方向位移图（DY） Z-方向位移图（DZ）X方向最大变形DX为6.90mm，Y方向最大变形DY为-6.65mm，Z方向最大变形DZ为-25.04mm，均在允许范围内。

7、第7步（stage7）

核心筒施工至F43层，外筒施工至F36层，楼板施工至F30M层，幕墙插入施工，并施工至F2层。

X-方向位移图（DX） Y-方向位移图（DY） Z-方向位移图（DZ）X方向最大变形DX为9.23mm，Y方向最大变形DY为-9.04mm，Z方向最大变形DZ为-27.69mm，均在允许范围内。

8、第8步（stage8）

核心筒施工至F48层，外筒施工至F42层，楼板施工至F36层，幕墙施工至F8层。

X-方向位移图（DX） Y-方向位移图（DY） Z-方向位移图（DZ）X方向最大变形DX为11.97mm，Y方向最大变形DY为-11.77mm，Z方向最大变形DZ为-30.27mm，均在允许范围内。

9、第9步（stage9）

核心筒施工至F54层，外筒施工至F47层，楼板施工至F42层，幕墙施工至F14层。