PKPM模拟施工加载详解

1、模拟施工加载方式详解1 .竖向荷载计算信息：及恒荷载的计算方法。Satwe中对恒荷载的计算提供了很多种方法， 包括“一次性加载”、“模拟施工加载1”、“模拟施工加载2”和“模拟施工加载 3”。“模 拟施工加载1”和“模拟施工加载2”算法均采用了 一次集成结构刚度，分层施加恒载，只计入加载层以下的节点位移量和构件内力的做法。来近似模拟考虑施工过程中的结构受力，二者不同之处在于，“模拟施工2”在集成总刚度时，对墙柱的竖向刚度进行了放 大，以缩小墙柱之间的轴向变形差异。更合理的给基础传递荷载。“模拟施工3”是采用由用户指定施工次序的分层集成刚度、分层加载进行荷载下内力计算。下面引用PKPM新天地20

2、07年第三期的一篇文章。a） 一次性加载：按一次性加荷方式计算竖向力，采用整体刚度一次加载模型，这种计 算模型使用于多层结构，或有上传荷载（如：吊柱）的结构。b）模拟施工加载3:高层结构的竖向荷载由恒载与活载两部分组成，一般来说，高层结构的活载都比较 小，仅占竖向荷载的10%-15%,大体上与施工荷载相当。可以认为，在竖向荷载的 作用下，结构变形基本上是在施工过程中逐渐形成的。在施工过程中，由于逐渐找 平的原因，在某一层加载，改层及其以下各层的变形不受改层及以上层的影响，而 且也不影响以上各层。结构在竖向荷载作用下的变形过程如图所示（图中未考虑基础的不均匀沉降）。其中1nni1，2i2i 1i

3、 2n nn,UHL：1- l-T LmfHTL3 J ! tJJJ图2-1 竖向荷载作用下结构变形形成示图一c）模拟施工加载1:按模拟施工加载 3进行结构分析有一定的困难，因为要形成n个不同结构的刚度矩阵，解 n次方程，计算量太大了。为了提高分析效率，现假定某 一层加载时，该层及其以下的各层的变形受其以上各层的影响。引入这一假定后， 图一可用图二近似表示，在线弹性有限元分析中，图二和图三是等价的，我们的程 序是按图三模拟加载过程。按模拟施工加荷方式1计算竖向内力，采用整体刚度分层加载模型，这种模型普遍应用于各种类型的下传荷载的机构，目的是去掉下部荷载对上部荷载结构产生的平动的影响。注意：其不

4、适用有吊柱的情况。d）模拟施工加载2：按模拟施工加荷方式 2计算竖向内力，同时在分析过程中将竖向 构件（墙柱）的轴向刚度放大 10倍，以削弱竖向荷载按刚度重分配。e）模拟施工荷载的合理应用：在这一期中对模拟施工加荷方式给了如下建议：i. 对于有上传荷载（吊柱）的结构，采用一次性加载方式，ii. 对于没有上传荷载的结构，按模拟施工荷载的方法求竖向力作用下结构的内力, LLH I rj t iini iJ J t H H'；.i i f 11»竖向荷载作用下转构变影形成近.±1.11 t.r*，i i ijj 1Im一 iT ra 而a - j 11H 11-图2-3模

5、拟施工加载1计算简图p可以避免一次性加荷带来的轴向变形过大的计算误差。高层建筑结构当竖向恒载一次性作用时，其上部的竖向位移往往偏大，层数较多的顶部几层的中间支座将出现 较大的沉降。与其相连的梁支座不出现负弯矩或负弯矩较小。常常不能正确的完成 梁的支座配筋。而在实际施工中，竖向恒载是一层一层作用的，并在施工中逐层找 平，下层的变形对上层基本不产生影响。结构的竖向变形在建造到上部时已经完成 的差不多了，因此不会产生一次性加载所产生的异常现象。所以对一般的多、高层 建筑，应首先选择模拟施工加载。iii. 对于大型的高层结构，为了提高计算效率，可以选择模拟施工1来计算竖向荷载，因为这种加载方式都是采用整体刚度分层加载模式，相对于模拟施工加载 3的分层刚度分层加载模式，计算速度要快很多，模拟施工加载2的计算方式主要用于框剪结构传基础荷载。由于竖向构件的刚度放大10倍依据不足，所以进来较少采用，对此，作者认为模拟施工3的加载方式也能改善框剪结构的传基础荷载问题。iv. 如果条件允许，首选模拟施工加载3来计算竖向荷载，因为按模拟施工加荷方式3计算竖向内力，采用分层刚度，分层加载模型，与模拟施工1类似，只