PKPM模擬施工加載詳解

1、模擬施工加載方式詳解1. 豎向荷載計算信息：及恒荷載的計算方法。Satwe中對恒荷載的計算提供了很多種方法，包括“一次性加載”、“模擬施工加載1”、“模擬施工加載2”和“模擬施工加載3”?！澳M施工加載1”和“模擬施工加載2”算法均采用了一次集成結(jié)構(gòu)剛度，分層施加恒載，只計入加載層以下的節(jié)點(diǎn)位移量和構(gòu)件內(nèi)力的做法。來近似模擬考慮施工過程中的結(jié)構(gòu)受力，二者不同之處在于，“模擬施工2”在集成總剛度時，對墻柱的豎向剛度進(jìn)行了放大，以縮小墻柱之間的軸向變形差異。更合理的給基礎(chǔ)傳遞荷載?！澳M施工3”是采用由用戶指定施工次序的分層集成剛度、分層加載進(jìn)行荷載下內(nèi)力計算。下面引用PKPM新天地2007年第三

2、期的一篇文章。a) 一次性加載：按一次性加荷方式計算豎向力，采用整體剛度一次加載模型，這種計算模型使用于多層結(jié)構(gòu)，或有上傳荷載（如：吊柱）的結(jié)構(gòu)。b) 模擬施工加載3：高層結(jié)構(gòu)的豎向荷載由恒載與活載兩部分組成，一般來說，高層結(jié)構(gòu)的活載都比較小，僅占豎向荷載的10%-15%，大體上與施工荷載相當(dāng)。可以認(rèn)為，在豎向荷載的作用下，結(jié)構(gòu)變形基本上是在施工過程中逐漸形成的。在施工過程中，由于逐漸找平的原因，在某一層加載，改層及其以下各層的變形不受改層及以上層的影響，而且也不影響以上各層。結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的變形過程如圖所示（圖中未考慮基礎(chǔ)的不均勻沉降）。其中，圖一c) 模擬施工加載1：按模擬施工加載3

3、進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析有一定的困難，因為要形成n個不同結(jié)構(gòu)的剛度矩陣，解n次方程，計算量太大了。為了提高分析效率，現(xiàn)假定某一層加載時，該層及其以下的各層的變形受其以上各層的影響。引入這一假定后，圖一可用圖二近似表示，在線彈性有限元分析中，圖二和圖三是等價的，我們的程序是按圖三模擬加載過程。按模擬施工加荷方式1計算豎向內(nèi)力，采用整體剛度分層加載模型，這種模型普遍應(yīng)用于各種類型的下傳荷載的機(jī)構(gòu)，目的是去掉下部荷載對上部荷載結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的平動的影響。注意：其不適用有吊柱的情況。d) 模擬施工加載2：按模擬施工加荷方式2計算豎向內(nèi)力，同時在分析過程中將豎向構(gòu)件（墻柱）的軸向剛度放大10倍，以削弱豎向荷載按剛度重分配

4、。e) 模擬施工荷載的合理應(yīng)用：在這一期中對模擬施工加荷方式給了如下建議：i. 對于有上傳荷載（吊柱）的結(jié)構(gòu)，采用一次性加載方式，ii. 對于沒有上傳荷載的結(jié)構(gòu)，按模擬施工荷載的方法求豎向力作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力， 可以避免一次性加荷帶來的軸向變形過大的計算誤差。高層建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)豎向恒載一次性作用時，其上部的豎向位移往往偏大，層數(shù)較多的頂部幾層的中間支座將出現(xiàn)較大的沉降。與其相連的梁支座不出現(xiàn)負(fù)彎矩或負(fù)彎矩較小。常常不能正確的完成梁的支座配筋。而在實際施工中，豎向恒載是一層一層作用的，并在施工中逐層找平，下層的變形對上層基本不產(chǎn)生影響。結(jié)構(gòu)的豎向變形在建造到上部時已經(jīng)完成的差不多了，因此不會產(chǎn)生一次性

5、加載所產(chǎn)生的異常現(xiàn)象。所以對一般的多、高層建筑，應(yīng)首先選擇模擬施工加載。iii. 對于大型的高層結(jié)構(gòu)，為了提高計算效率，可以選擇模擬施工1來計算豎向荷載，因為這種加載方式都是采用整體剛度分層加載模式，相對于模擬施工加載3的分層剛度分層加載模式，計算速度要快很多，模擬施工加載2的計算方式主要用于框剪結(jié)構(gòu)傳基礎(chǔ)荷載。由于豎向構(gòu)件的剛度放大10倍依據(jù)不足，所以進(jìn)來較少采用，對此，作者認(rèn)為模擬施工3的加載方式也能改善框剪結(jié)構(gòu)的傳基礎(chǔ)荷載問題。iv. 如果條件允許，首選模擬施工加載3來計算豎向荷載，因為按模擬施工加荷方式3計算豎向內(nèi)力，采用分層剛度，分層加載模型，與模擬施工1類似，只是在分層加載時，去掉