Модуль «csm - sofistik...Модуль csm создает вводный файл для...
TRANSCRIPT
2018
Модуль «CSM»
Construction Stage Manager – Управление процессом
возведения конструкции
SOFISTIK 2018
2
CSM_RU_v.1.0.pdf
ОГЛАВЛЕНИЕ
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ................................................................................................... 5
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ .................................................................................... 6
2.1 Общие сведения ..................................................................................................... 6
2.2 Нумерация ............................................................................................................... 6
2.3 Расчетные этапы возведения конструкции.......................................................... 7
2.4 Случай загружения (LC) – Первичный случай загружения (PLC) – Различные
случаи загружения (Difference Load Case) ................................................................ 8
2.5 Анализ ползучести и усадки материала............................................................. 13
2.5.1 Начало процесса загружения T0 и усадки TS .............................................. 14
2.5.2 Реальная ползучесть материала .................................................................... 15
2.5.3 Простая ползучесть ........................................................................................ 18
2.5.4 Оперирование значениями параметров ползучести и усадки материала 20
2.5.5 Анализ балочных расчетных систем в модуле AQB .................................. 21
2.5.6 Анализ ползучести и усадки других элементов ......................................... 21
2.5.7 Влияние температуры .................................................................................... 22
2.5.8 Другие особенности анализа ползучести и усадки материала .................. 23
2.6 Сравнение с омоноличенной системой .............................................................. 23
2.8 Анализ строительного подъема .......................................................................... 25
2.8.1 Анализ первого этапа возведения ................................................................ 26
2.8.2 Расчет сооружения с учетом строительного подъема ................................ 28
2.8.3 Расчет строительного подъема для линейных систем ............................... 30
2.9 Оптимизация геометрии/формы сооружения и усилий ................................... 30
2.9.1 Оптимизация конечной расчетной системы без учета строительных
этапов ....................................................................................................................... 31
2.9.2 Оптимизация систем с учетом строительных этапов ................................ 35
2.9.3 Оптимизация геометрии сооружения .......................................................... 42
2.10 Возведение пролетного строения моста методом продольной надвижки с
применением конвейерно-тыловой сборки ............................................................. 43
2.10.1 Особенности моделирования и расчета процесса продольной надвижки
пролетного строения – советы и рекомендации .................................................. 45
2.10.2 Расчет аванбека ............................................................................................ 55
3
CSM_RU_v.1.0.pdf
2.11 Расчет в модуле CSM ......................................................................................... 58
2.11.1 Суперпозиция и концепция проектирования/проектное решение ......... 58
2.11.2 Обработка данных расчетной системы с учетом принципа суперпозиции
................................................................................................................................... 63
2.11.3 Расчет системы ............................................................................................. 64
2.11.4 Почему для задания комбинаций воздействий/суперпозиции
используются модули AQB и MAXIMA? ............................................................... 65
2.11.5 Первичный и вторичный эффект от действия предварительного
напряжения .............................................................................................................. 67
3 ОПИСАНИЕ КОМАНД ВВОДА .............................................................................. 69
3.1 Язык ввода ......................................................................................................... 69
3.2 Ввод данных в расчетную систему .................................................................... 70
3.3 CTRL – Управление расчетом ............................................................................. 72
3.4 LAUN – Метод надвижки..................................................................................... 82
3.5 CS – Этапы возведения сооружения .................................................................. 84
3.6 GRP – Группы элементов .................................................................................... 88
3.7 GRCS – Особые возможности программы, используемые при возведении
групп элементов ......................................................................................................... 94
3.8 WAIT – Неактивные фазы ползучести ................................................................ 96
3.9 LC – Загружения ................................................................................................... 97
3.10 CAMB – Анализ строительного подъема ......................................................... 99
3.11 CABL – Проверка угла анкеровки кабельного элемента .............................. 101
3.11.1 Главная плоскость ...................................................................................... 102
