問題描述：
如下圖所示，兩個完全相同的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁，左側(cè)模型中的鋼束采用荷載模擬，右側(cè)模型則采用單元模擬。對鋼束施加相同的預(yù)應(yīng)力，兩者均未考慮預(yù)應(yīng)力損失。請問，采用荷載和單元模擬預(yù)應(yīng)力鋼束時，二者引起的構(gòu)件軸向變形為什么略有不同呢？
解答：
在定義鋼束的荷載時需要定義預(yù)應(yīng)力鋼束的損失。程序中鋼束損失可分為兩類：（1）摩擦及錨固損失，（2）其他損失。關(guān)于這兩類損失的詳細介紹，請查看知識庫文檔《SAP2000中預(yù)應(yīng)力鋼束的定義流程》。
無論是采用單元或是荷載模擬預(yù)應(yīng)力鋼束，程序均會考慮這兩部分的預(yù)應(yīng)力損失。不同的是，當采用單元來模擬預(yù)應(yīng)力鋼束時，程序會依據(jù)結(jié)構(gòu)變形及混凝土的時變屬性自動計算彈性收縮、徐變、混凝土收縮以及應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失。這部分由程序計算出來的損失會疊加前面兩部分損失，作為鋼束最終的預(yù)應(yīng)力損失。
上述問題中，雖然將預(yù)應(yīng)力損失【摩擦及錨固損失】和【其他損失】參數(shù)均設(shè)為0，但是采用單元模擬預(yù)應(yīng)力鋼束時，程序依然計算由結(jié)構(gòu)彈性收縮引起的預(yù)應(yīng)力損失，因此兩個模型中梁的軸向變形不同。
對于左側(cè)模型，鋼束面積 200mm2，兩端張拉力均為 10000N/mm2，無預(yù)應(yīng)力損失情況下其施加預(yù)拉力為200*10000*0.001=2000KN，對應(yīng)梁端的壓力也為 2000KN。預(yù)應(yīng)力工況下梁的軸力圖如下所示，可以看到左側(cè)模型梁端施加的預(yù)應(yīng)力為 2000KN，與計算相符。
右側(cè)模型梁端承受的預(yù)壓力為 1978.566KN，與左側(cè)模型相差 2143.4N，該部分差值即為彈性收縮引起的預(yù)應(yīng)力損失。由此可知左側(cè)模型鋼束模擬為荷載時，程序不會自動考慮彈性收縮引起的預(yù)應(yīng)力損失，只能在【其他損失】中考慮。但是，以單元模擬鋼束時，程序會自動計算彈性收縮引起的損失，如果在【其他損失】中也添加了彈性收縮引起的損失，那么這一部分損失會重復(fù)計算，導(dǎo)致結(jié)果錯誤。
如果需要保證兩種模擬方式的結(jié)果相同，則需要在左側(cè)模型中考慮彈性收縮引起的預(yù)應(yīng)力損失。由上述分析可知，彈性收縮引起梁端預(yù)壓力的損失值為 2143.4N，因此在【其他損失】中的“彈性收縮應(yīng)力”當中填入的預(yù)應(yīng)力損失值為 2143.4/200=107.17N/mm2，如下圖所示。注意，這里鋼束損失是以單位面積計算的。
分析完成后，再次查看梁端位移，可以看到左側(cè)模型和右側(cè)模型的梁端位移相同，均縮短了3.29761m。查看梁的軸力圖可以看到，梁兩端的軸壓力均為1978.57KN，兩種模擬方式等效。