Klasyfikacja nośności mostów
Większość unikalnych innowacji powstała z powodu tego, że człowiek jest leniwy i chce ułatwić sobie życie. Bez wątpienia klasyfikacja nośności mostów jest żmudnym, iteracyjnym procesem ręcznym, szczególnie w przypadku mostów z betonu zbrojonego i/lub sprężonego. Inżynier konstruktor może spędzić dni i tygodnie na próbach i błędach przy szacowaniu nośności mostu. Problem tkwi w wyznaczeniu nośności przekroju poddanego kombinacji sił normalnych i ścinających, momentów gnących i skręcających. Ze względu na różny wpływ obciążeń stałych i zmiennych oraz nieliniowe zachowanie betonu, zagadnienie staje się nieliniowe, a jego rozwiązanie wymaga zastosowania odpowiedniej metody iteracyjnej.
To prawdopodobnie dlatego mój przyjaciel, doskonały inżynier mostowy i użytkownik IDEA StatiCa, zwrócił się do mnie z prośbą o pomoc jemu i jego współpracownikom w tym żmudnym zadaniu…
Zoptymalizowane rozwiązanie iteracyjne zostało zaimplementowane w oprogramowaniu IDEA StatiCa i zaowocowało nowym modułem dostępnym w wersji 7.
Klasyfikacja nośności mostu to obliczenie służące do wyznaczenia bezpiecznej nośności na obciążenia zmienne. Ze względu na fakt, że schematy obciążeń zazwyczaj różnią się od obciążeń ruchomych zdefiniowanych w normach projektowych, a materiały mogą być narażone na degradację, stosuje się różne częściowe współczynniki bezpieczeństwa materiałów i obciążeń oraz różne współczynniki kombinacyjne.
Przykład weryfikacyjny
Przykład weryfikacyjny klasyfikacji nośności przeprowadzono na wolnopodpartym moście z belek skrzynkowych KA61 z betonu sprężonego, ustawionych obok siebie, o rozpiętości przęsła równej 12 m i przekroju poprzecznym pokazanym powyżej.
Analiza obciążeń ruchomych na dźwigary mostowe została przeprowadzona w oprogramowaniu SCIA Engineer. Na podstawie tej analizy zidentyfikowano krytyczny wpływ obciążeń ruchomych na poszczególny dźwigar mostowy, a siły wewnętrzne w krytycznych przypadkach obciążeń ruchomych zostały wyeksportowane do IDEA StatiCa. Model konstrukcyjny dźwigara mostowego został utworzony w aplikacji IDEA Beam wraz z projektem cięgna i zbrojenia.
Kombinacje do analizy klasyfikacji nośności mostu są generowane automatycznie na podstawie grup obciążeń mostowych. Program przeprowadza automatyczne obliczenia iteracyjne z uwzględnieniem ustawień analizy. Wyniki analizy pojawiają się automatycznie po zakończeniu obliczeń. Wyniki analizy są prezentowane jako zestawienie dla krytycznych sprawdzeń i przekrojów, a także dla poszczególnych rodzajów nośności w analizie klasyfikacji nośności mostu – Vn – normalna, Vr – rezerwowa, Ve – wyjątkowa.
Więzy w płaszczyźnie dla zginania poza płaszczyzną
Opcję można włączyć/wyłączyć w ustawieniach faz budowy.
Wyniki analizy konstrukcyjnej (TDA)
Odkształcenie belki od ciężaru własnego w fazie Plac składowy (podpory na końcach)
uy – ekstremalne 0,424 mm
uz – ekstremalne -0,605 mm
Odkształcenie w fazie Podpory docelowe od obciążenia równomiernego -10 kN/m
Tylko odkształcenie uz
Odkształcenie uy i obrót jx są zablokowane
uy = 0
uz – ekstremalne -1,124 mm
Wyniki w RCS – sprawdzenie normowe przekrojów
Ustawienia faz budowy w RCS odzwierciedlają ustawienia w module Beam.