3.11.2 Главная и поперечная плоскость, направление перекоса ...................... 103
3.12 CREP – Параметры ползучести ...................................................................... 106
3.13 DEPS – Ввод дополнительной ползучести и усадки .................................... 108
3.14 ACT – Дополнительные воздействия ............................................................. 109
3.15 DESI – Расчет системы .................................................................................... 112
3.16 DESB – Расчет этапов возведения сооружения ............................................. 118
3.17 REIN – Параметр армирования в AQB ........................................................... 119
3.18 BOX – Параметры для вывода графика/отчетного чертежа ........................ 120
3.19 SCAL – Формат чертежа/масштабирование чертежа ................................... 121
3.20 SELE – Выбор типа отображаемых напряжений .......................................... 123
4
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.21 EXPO – Экспорт параметров........................................................................... 124
3.22 EQLC – Уравнения случаев загружений LC .................................................. 125
3.23 EQUU – Ограничение перемещений в системе ............................................ 128
3.24 EQPP – Ограничение значений реакций в расчетной системе ................... 129
3.25 EQBE – Ограничение усилий в балке ............................................................ 130
3.26 EQIT – Итерация этапа возведения сооружения ........................................... 131
3.27 ECHO – Контроль вывода результатов расчета ............................................ 133
4 ПРИМЕРЫ РЕШАЕМЫХ ЗАДАЧ ......................................................................... 135
4.1 Четырехпролетный мост, возводимый поэтапно ............................................ 135
4.2 Модель анализа влияния ползучести на двухпролетный сборный балочный
мост ............................................................................................................................ 136
4.3 Сборная балочная конструкция моста с монолитным ездовым полотном .. 136
4.4 Предварительно напряженная КЭ плита – тестовая система ........................ 137
4.5 Возведение пролетного строения методом навесного бетонирования –
маленькая тестовая система .................................................................................... 138
4.6 Возведение пролетного строения методом навесного бетонирования –
большая тестовая система ....................................................................................... 138
4.7 Многоэтажное здание – Поэтапное возведение .............................................. 139
5
CSM_RU_v.1.0.pdf
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
При помощи модуля CSM осуществляется контроль этапов строительства
сооружения и процесса ползучести материала.
Модуль CSM создает вводный файл для общих модулей программы
SOFiSTiK, таких как ASE и AQB. Вся информация, которая содержится в вводном
файле CSM, впоследствии обрабатывается и анализируется этими модулями – ASE
и AQB. Модуль CSM не требует каких-либо дополнительных лицензий. Данное
требование относится к модулям: для ASE необходима лицензия ASE1; для
анализа ползучести материала в модуле AQB необходима лицензия AQBS.
6
CSM_RU_v.1.0.pdf
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
2.1 Общие сведения
С помощью модуля CSM (Construction Stage Manager) можно задать и
проанализировать последовательность этапов возведения конструкции.
Этапы возведения контролируются при помощи следующих рабочих
таблиц:
таблица CS, в которой представлены заданные этапы возведения;
таблица групп GRP, которая позволяет отслеживать
влияние/активацию тех или иных конструктивных групп;
таблица загружений LC, в которой отображены дополнительные
нагрузки.
Арматурные пучки активируются программой автоматически, начиная с
номера ICS1, заданного в модуле TENDON. Начиная с ICS2 арматурные пучки,
расположенные в канале, уже залиты раствором.
При наличии нескольких вводных переменных воздействия, используя
команду CSM DESI, может быть запущен автоматический расчет сооружения.
2.2 Нумерация
Наиболее быстрый расчет по времени может быть произведен при условии,
если нумерация групп элементов, этапов возведения конструкции и этапов
создания предварительного напряжения в элементе совпадают между собой в
порядке возрастания относительно времени.
В связи с тем, что промежуточные этапы возведения конструкции
(например: предварительное напряжение, затирка, передвижения переменной
нагрузки, ползучесть) выполняются между двумя основными этапами
7
CSM_RU_v.1.0.pdf
строительства (CS), полезно сохранять эти основные этапы на каждом десятом
этапе строительства. Таким образом, имеется достаточное количество и
достаточные по объему промежутки, чтобы между ними пользователь мог
сохранить данные, касаемо промежуточных этапов строительства, не меняя при
этом нумерацию основных этапов, даже если промежуточные этапы были
вставлены в проект впоследствии.
Предлагаемая нумерация этапов строительства:
10-ые: Активация новой группы элементов;
11-ые: Предварительное напряжение;
12-ые: Заливка раствором/экструзия;
13-ые: Нагрузки, возникающие и действующие на конструкцию на
определенных строительных этапах (например, консольная тележка);
15-ые: Шаги ползучести.
Например: группа 50 активируется на этапе строительства 50 (набор
прочности бетона на этапе CS 50), тогда последующее предварительное
напряжение арматурных пучков соответствует этапу CS 51, а заливка каналов
раствором соответствует этапу CS 52. Следовательно, арматурному пучку,
заданному в модуле TENDON ... CS, соответствуют следующие этапы: ICS1 = 51,
ICS2 = 52.
