▶能够快速建立简单或者异型临时结构中各组成部分的杆件有限元模型;
▶能够快速准确地计算各种混凝土桥梁主梁的纵向或横向施工线荷载,自动获得满足规范要求且计算过程详细的线荷载计算书;
▶能够将线荷载自动加载到相关的杆件有限元上;
▶ 能够自动进行对截面进行等荷载分割,优化主承重结构的横向布置位置;
▶能够处理横向分配梁对各承重梁的荷载传递,以及处理主承重梁对大横梁的荷载传递;
▶能够利用等效结构法及施工荷载对支架的荷载传递规律,对简单或异型临时结构进行结构计算;
▶能够在同一工程文件,同一或不同的图形页面上,对不同的临时结构方案,进行计算比选、分析、判断,以得到需要的优选临时结构设计方案;
▶适应性强,施工荷载处理精细、精准,计算效率高,计算结果可控性强,可用于异型复杂临时结构的计算,属于一种通用的临时结构计算方法。
临时结构计算特点与存在的问题
The characteristics and existing problems of temporary structure calculation
基于等效结构法进行临时结构计算的解决方案
A solution for temporary structure calculation based on equivalent structure method
▶混凝土主梁可以是正交梁、斜交梁或曲线梁或裤衩梁等多样化的主梁类型,其截面可能是单箱单室、单箱多室,或由T型截面、箱室截面构成的组合截面,可能出现变高、变宽、变腹板厚、斜腹板、变顶板及变底板厚的情况;
▶临时结构中可能出现主承重梁与支架基础斜交的情况,也可能存在因现场水文地质条件、交通要求及地形环境要求苛刻,要求设计异型支架结构的情况;
▶需要处理与规范及主梁结构相关的非均匀横向或纵向组合线荷载,线荷载计算的准确度,将直接影响结构计算结果的准确度,不同的线荷载将影响受力构件的单元节点划分;
▶需要考虑临时结构的主承重梁的横向布置,使其尽可能的使主承重结构承受相等的荷载,以对临时结构进行优化设计;
▶采用三维有限元进行临结构计算,计算结果理论上可以精细与准确,但前提是需要准确表达混凝土主梁结构特征及现场技术条件,并要求依据支架方案对单元、节点、荷载、约束、节点间连接等细节进行正确处理;
▶采用三维有限元进行临结构计算,当现场条件或要求发生变化而导致方案变化,则需要重构三维有限元模型的各种细节,工作量大、费时费力;
▶采用三维有限元进行临结构计算,在面向复杂多样的临时结构设计的特征时,细节繁杂庞大,容易出现适应性及计算效率的问题,甚至因模型失当导致计算结果错误;
▶得到满足现场条件且优化了的方案,通常需要多次甚至几十次的反复计算评价,然而,由于计算手段及水平的局限,现场出现明显浪费的方案屡见不鲜。
▶通过建立和操作杆件有限元模型、集中荷载、均布荷载、线荷载、支座约束、混凝土主梁、截面、单元选择器等二维化BIM模型,来实现临时结构的各杆件有限元模型的建立、荷载加载、约束设置、单元及节点自动编码与修改,单元截面与材料特性设置、力学计算及计算结果查询等;
▶基于二维图形绘制、编辑及强制转化法,建立可三维化的桥梁主梁BIM模型,任意切割获得截面尺寸变化的主梁横截面;
▶能够自动进行对截面进行等荷载分割,优化主承重结构的横向布置位置;
▶通过混凝土主梁纵断面或横截面对象,自动生成主梁纵向或横向线荷载及计算书,并可自动加载到相关平面杆件有限元模型上;
▶提供快速处理临时结构中不同层级传力关系的处理机制,实现基于等效结构法的简单或复杂异型临时结构的快速计算;
▶通过提供规范的型钢截面库,支持组合截面、用户自定义截面,使得杆件有限元单元信息简单化、规范化;
▶为贝雷梁模型、连续梁模型等有限元模型提供快速构建方法;
▶一个图形页面中可以实现数量不限的杆件有限元计算,不同临时结构方案的反复计算、比选、审查、修改和管控。
基于等效结构法进行临时结构计算的优势
Advantages of using equivalent structure method for temporary structure calculation
利用等效结构法进行结构计算
Calculation of structures using the equivalent structure method
可以将一个复杂的空间结构的某个子结构分离出来单独计算,当其所受荷载、约束与原空间结构中对应子结构相同,则对子结构进行力学计算所得到的内力与变形与原空间结构对应部位相同,这种结构计算的方法称为等效结构法,是工程上常用的一种工程算法。
桥梁施工中大量的临时结构可以采用等效结构法进行计算,而所得结果与实际受力状态的吻合度有赖于子结构所受荷载及约束的原结构对应部位的等效程度。采用等效结构法,荷载传递路径及约束表达清晰,可以实现工程结构计算的简单化,而且计算结果易于控制。
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