在计算机辅助设计中，边界条件至关重要。在 IDEA StatiCa Connection 的基本分析中，EPS（应力/应变分析）理想情况下仅有一端受支撑，且荷载处于平衡状态。但在刚度分析中，情况又是如何呢？
应力-应变分析（EPS）
- 荷载：荷载施加于除承载构件以外的所有构件。
- "承载力"定义：发生破坏前的最大安全荷载。
刚度分析（ST）
- 支撑：除被分析的构件外，所有构件均固定。
- 荷载：荷载仅施加于所选的被分析构件。
- 构件长度：ST 中的构件长度短于 EPS。凝聚单元部分仅为截面高度或宽度（取较大值）的 2 倍。
- "承载力"定义： 刚度降至特定限值的点，而非破坏点。
基于以上认识，考虑以下简单的焊接梁柱节点。
采用荷载平衡的 EPS 计算结果显示，柱腹板发生剪切破坏，同时由于梁翼缘传来的横向荷载（柱腹板横向受压和受拉分量），柱腹板处应力集中明显。抗弯承载力为 146 kNm。
观察刚度分析的结果，尽管梁上施加的荷载更大（150 kNm），柱腹板剪切应力等各处应力却明显偏低。由于计算为非线性，应比较极限抗弯承载力，两者相差近 20%。为何会出现这种情况？分析模型的内部机制是什么？
应力/应变分析与刚度分析的差异
EPS 分析允许荷载在整个节点范围内保持平衡，而 ST 分析则固定除被分析构件以外的所有构件。边界条件的这一差异会导致节点内部力显著不同。例如，在 ST 分析中，作用于柱腹板的部分剪力被附近的顶部支撑所吸收。当柱较短时，该效应更为显著，因为支撑距节点更近。
下面来看 SCIA Engineer 中 EPS 和 ST 计算的模型。可以看到支撑、荷载、构件长度和内力的差异。每组共有四个模型，从左至右依次为：
- 刚度模型
- 应力-应变模型
- 仅用上下翼缘表示梁的刚度模型
- 仅用上下翼缘表示梁的应力-应变模型
（梁腹板忽略不计，以评估其对柱腹板剪力的影响。）
内力的差异可能令人惊讶。IDEA StatiCa Connection 模型向用户显示节点处的内力（除非另有选择）。在 SCIA Engineer 中，内力施加于构件端部，即剪力在构件全长保持恒定为 50 kN，弯矩从节点处的 150 kNm 逐渐减小至构件端部的 49 kNm。
以下为显示梁截面尺寸的着色模型：
以下为显示支撑的线框模型：
此处可观察到变形图。注意 ST 与 EPS 之间的明显差异：ST 中柱顶固定，不允许发生位移或转动。
以下为内力图，首先是弯矩图。
其次，考察剪力。注意右侧两个模型：ST 和 EPS 中的剪力分别为 317.39 kN 和 416.67 kN，差值为 416.67/317.39=131%。与抗弯承载力之差相比：172.9/145.95=118.5%。虽然两个百分比并不完全相同，但剪力的差异是两种分析结果不同的主要原因。
在使用 IDEA StatiCa Connection 时，必须认真考虑支撑的定义方式。错误的边界条件是导致重大设计错误的主要原因之一，必须仔细审查以确保结果准确。
总结
在 IDEA StatiCa 中，应力/应变分析与刚度分析的承载力数值不同，原因在于两者衡量的是不同的内容。应力/应变分析反映节点的真实强度——即在发生破坏前所能承受的荷载。而刚度分析关注的是节点的柔性或刚性程度，而非破坏时刻。
因此，若发现承载力数值不同，这并非错误——只是从两个不同角度审视节点行为的结果。应同时使用两种分析方法，以全面了解节点的强度和刚度。
