問題描述：
請問，SAP2000中的超靜定荷載工況有什么用途呢？具體應(yīng)用時又有哪些注意事項呢？
解答：
超靜定（Hyperstatic）荷載工況主要用于考慮預(yù)應(yīng)力荷載的次內(nèi)力。靜定結(jié)構(gòu)與非靜定結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力具有顯著區(qū)別，具體如下：
由于靜定結(jié)構(gòu)可以自由變形且預(yù)應(yīng)力荷載為自平衡荷載，故支座反力為零。此時，結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力稱為主內(nèi)力（或主效應(yīng)）。由于超靜定結(jié)構(gòu)的多余約束限制其自由變形，故支座反力非零。根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)中力法的基本概念，以移除超靜定結(jié)構(gòu)多余約束后的靜定結(jié)構(gòu)作為“基本結(jié)構(gòu)”，則原超靜定結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力可分為兩部分：
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預(yù)應(yīng)力荷載在基本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的主內(nèi)力。
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支座反力在基本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的內(nèi)力，稱為次內(nèi)力（或次效應(yīng)）。
除預(yù)應(yīng)力荷載外，可以對超靜定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生次效應(yīng)的外部因素還包括：溫度荷載、支座沉降以及裝配荷載等等。不過，后幾種外部因素在靜定結(jié)構(gòu)中不產(chǎn)生主內(nèi)力，故次內(nèi)力即全部內(nèi)力。
在對預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常會在設(shè)計組合中專門考慮預(yù)應(yīng)力荷載引起的次效應(yīng)。例如，《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》第4.2.2條規(guī)定：“在結(jié)構(gòu)進行承載力極限狀態(tài)設(shè)計時，預(yù)加力不作為作用，而將預(yù)應(yīng)力鋼筋作為結(jié)構(gòu)抗力的一部分，但在連續(xù)梁等超靜定結(jié)構(gòu)中，仍需考慮預(yù)加力引起的次效應(yīng)?！辫b于此，SAP2000提供超靜定荷載工況用于考慮預(yù)應(yīng)力荷載的次效應(yīng)。如下圖所示：
超靜定荷載工況的計算原理和步驟如下：
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首先，移除超靜定結(jié)構(gòu)的所有支座約束后得到一個“偽結(jié)構(gòu)”。這里，我們稱之為“偽結(jié)構(gòu)”而非“基本結(jié)構(gòu)”是因為它僅用于計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力但本身并無承載能力，不同于靜定結(jié)構(gòu)形式的“基本結(jié)構(gòu)”。但二者在計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力時得到的結(jié)果是完全一致的！
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然后，將預(yù)應(yīng)力荷載工況（如上圖中的 Pres）中的支座反力作為外荷載作用于“偽結(jié)構(gòu)”上并計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力，即預(yù)應(yīng)力荷載產(chǎn)生的次內(nèi)力。
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最后，用戶可根據(jù)需要定義相應(yīng)的荷載組合用于結(jié)構(gòu)設(shè)計。
這里需要注意幾點：
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超靜定荷載工況只能進行線性分析，無法考慮任何非線性因素。
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預(yù)應(yīng)力荷載工況必須是線性靜力工況。不過，該工況中的荷載也可以是非自平衡荷載（即：除預(yù)應(yīng)力荷載和溫度荷載之外的其他荷載形式）。當(dāng)然，多數(shù)情況下的非自平衡荷載并無實際意義，故很少采用。
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超靜定荷載工況中的結(jié)構(gòu)剛度與預(yù)應(yīng)力荷載工況中的結(jié)構(gòu)剛度完全相同，可以考慮相同的P-Delta、階段施工以及其非線性因素對結(jié)構(gòu)剛度的影響。