2.3 Расчетные этапы возведения конструкции
Необходимо учитывать все этапы возведения конструкции, которые
вызывают изменения в ней напряжений. Поэтому, этап цементирования/экструзии
(CS: x2) может не рассчитываться по причине того, что при цементировании или
заливке раствором не происходит никаких изменений напряжений в конструкции.
Изменение условий опирания не влияет на образование новых нагрузок, но
подобные изменения приводят к появлению различного рода деформациям и
8
CSM_RU_v.1.0.pdf
напряжениям. Подобные изменения в расчетной системе должны
рассматриваться, как случай загружения LC, приписанный определенному этапу
возведения.
2.4 Случай загружения (LC) – Первичный случай загружения (PLC) –
Различные случаи загружения (Difference Load Case)
В конце этой главы отображен список загружений LC, которые
используются при работе в модуле CSM.
Параметр загружения TYPE (LC TYPE) больше не действует. В данном
случае наиболее важным является параметр TYPE в составе команды CS.
Случаи загружения, состоящие из дополнительных нагрузок, в большинстве
случаев должны иметь такой же номер, как и у этапа возведения сооружения,
например: LC43: нагрузки от консольной тележки на этапе строительства 43.
Сначала расчет системы выполняется при полном ее загружении. Данная
особенность работы программы приводит к тому, что в результате мы имеем
конечное значение внутреннего усилия, возникающее на конечном расчетном
этапе строительства сооружения. Это необходимо для того, чтобы в случае
изменения условий опирания системы действие конечного опорного усилия
должно быть смещено соответствующим образом автоматически. Следовательно,
модуль ASE учитывает действие всех нагрузок, активированных на этом этапе
строительства сооружения. Номера загружений LC, входящих в состав конечного
случая загружения, сохранены в пределах 4000, например, в этап возведения CS
40 включены все нагрузки, входящие в состав загружения LC 4040.
Для дальнейшего расчета сооружения с использованием модуля AQB
необходимо только значение разности внутренних усилий, возникающих в
системе от действия на нее различных загружений LC. Например, при расчете в
модуле AQB должны учитываться различные коэффициенты запаса, которые
используются при проектировании сооружения. Таким образом, помимо
внутренних усилий, возникающих от действия конечного загружения LC, разница
9
CSM_RU_v.1.0.pdf
значений между внутренними усилиями, относящихся к последнему загружению
LC, также сохраняется в составе определенного этапа возведения конструкции, но
уже в пределах 5000 (например, в этап возведения CS 40 включены все нагрузки,
входящие в состав загружения LC 5040). В загружении LC 5040 сохранена
разность внутренних усилий, возникающих от действия на систему загружений
4040 и 4035 (при условии, что загружение LC 4035 относится к этапу возведения с
порядковым номером до 4040).
Данные по загружениям с ползучестью материала хранятся в модуле AQB в
пределах загружений с порядковым номером 6000 и содержат изменения
внутренних усилий, происходящих по причине влияния ползучести и усадки
поперечного сечения элемента конструкции. В процессе анализа явления
ползучести материала, возникающего при действии загружений с порядковыми
номерами 5000, при помощи модуля ASE сохраняются значения только
внутренних усилий. Это связано с перераспределением усилий в конструкции по
причине возникновения ползучести и усадки материала.
Также просим вас ознакомиться со следующими командами:
- ASE...CTRL DIFF 2000;
- ASE...LCC PLC YES/NEW;
- AQB...COMB LCST.
На рисунке ниже показаны отношения между различными
результирующими загружениями при действии ползучести и усадки материала в
модуле AQB. Также просим вас ознакомиться со следующей главой данного
руководства: Проектирование/расчет – поток данных (Design – dataflow).
10
CSM_RU_v.1.0.pdf
Рис. 2.1 – Блок-схема работы модуля AQB
Теперь корректные значения напряжений могут быть достигнуты только
при помощи вышерассмотренного модуля AQB, собирая все компоненты системы,
например, на проверочном чертеже или путем самостоятельного их ввода в
модуль AQB при помощи команды COMB ... LC1 G LC2 P LC3 C LCST 7015
где, G – дифференциал случая* 5010;
11
CSM_RU_v.1.0.pdf
P – дифференциал случая* 5011;
C – дифференциал случая* 5015+6015.
