发行说明 IDEA StatiCa Concrete 7.0

桥梁荷载评定

大多数独特的创新都源于人类的惰性——人们总是希望让生活比以前更轻松。毫无疑问，桥梁荷载评定是一个繁琐的手工迭代过程，尤其是对于钢筋混凝土和/或预应力混凝土桥梁而言。结构工程师可能需要花费数天乃至数周的时间，通过反复试算来估算桥梁的承载能力。问题在于确定截面在法向力与剪力、弯矩与扭矩组合作用下的承载能力。由于恒载与活载的效应不同，加之混凝土的非线性行为，该问题呈现出非线性特征，其求解需要采用合适的迭代方法。

这大概就是为什么我的朋友——一位优秀的桥梁结构工程师，同时也是 IDEA StatiCa 的用户——来找我，请求帮助他和他的同事解决这一繁琐任务……

优化后的迭代求解方案已集成到 IDEA StatiCa 软件中，并在第7版中以新模块的形式提供。

桥梁荷载评定是确定桥梁安全活载承载能力的计算方法。由于荷载图式通常与设计规范中规定的交通荷载不同，且材料可能因老化而性能退化，因此需采用不同的材料和荷载分项系数以及不同的组合系数。

基准算例

荷载评定基准算例针对一座简支 KA61 预应力混凝土并排箱梁桥进行，跨度为12m，截面形式如上图所示。

桥梁构件上移动荷载的分析在 SCIA Engineer 软件中完成。基于该分析，识别出移动荷载对特定桥梁构件的控制效应，并将控制移动荷载工况下的内力导出至 IDEA StatiCa。桥梁构件的结构模型在 IDEA Beam 软件中建立，包括钢束和钢筋的设计。

桥梁荷载评定分析的组合根据桥梁荷载组自动生成。程序按照分析设置自动运行迭代计算。计算完成后，分析结果自动显示。分析结果以控制校核和截面的汇总形式呈现，同时也按桥梁荷载评定分析的各类承载能力类型分别列出——V_n（正常）、V_r（储备）、V_e（特殊）。

面外弯曲的面内约束

该选项可在施工阶段设置中开启或关闭。

结构分析结果（TDA）

构件在储存场阶段（两端支承）自重作用下的变形

u_y – 极值 0.424mm

u_z – 极值 -0.605mm

最终支承阶段在均布荷载 -10kN/m 作用下的变形

仅变形 u_z

变形 u_y 和转角 j_x 被固定

u_y = 0

u_z – 极值 -1.124mm

RCS 中的结果——截面校核

RCS 中施工阶段的设置与 Beam 模块中的设置保持一致。

储存场阶段计算所得极值内力效应：

• 三维弯曲
• 转角 r_x 和 j_z 不为零

最终支承阶段计算所得极值内力效应：

从该施工阶段起，面外弯曲受到约束。因此，截面验算忽略自该施工阶段起产生的弯矩 Mz 增量。当然，总效应仍可能产生面外弯曲，这是由面内约束施加之前各阶段的增量所引起的。

• 三维弯曲
• j_z 的增量为零

设计使用年限末期阶段计算所得极值内力效应：

• 三维弯曲
• j_z 的增量为零

松弛表

预应力钢材在无限时间内的总松弛量及松弛损失随时间的发展规律，通常由预应力钢筋生产厂家以松弛表的形式提供。在欧洲规范引入计算公式之前，我们在职业生涯中一直使用松弛表。这一变化看似是一大进步——编程简便，使用方便。然而问题在于，该公式并不能准确反映不同生产厂家所生产的预应力钢筋的实际行为。这也是德国不允许使用该简化公式的原因之一。正因如此，我们在 IDEA StatiCa 第7版中引入了用户自定义松弛表功能。

BIM 中的桥梁组合生成器

IDEA StatiCa 的用户对第6版 IDEA StatiCa Beam 中实现的桥梁组合生成器给予了高度评价。他们多次表示，该功能优于竞争对手软件中的同类功能。因此，他们希望将该生成器集成到 BIM 模块中，以便在从关联三维程序导入荷载工况结果后也能使用。

为此，第7版 IDEA StatiCa 软件中实现了定义桥梁荷载组和生成荷载组合的功能。此外，组合还可通过 mct 文件导出至 Midas Civil。

储液及容纳结构——改进

根据 EN 1992-3 进行的裂缝校核得到改进，程序现可自动判断来自两侧的混凝土受压区深度是否相互重叠。当截面从两侧受荷（针对不同组合交替作用）时，即会出现这种情况。

单侧受力截面

两侧受力截面，混凝土受压区深度相互重叠

两侧受力截面，混凝土受压区深度不重叠

RCS - 仅校核截面单侧极值的功能

刚度——改进

第7版引入了计算预应力截面刚度和曲率的新功能——可计算短期和长期刚度，还可计算收缩引起的曲率。

与 SAP2000 的链接

RCS 简化用户界面

新用户界面经过优化，更加直观简洁。导航栏经过精简，提供基本程序功能，校核结果可通过"结果"命令访问。