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技术支持中心教程在 RCS 中对组合混凝土截面进行结构设计(EN)
在 RCS 中对组合混凝土截面进行结构设计(EN)
Prestressed concreteReinforced concreteConcreteTutorialsRCS

在 RCS 中对组合混凝土截面进行结构设计(EN)

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

本教程介绍如何创建并定义带有施工阶段的预应力组合截面。由于 IDEA StatiCa RCS 在输入组合截面参数时有其特定要求,若从 Midas Civil 导入内力,则必须对内力进行重新计算。

1 MIDAS Civil 

几何模型

该结构模型跨度为 10 米,采用预应力设计,并承受三种对应不同施工阶段的独立永久荷载工况。

该模型包含四个阶段。在模板阶段,梁由仅在受压状态下工作的非线性弹簧支撑。在预应力阶段,模型首先施加预应力,随后拆除模板。进入浇筑阶段后,浇筑楼板。设计使用年限设定为 100 年,以满足桥梁主梁的耐久性要求。

手动输入至 IDEA StatiCa RCS 的内力取自单元 5 和节点 7,即梁的跨中位置。 

截面各部分在所有施工阶段的内力均取自 Midas Civil。节点 7 和单元 5 的输入数值选项卡如下所示。      

此处可查看来自 MIDAS Civil 的输入数据。

2 新建项目

启动 IDEA StatiCa (下载最新版本) 并选择 RCS 软件。新建项目并设置桥梁规范 EN 1992-2-2008-07。选择预应力截面设计。 

3 截面

组合截面从附件中的 DXF 文件导入。需要创建阶段 1 和阶段 2,以便程序将截面划分为两个部分。默认情况下,两个部分均采用 C30/37 混凝土,但可通过点击修改(铅笔)按钮分别对每个部分进行修改。  

4 预应力 

预应力布置同时包含先张和后张钢束。在距整个截面重心 250 mm 处布置一根先张钢束。 

在 Midas Civil 中,设计了一根截面面积为 600 mm² 的等效钢束。为达到相同的钢束面积,需按下表所示调整钢束的材料属性。

5 设计构件 

在设计构件中,需根据 Midas Civil 设置施工阶段。施工阶段与 MIDAS Civil 中的最终步骤对应,初始步骤不予考虑。 

6 荷载作用阶段

荷载作用阶段在正确输入来自第三方软件(如 Midas Civil)的内力方面至关重要。需要注意的是,Midas Civil 中的内力与截面各部分相关(参见 Midas Civil 章节中的选项卡)。在 RCS 中,可将内力输入至整体截面或当前截面(1)。以下说明每个选项的含义。 

若选择"整体"选项,应输入重新计算后的内力。

1 整体截面

内力将以 28 天弹性模量对应的混凝土截面(不含钢筋)重心为参考点。对于组合截面,无论各阶段截面当前是否存在,均予以考虑。 

2 第三方软件内力的重新计算 

来自第三方软件的内力与各组成部分相关,需重新计算至整个混凝土截面的重心。以下详细说明各阶段的计算流程:

3 各阶段钢束应力  

单元 5 和节点 7 处钢束的应力从 Midas Civil 中提取并输入至选项卡(3)。

4 当前截面

内力将以由当前已存在的截面阶段及其预应力钢筋确定的换算截面重心为参考点。截面所有阶段均考虑混凝土龄期引起的弹性模量变化。 

5  第三方软件内力的重新计算 

若先将内力输入至整体截面,再切换至当前截面,可查看这些内力换算至换算截面当前阶段或因预应力钢束导致重心偏移截面的计算结果。混凝土龄期变化同样会引起重心位置的改变。 

7 截面

创建三个极值副本,并为每个施工阶段设置对应时间。该设置可确保从荷载作用阶段正确输入内力。

8 内力

内力无需重新输入,将直接从荷载作用阶段选项卡中提取。首先设置代表施工阶段的当前极值(1)。一般情况下,承载能力极限状态和永久荷载的分项系数取 1.35,这也是 IDEA StatiCa RCS 的默认设置。本示例中,选择系数值为 1(2)。使用全部按钮从荷载作用阶段提取内力。  

对于施工阶段楼板浇筑,将当前极值更改为阶段 60 ,并执行与上述相同的步骤。 

对于施工阶段设计使用年限终止,将当前极值更改为阶段 36500 ,并执行与上述相同的步骤。 

9 计算结果

运行所有极值的分析,然后切换至结果部分。为验证结果的正确性,选取最后一个施工阶段——设计使用年限终止,并切换至应力限值规范校核。可检验线弹性应力是否与 Midas Civil 中的结果一致。

第 1 部分_底部 = -5.2 MPa

第 1 部分_顶部 = -2.7 MPa

第 2 部分 = -1.7 MPa 

在 Midas Civil 中检验单元 5 和节点 7 的线弹性应力值。

10 报告

最后,进入 报告预览/打印。IDEA StatiCa 提供完全可自定义的报告,可打印输出或以可编辑格式保存。

您已在 RCS 软件中按照欧洲规范完成了预应力组合截面的设计与规范校核。

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