* – результаты расчета конструкции на этапе строительства CS без учета влияния
предыдущего этапа.
Результирующее загружение LC 7015 содержит все составляющие, включая
значения напряжений при внутренней ползучести материала 6015, которые
никогда не учитываются при суперпозиции в модуле MAXIMA!
Краткое описание:
Общее смещение и суммарное усилие на этапе CS начинается с LC
4000 ...
Разность перемещений и усилий начинается с LC 5000 …
AQB – Внутренние напряжения в элементе от ползучести и усадки
начинаются с LC 6000 …
AQB-LCST – оценка результирующего напряжения начинается с LC
7000 …
Загружения с нумерацией LC 7000 ... необходимо использовать для расчета
напряжений и нормальных усилий в балке включая C + S в модуле WINGRAF!
Обзор загружений LC, используемых в модуле CSM:
Этапы возведения сооружения:
3970 – 3997: Сравнение загружений – омоноличеная система (CTRL CAST)
4000 – 4999: Суммарное перемещение и усилие на этапе CS
5000 – 5999: Разница между перемещениями и разница между усилиями
6000 – 6999: AQB – внутренние напряжения в элементе от ползучести и
усадки
7000 – 7999: AQB-LCST – результирующие или реальные значения
напряжений
12
CSM_RU_v.1.0.pdf
15000 – 15999: Влияние первого этапа создания предварительного
напряжения в элементе конструкции (весь процесс создания преднапряжения
разделен на отдельные этапы возведения сооружения CS)
16000 – 16999: Влияние второго этапа создания предварительного
напряжения в элементе на этапе CS
При использовании более чем 1000 этапов возведения конструкции:
40000 – 49999: Суммарное перемещение и усилие на этапе CS
50000 – 59999: Разница между перемещениями и разница между усилиями
60000 – 69999: AQB - внутренние напряжения в элементе от ползучести и
усадки
70000 - … , 150000 – 159999, 160000 – 169999: так же, как и при 7000…
16000…
Для CSM - при включении в работу новых сегментов при помощи CTRL CANT 3:
180000 – 189999: введенные случаи загружения LC помогают
проанализировать граничные условия расчетной системы
Для CSM – для анализа строительного подъема (CAMB):
140000 – 149999: суммарное перемещение элемента на этапе CS без ввода в
систему CAMB модификаций
Для CSM – при использовании систем уравнений:
1999: CSM_комбинирование загружений LC (CTRL LCEQ)
CSM DESI – Настройки расчета системы
1001 – 1099: AQB – проверочное выражение
1101 – 1199: SLS – редкое сочетание нагрузок (суперпозиция) и расчет
1201 – 1299: SLS – неупорядоченное сочетание нагрузок (суперпозиция) и
расчет
13
CSM_RU_v.1.0.pdf
1301 – 1399: SLS – упорядоченное сочетание нагрузок (суперпозиция) и
расчет
1401 – 1499: SLS - постоянное сочетание нагрузок (суперпозиция) и расчет
1701 – 1799: SLS – редкое архитектурно-строительное решение
1801 – 1899: SLS – типовое архитектурно-строительное решение
1901 – 1998: 1.0 суперпозиция
2101 – 2199: ULS - расчет
2201 – 2299: ULS – расчет конструкции
2501 – 2599: аварийное состояние (случайное)
2601 – 2699: землетрясение
2801 – 2899: усталостное разрушение LM3 при действии предварительных
напряжений pk-inf и pk-sup
2901 – 2999: более упрощенное явление усталостного разрушения LM1 при
действии предварительных напряжений pk-inf и pk-sup
9001 – 9499: суперпозиция при действии предварительных напряжений pk-
inf и pk-sup
2.5 Анализ ползучести и усадки материала
Из расчетной ширины элементов, смотрите руководство к модулю AQUA
(для плоских QUAD элементов берется толщина в 1,4 раза больше), модуль CSM
вычисляет значения ползучести и усадки материала в зависимости от показателей
T0 и TS, продолжительности ползучести, температуры и влажности воздуха.
Модуль CSM использует функции, основанные на кодах, которые также
используются в модуле AQB.
14
CSM_RU_v.1.0.pdf
2.5.1 Начало процесса загружения T0 и усадки TS
Для учета влияния процесса усадки программа по умолчанию
устанавливается возраст материала TS 3 дня, при новом вводе в модуль CSM
команды GRP ... TS пользователь может изменить это значение на любое другое.
