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技术支持中心知识库文章RCS - 作用阶段
如何在 RCS 模块中填写内力表?
RCS - 作用阶段
组合截面的应变平面
RCS - 作用阶段
Reinforced concretePrestressed concreteConcreteKnowledge baseRCS

RCS - 作用阶段

本文也提供以下语言版本
ENCZDEESFRITPTNLHUROKRPLTHTRVIZH
AI从英语翻译

本文将帮助您了解 IDEA StatiCa RCS 中的作用阶段。相关说明将基于一个简单的预应力截面进行。文中将对初始状态以及内力的正确输入方式进行解释。

在作用阶段选项卡中,目标是定义截面的初始应力-应变状态。这是截面在施工各阶段中由永久荷载、预应力、徐变和收缩引起的应力状态。输入数据来自整体计算有限元模型。截面在正常使用极限状态和承载能力极限状态下的响应,是在此初始状态基础上,通过进一步施加荷载(可变荷载等),并考虑材料的工作图来计算的。在作用阶段选项卡中,可以定义包括分阶段(组合)截面在内的一般截面的初始状态,使该方法具有通用性。如果您对组合截面感兴趣,建议参阅教程:RCS 中组合混凝土截面的结构设计(EN)。

为便于说明,本文将以一根带有单根预应力钢束的简支梁为例,对作用阶段进行讲解。 

梁上将作用恒载弯矩 Mdl、活载弯矩 Mll 以及预应力弯矩 Mp。此外,还有来自预应力的轴力 Np。梁及内力的说明见下图。

可以注意到 Mdl + Mp = 0 kNm。这样设置是为了使结果更加清晰,便于理解。所示内力 Np 和 Mp 均为长期损失后的值。

在本简单算例中,徐变和收缩引起的内力也为零。

截面 S1 如下图所示。

RCS 文件已创建并附于文末。 

首先,可在"设计构件 -> 施工阶段"中定义施工阶段。各阶段的时间及预应力施加时间可分别设置,也可添加新阶段。

为每个荷载极值指定时间,即可确定在哪些时间点(施工阶段)执行设计校核。

初始状态

在作用阶段中,确定初始状态有两种方式:

  • 计算
  • 用户输入 / 导入

如前所述,初始状态定义为所有恒载(永久荷载)、徐变、收缩和预应力在标准值下的总效应。

以下说明仅针对第二阶段 18250d 进行。

有关组合截面初始状态的更多内容,请参阅 RCS 中预应力组合截面的设计

计算

永久荷载的增量(恒载、徐变和收缩的叠加)需输入表格中。预应力效应不在此处输入,而是在后续表格中定义,并自动计入。请注意,对于特定施工阶段,表格每行中仅输入增量。

在本算例中,t=28d 阶段输入 N=0 kN 和 M = Mdl = 222.8 kNm。

该方法的缺点是,为获得最终阶段的数值,必须定义截面的完整加载历史。 

用户输入 / 导入

需将恒载、徐变、收缩和预应力的叠加值输入表格。 

在本算例中,t=18250d 阶段输入 N=-495 kN 和 M = Mdl + Mp = 0 kNm。 

重要的是,在用户输入 / 导入方法中,这些阶段(表格的每一行)是相互独立的。这意味着并非所有行都需要填写,不需要校核的阶段对应的行可以省略。换言之,即使第一行未填写,也能获得相同的结果。

预应力

预应力输入有两种类型。

  • 预应力损失估算——将最大应力施加于钢束,并输入相应系数
  • 长期损失后的应力——直接从有限元模型中读取最终应力并输入。 

可以看出,两种方式得到的最终应力相同。

预应力总效应

预应力总效应表显示了由钢束几何形状和应力计算得到的主要内力,以及需手动输入的次要内力。

内力

可以从作用阶段选项卡中加载永久内力。永久内力也可手动填写,两者无差别。

可以使用自动包含 ΥGj,sup 的功能。但为便于说明,此处将系数设为 1.0。点击"全部"按钮后,永久内力将自动填入。

无论使用用户输入 / 导入方法还是计算方法,所得内力结果相同。当然,前提是按照上述方式正确设置数值。

最后一项是活载。只需将数值填入表格即可。

结果

结果说明采用 N-M-M 响应类型。初始值(橙色)和增量(绿色)均已开启显示。

可以看到初始状态,此时截面仅受压力(Mdl + Mp = 0 kNm)。活载引起的增量也清晰可见。总计结果类型为初始值与增量之和。

从附件文件中可以看出,计算方法与用户输入 / 导入方法所得结果相同。

下载附件

  • Action stages explanation.zip (ZIP, 73.3 KB)

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