问题描述:
将恒载拆成附加恒载(DL)和自重(DLS)两部分,在阶段施工工况(radioactive)中逐步施加这两个荷载。此外定义以上述工况为前置非线性工况 DL 工况和 DLS 工况(如图 1 所示)。计算发现阶段施工工况最后一步的弯矩 M3 不等于 DL 和 DLS 工况的弯矩值之和,尤其是斜撑,施工模拟计算的弯矩是 DL+DLS 工况的三倍多,如图 2 所示。请问为什么会出现这种情况?
图 1 DL 工况的定义
图 2 斜撑内力结果
解答:
阶段施工分析是一种非线性分析,随着阶段操作,结构的刚度矩阵会不断发生变化。因此每个操作步中施加的荷载产生的弯矩之和(M1+M2+M3)并不等于一次性加载的结果(M0),如图 3 所示。
图 3 分步加载和一次性加载的示意图
本例中造成斜撑内力差异的另一个主要原因是,分步加载和一次性加载时斜撑的边界条件不同。图 4 中构件颜色按楼层显示,可以看见第一段斜撑跃过多层,直到第七层才与梁搭接,所以在第七层施工之前,斜撑都是作为斜向悬臂构件受力,导致底部弯矩很大,而一次性加载时斜撑是两端固接的构件,所以端部弯矩较小。
图 4 斜撑施工步骤