Физически процесс усадки начинается именно в этом возрасте TS. Отсчет
интервалов для анализа процесса ползучести и усадки начинаются с T0 (возраст
загружения). Следовательно, первый анализируемый интервал (ползучесть и
усадка) расположен между T0 и T0 + T, процесс усадки в интервале между TS и T0
не рассматривается! Применение данного интервала справедливо при
моделировании стандартного предварительного напряжения с последующим
цементирование каналов, где первоначальные потери C + S начинаются
непосредственно с T0. По этой же причине общее или суммарное значение усадки
не включает эту первоначальную усадку, происходящей в интервале от TS до T0!
В стальных композитных сечениях необходимо учитывать первую часть
процесса усадки, происходящего в интервале от TS до начала загружения. Для
учета этого явления вы должны ввести следующее: T0 = TS = 1 день. В качестве
примера вы можете изучить следующий файл: steel_composite_orto.dat.
Для монолитной бетонной плиты, возводимой на балках заводского
изготовления, слишком маленькое значение параметра T0 может не вводиться.
Данная особенность для создания расчетной системы связана с тем, что бетонная
плита еще не набрала достаточной прочности для восприятия нагрузок от
собственного веса G_1 или предварительного напряжения. Учитывая данные
условия, в файле с примером csm3_composite_beam.dat параметр T0 = 3, а TS = 1
заданы для группы 10. Максимально корректным может считаться также ввод
следующего условия: T0 = TS = 1 день. Сначала рассчитывается влияние
арматурных пучков без учета собственного веса (GRP FACD), затем добавляем
шаг ползучести, например 7 дней, а уже после активируем влияние собственного
веса G_1 и затем предварительного напряжения P.
15
CSM_RU_v.1.0.pdf
2.5.2 Реальная ползучесть материала
Влияние функции CTRL CREP RCRE (реальная ползучесть) лучше всего
продемонстрировано на примере простой однопролетной балки, воспринимающей
действие кратковременной нагрузки → real_creep_creepparameter.dat.
Через t0 = 7 дней с балки будет снята опалубка и убраны подмости. Это
сделано для того, чтобы была возможность учета влияния собственного веса (или
же можно предположить, что нагрузка должна действовать на систему
горизонтально). Через 93 дня к системе прикладывается нагрузка А. Через 200
дней влияние действия нагрузки A убирается (рис. 2.2):
t0 = 7 дней: этап снятия опалубки и уборка подмостей CS 10;
t1 = 100 дней: этап загружения системы нагрузкой A CS 20;
t2 = 300 дней: окончание действия нагрузки A на систему CS 30;
t∞ = 30 лет: финальный этап эксплуатации сооружения.
Рис. 2.2 – Этапы жизни сооружения
16
CSM_RU_v.1.0.pdf
От t2 до t∞ балка без напряжений, и можно предположить, что дальнейших
деформаций не возникает. Но это не так, i-ая деформация развивается. Это
явление, также называемое “back-creeping”, или в модуле CSM это явление
называется «реальная ползучесть» – CTRL CREP RCRE.
Совместно с модулем CSM модули ASE и AQB обрабатывают нагрузку A в
двух частях, одно загружение начинается с этапа t1, а одно отрицательное по
своему характеру загружение начиная с этапа t2. Это анализируется в двух
различных случаях загружения – это 5020 и 5030 соответственно (рис. 5.2):
Рис. 2.3 – Результаты анализа загружений 5020 и 5030
загружение 5020 начинается действовать на систему с этапа t1 с
собственной функцией ползучести (красная линия). Значение
параметра t0 (функция ползучести) в данном случае составляет 100
дней.
загружение 5030 начинается действовать на систему с этапа t2 с
собственной функцией ползучести (красная линия). Значение
параметра t0 (функция ползучести) в данном случае составляет 300
дней.
17
CSM_RU_v.1.0.pdf
Поскольку две составляющие явления ползучести имеют собственные
сдвинутые по времени запаздывающие упругие части, происходит процесс
обратной ползучести – временно-зависимое уменьшение деформации в твердом
теле после снятия нагрузки.
