技术周刊 | 您知道什么是施工模拟三吗？

您是否遇到过恒载工况下构件内力过大，配筋结果一片飘红的情况。

这里99%的原因是由于 施工次序设置不合理 导致的。因为只有恒载才有施工加载次序，其余工况均为一次性加载。恒载工况内力异常而其他工况内力正常，问题基本可以锁定在施工次序上。

“施工模拟一”、“施工模拟三”、“一次性加载” 这些耳熟能详的专业术语，您能说清楚它们的含义么？

软件说明是这样，似乎有些看不太懂。

图 1  模拟施工一的刚度和加载模式

图 2  模拟施工三的刚度和加载模式

今天我们就用通俗易懂的方式来告诉大家什么是 “施工模拟一”、“施工模拟三” 。

将这上图转化为实际模型（为了避免自重造成影响，混凝土容重需改为0）：

模型1：仅一层，1层楼面恒载为15。

模型2：共两层，1层楼面恒载为0，2层楼面恒载为15。

模型3：共三层，1层楼面恒载为0，2层楼面恒载为0，3层楼面恒载为15。

模型4：共三层，每层楼面恒载均为15。

模型1~3选择“一次性加载”，模型4采用“施工模拟三”。

模型1~3即为“施工模拟三”的3个施工步骤，分层施加刚度、分层施加恒载。将模型1~3的结果叠加即可得到模型4的结果。

以下图箭头所示的梁作为研究对象：

我们以恒载下的位移为例：

d11+d21+d31=-0.05-0.05-0.05

=-0.15

d41=-0.16

d41= d11+d21+d31

同理可得：d42=d12+d22+d32

=-0.33

我们再以恒载下弯矩为例：

M11+M21+M31=-64.9-5.3+0.2

=-70.0

M41=-70.0

M41= M11+M21+M31

同理可得：M42=M12+ M22+ M 32；

M43= M13+ M23 +M33

还是将上图转化为实际模型（为了避免自重造成影响，混凝土容重需改为0）：

模型1：共三层，1层楼面恒载为15，2层楼面恒载为15，3层楼面恒载为15。

模型2：共三层，1层楼面恒载为0，2层楼面恒载为15，3层楼面恒载为15。

模型3：共三层，1层楼面恒载为0，2层楼面恒载为0，3层楼面恒载为15。

模型4：共三层，每层楼面恒载均为15。

模型1~3选择“一次性加载”，模型4采用“施工模拟一”。

我们先查看恒载下的位移：

可以发现模型1和模型4的结果一致，即施工模拟一的位移和一次性加载的位移是一致的。

我们再对比恒载下的弯矩，下图为模型4的结果：

继续查看模型1~3的结果，即可发现，模型4的第一层弯矩取自模型1第一层，第二层弯矩取自模型2第二层，第三层弯矩取自模型3第三层：

通过上面分析可以看出，“施工模拟一”实际是一种不存在的假想状态，它主要解决的是在计算机解题能力受限时，既能在一定程度上近似模拟施工加载的变形效果，同时又不会对计算效率造成太大影响的一种妥协。它的位移与弯矩并不完全匹配，且节点处内力也并不平衡。

而现在的计算机处理能力较三四十年前有了极大提升，因此我们实际工程应用中大多采用“施工模拟三”。

最后说一下YJK是如何处理“施工模拟三”下有转换、跃层构件时施工次序归并问题的。

一般情况楼层的施工次序是每次加载1个楼层，但在某些情况下需要对连续的2个或多个楼层连续加载，只加载1个楼层可能引起较大误差。

为避免人工未能修改施工次序造成计算异常，对于以下几种情况，软件可以自动判定连续加载的层数和次序：

（1）对于按照广义层建模的结构，软件考虑楼层的实际连接关系来生成施工次序，避免出现下层还未建造，上层反倒先进入施工行列的情况发生；

（2）转换层结构，根据用户指定的转换层所在层号，软件转换层和它上面的2层共同作为一个施工次序。这样做是根据转换层结构施工、拆模特点而定的，同时也保证了转换梁的正确受力计算；