Efekty ekstremalnych sił wewnętrznych obliczone w fazie Plac składowy:
- Zginanie przestrzenne
- Obrót rx i jz są niezerowe
Efekty ekstremalnych sił wewnętrznych obliczone dla fazy Podpory docelowe:
Zginanie poza płaszczyzną jest zablokowane począwszy od tej fazy budowy. W związku z tym ocena przekrojów pomija wszelkie przyrosty momentu Mz, które pojawiają się od tej fazy budowy. Oczywiście efekty całkowite mogą skutkować zginaniem poza płaszczyzną, które wystąpiło w przyrostach przed zastosowaniem więzów w płaszczyźnie.
- Zginanie przestrzenne
- Przyrost jz wynosi zero
Efekty ekstremalnych sił wewnętrznych obliczone dla fazy Koniec okresu użytkowania:
- Zginanie przestrzenne
- Przyrost jz wynosi zero
Tablice relaksacji
Całkowita relaksacja stali sprężającej w nieskończonym czasie oraz rozwój strat relaksacji w czasie były często podawane przez producenta zbrojenia sprężającego w postaci tzw. tablic relaksacji. I zawsze pracowaliśmy z tablicami relaksacji w naszym życiu zawodowym, zanim Eurokod wprowadził zamiast nich wzór. Wydawało się to dużym postępem – łatwe programowanie, łatwa praca. Problem polega na tym, że wzór nie odpowiada rzeczywistemu zachowaniu stali sprężającej produkowanej przez różnych producentów. To również dlatego stosowanie tego prostego wzoru nie jest dozwolone w Niemczech. I dlatego wprowadziliśmy definiowane przez użytkownika tablice relaksacji do IDEA StatiCa w wersji 7.
Generator kombinacji mostowych w BIM
Użytkownicy IDEA StatiCa chwalili generator kombinacji mostowych, który został zaimplementowany w IDEA StatiCa Beam w wersji 6. Wielokrotnie twierdzili, że jest lepszy niż w programach naszych konkurentów. Dlatego poprosili o implementację generatora do modułu BIM, aby mogli z niego korzystać po zaimportowaniu wyników przypadków obciążeń z połączonych programów 3D.
Dlatego w oprogramowaniu IDEA StatiCa w wersji 7 zaimplementowano możliwość definiowania grup obciążeń mostowych i generowania kombinacji obciążeń. Ponadto kombinacje można eksportować do Midas Civil za pośrednictwem pliku mct.
Konstrukcje do przechowywania i retencji cieczy – ulepszenia
Sprawdzenie normowe zarysowania zgodnie z EN 1992-3 zostało ulepszone tak, że program automatycznie określa, czy głębokości strefy ściskanej betonu po przeciwnych stronach nakładają się na siebie, czy nie. Sytuacja taka ma miejsce, gdy przekrój jest obciążony z obu stron (naprzemiennie dla różnych kombinacji).
Przekrój jednostronnie ściskany
Przekrój ściskany obustronnie, głębokości strefy ściskanej betonu nakładają się na siebie
Przekrój ściskany obustronnie, głębokości strefy ściskanej betonu nie nakładają się na siebie
RCS – możliwość sprawdzenia normowego tylko jednej krawędzi przekroju
Sztywność – ulepszenia
W wersji 7 wprowadzono nowe możliwości obliczania sztywności i krzywizn sprężonych przekrojów – można obliczać zarówno sztywność krótkoterminową, jak i długoterminową. Można również obliczać krzywizny wywołane skurczem.
Połączenie z SAP2000
Uproszczony interfejs użytkownika RCS
Nowy interfejs użytkownika jest zoptymalizowany pod kątem większej intuicyjności i prostoty. Pasek Nawigatora został uproszczony, aby zapewnić podstawowe funkcje programu, a Sprawdzenia normowe są dostępne za pośrednictwem polecenia Wyniki.