В расчетном примере real_creep_creepparameter.dat (табл. 2.1) были
получены следующие результаты (первый запуск модуля CSM):
Таблица 2.1 – Значения ползучести
Grp Mat h-0
[mm]
t0
[d]
CS
15
CS
25
CS
35
total
ϕ-eff
t[d] ---> 93 200 10950 11243
RH[%] ---> 80 80 80 T[°C] ---> 20 20 20 1 1 400.0 7 0.82 0.28 0.61 1.71
RCRE 100 - 0.61 0.43 1.03
300 - - 0.83 0.83
На этапе CS 25 в момент от t1 до t2 в расчетной системе возникает явление
ползучести под действием нагрузки с параметром delta-phi, равным 0,61
(последний этап, для функции RCRE “real creep” параметр t0 = 100). На этапе CS
35 в момент от t2 до t∞ явление ползучести возникает при действии
положительной части загружения 5020 с параметром delta-phi, равным 0,43, а при
действии отрицательной части загружения 5020 (t0 = 300) явление ползучести
возникает при значении параметра delta-phi, равным 0,83. В подобных условиях
возникает явление обратной ползучести.
Для точного анализа влияния явления ползучести на систему в зависимости
от изменения параметра времени действия загружения следует использовать
команду CTRL CREP RCRE, потому что только в таком случае более поздняя
часть загружения системы получит собственную функцию ползучести.
18
CSM_RU_v.1.0.pdf
2.5.3 Простая ползучесть
При использовании команды CTRL CREP STAN необходимая часть
загружения, зависящая от анализа параметров ползучести, не определяется
системой. На каждом этапе ползучести все части загружения обрабатываются при
одном и том же значении параметра delta-phi, полученном в процессе анализа
системы с параметром T0, заданным в разделе GRP.
В примере csm1_4span_centering.dat приведено сравнение значений
параметров ползучести (табл. 2.2). Команда CTRL CREP STAN:
Таблица 2.2 – Значения ползучести
Grp Mat h-0
[mm]
t0
[d]
CS
15
CS
25
CS
35
CS
45
CS
46
CS
47
CS
48ϕ
total
-eff
t[d] ---> 28 28 100 468 1814 7022 27196 36656
RH[%] ---> 80 80 80 80 80 80 80
T[°C] ---> 20 20 20 20 20 20 20
1 1 400.0 7 0.63 0.14 0.25 0.39 0.30 0.14 0.05 1.91
2 1 400.0 7 - 0.63 0.34 0.43 0.31 0.14 0.05 1.91
3 1 400.0 7 - - 0.91 0.48 0.33 0.15 0.05 1.91
Grp номер группы
h-0 условный размер (2A/U)
t0 возраст бетона при его загружении
CS этап ползучести бетона Δϕ-eff
ϕ-eff суммарная ползучесть на всех этапах
t расчетное значение интервала ползучести
RH относительная влажность воздуха
T температура при ползучести бетона
Группа 2 еще не активирована на этапе ползучести CS 15, поэтому
первоначальное значение delta-phi, равное 0,63, первый раз появляется только на
этапе CS 25. На данном этапе CS 25 ползучесть для старшей группы 1
рассчитывается с delta-phi = 0,14. Но общий коэффициент ползучести 1,91
одинаков для всех групп системы.
Коэффициенты усадки рассчитываются соответствующим образом.
Теперь для сравнения возьмем тот же пример, но уже с командой CTRL
CREP RCRE:
19
CSM_RU_v.1.0.pdf
Таблица 2.3 – Значения ползучести
Grp Mat h-0
[mm]
t0
[d]
CS
15
CS
25
CS
35
CS
45
CS
46
CS
47
CS
48ϕ
total
-eff
t[d] ---> 28 28 100 468 1814 7022 27196 36656
RH[%] ---> 80 80 80 80 80 80 80
T[°C] ---> 20 20 20 20 20 20 20
1 1 400.0 7 0.63 0.14 0.25 0.39 0.30 0.14 0.05 1.91
RCRE 35 - 0.47 0.25 0.32 0.23 0.11 0.03 1.41
63 - - 0.60 0.32 0.21 0.10 0.03 1.26
163 - - - 0.73 0.20 0.08 0.03 1.05
631 - - - - 0.71 0.08 0.02 0.81
2445 - - - - - 0.60 0.02 0.62
9467 - - - - - - 0.47 0.47
2 1 400.0 7 - 0.63 0.34 0.43 0.31 0.14 0.05 1.91
RCRE 7 - 0.63 0.34 0.43 0.31 0.14 0.05 1.91
35 - - 0.67 0.35 0.24 0.11 0.03 1.41
135 - - - 0.76 0.21 0.09 0.03 1.09
603 - - - - 0.71 0.08 0.02 0.81
2417 - - - - - 0.60 0.02 0.62
9439 - - - - - - 0.47 0.47
3 1 400.0 7 - - 0.91 0.48 0.33 0.15 0.05 1.91
RCRE 7 - - 0.91 0.48 0.33 0.15 0.05 1.91
7 - - 0.91 0.48 0.33 0.15 0.05 1.91
107 - - - 0.80 0.22 0.09 0.03 1.14
Видно, что первая строка в таблице 2.3 такая же, как и в таблице 2.2 до того,
как к системе были приложены части загружения. Это сделано для того, чтобы
позже можно было получить собственное значение параметра T0 и собственную
функцию ползучести с собственным общим значением phi.
Таким образом, для нормального анализа влияния ползучести на систему
следует использовать команду CTRL CREP RCRE по умолчанию.
20
CSM_RU_v.1.0.pdf
2.5.4 Оперирование значениями параметров ползучести и усадки материала
В случае моделирования реальной ползучести материала через модуль AQB
отдельные параметры ползучести всегда рассчитываются в модуле AQB. Таким
образом, данные параметры не могут контролироваться модулем CSM. В таком
случае ввод параметров CREP ... PHI и DEPS ... DPHI невозможен. Кроме того,
модуль AQB рассчитывает значения параметров в зависимости от фактической
расчетной толщины элемента каждой балки расчетной системы. Модуль CSM
производит подобные расчеты только при среднем значении расчетной толщины
элемента целой группы элементов.
Просим вас обратить внимание на то, что для каждого края поперечного
сечения, используя модуль AQUA, вы можете задать различную степень контакта
с воздухом. Это сделано для того, чтобы у вас была возможность регулирования
процесса анализа расчетной толщины элемента системы (сравните с примером
csm3_composite_beam.dat AQUA ... VERT ... EXP).
Также значения усадки рассчитываются в модуле AQB в зависимости от
фактической толщины элемента. Помимо непосредственного расчета усадки вы
можете ввести значение данного параметра собственноручно при помощи команд
CREP ... EPS или DEPS ... DEPS. Затем модуль CSM перенаправит данное
значение усадки в модуль AQB. Модуль AQB примет во внимание данное
значение, но после модуль AQB проигнорирует возможное значение расчетной
толщины отдельно рассматриваемого элемента системы, например, в части арки
вблизи ее опирания – место утолщения конструкции арки вместе ее опирания
(вут).
Поэтому лучше всего будет изменить параметры материала в модуле AQUA,
чтобы отрегулировать его ползучесть и усадку. Тогда и в модуле CSM, и в AQB
станет возможным использование рассматриваемых параметров.
Для бетона вы можете ввести больше параметров, характеризующих его
ползучесть и усадку, в состав команды AQUA MEXT EIGE согласно требованиям
EN 1992-1/СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции». Файл с
примером: real_creep_creepparameter.dat.
21
CSM_RU_v.1.0.pdf
Часто возникает необходимость отрегулировать только конечную величину
ползучести или усадки. Для этого вы можете использовать следующий главный
параметр:
MEXT ... VAL1 = параметр beta-bc1 = коэффициент конечного
значения ползучести бетона;
MEXT ... VAL3 = параметр beta-cd1 = коэффициент усадки при
твердении/сушке;
MEXT ... VAL5 = параметр beta-ca1 = коэффициент химической
усадки.
Например, для изменения значений коэффициента ползучести в 1,2 раза, а
коэффициентов усадки в 1,4 раза, необходимо ввести следующую команду:
CONC 1 C 40 ; MEXT 1 TYPE EIGE VAL1 1.20 VAL3 1.40 VAL5 1.40
В простых случаях вы также можете отрегулировать значение температуры
или влажности.
2.5.5 Анализ балочных расчетных систем в модуле AQB
Предварительно напряженные балки и составные сечения нуждаются в
анализе ползучести и усадки через модуль AQB по причине того, что только
модуль AQB способен отличать внутренние напряжения, возникающие в
поперечном сечении элемента.
2.5.6 Анализ ползучести и усадки других элементов
QUAD, BRIC и TRUSS элементы, а также балки без предварительного
напряжения или соединения различного рода (швы, цементная заливка
арматурных каналов) могут быть рассчитаны в модуле ASE напрямую из CSM без
22
CSM_RU_v.1.0.pdf
участия модуля AQB. Предварительно напряженные плиты также могут быть
рассчитаны с использованием только модуля CSM (без AQB).
Для QUAD элементов расчетную толщину можно вводить с помощью
команды CREP ... DEFQ. Без ввода данного параметра модуль CSM рассчитывает
его усредненное значение относительно всех QUAD элементов определенной
группы, а затем умножает полученное значение толщины на коэффициент 1,4 для
получения уже расчетного значения толщины элемента.
Точный анализ влияния ползучести на систему, состоящей из QUAD и
других видов элементов, при изменяющемся во времени загружении (см. п.п. 2.5.2
Реальная ползучесть материала) возможен в версии SOFiSTiK 2016.
2.5.7 Влияние температуры
Без прямого ввода значения температуры в модуле CSM по умолчанию
активно значение, равное 20 0C. При помощи команды CS ... TEMP для каждого
этапа ползучести можно задать отдельную температуру. Следует учесть, что
независимо от значения расчетного возраста бетона при первом его загружении
GRP ... T0 система всегда будет анализироваться со значением температуры в 20
0C!
Например, если вы хотите задать последующую термическую обработку на
этапе T0, вы должны установить параметр GRP T0, равный 18,1 дней:
первая термообработка рассчитана на 2 дня при температуре 50 0C (dt-
eff = 2 • 3,547 = 7,094d);
далее необходимые условия поддерживаются в течении 7 дней при
температуре 30 0C (dt-eff = 7 • 1,566 = 10,962d).
Значение расчетного возраста бетона T0 = 18,1 дней (7,094 + 10,962) при
первом загружении должно вводиться обязательно, независимо от температуры,
установленной на последующем первом реальном этапе ползучести - модуль
CSM. Таким образом, значение 18,1 (дней) должно быть введено для параметра
23
CSM_RU_v.1.0.pdf
GRP T0, а для параметра CS ... TEMP вы должны ввести значение температуры,
при которой будет протекать следующий этап ползучести.
Вышеуказанные факторы должны быть проанализированы при помощи
уравнений, приведенных в нормативном документе EN 1992-1-1 Приложение C
(B.10).
2.5.8 Другие особенности анализа ползучести и усадки материала
Всякий раз, когда две группы элементов с различными толщинами
пересекаются друг с другом, то различные значения параметров phi и eps
приводят к появлению в системе дополнительных нагрузок! Это следует
учитывать при расположении групп элементов или при ручном вводе среднего
значения расчетной толщины элемента. Для более детального разбора данной
проблемы и дальнейшего учета данного явления при решении собственных задач,
связанной с температурными режимами, вы можете обратить свое внимание на
следующий файл с примером: exampletemp_load_tbeam.dat.
Модуль упругости – Е молодого бетона низкого класса уже включен в
значения ползучести.
2.6 Сравнение с омоноличенной системой
С помощью команды CTRL CAST 1 для сравнения используются следующие
нагрузки:
Загружения LC для омоноличенной системы (с параметром последней группы!)
3991 G_1 омоноличенная система;
3992 G_2 омоноличенная система;
3993 P омоноличенная система;
3994 C один этап без точного перераспределения усилий из-за ползучести
(AQB – CTRL EIGE 4).
24
CSM_RU_v.1.0.pdf
2.7 Отчетный чертеж и контроль над расчетом системы / Check-Print &
Control-Plot
Для балочных систем автоматически генерируется отчет, в котором
представлены значения внутренних усилий и напряжений, соответствующие
определенному разрезу. Выходные таблицы с данными AQB должны быть
проверены в любом случае, особенно это касается предварительно напряженных
конструкций. Результаты анализа вы можете найти в отчетном файле
(NAME_csm.plb) в разделе «Рассматриваемое сечение балки ... – Considered Section
BEAM …».
После получения, упомянутого в предыдущем абзаце, табличного отчета
AQB для каждого заданного этапа возведения конструкции создается график
значений общих напряжений. Данные результирующие значения сохраняются в
модуле AQB для случаев загружения LC 6000 и ниже при помощи команды COMB
... LCST. Эти значения сохраняются в базе данных и соответствуют только
соответствующему сечению расчетной балки.
Функции модуля Check-Print и Control-Plot могут применяться отдельно
друг от друга (просим ознакомиться с файлом «Отчетный чертеж этапов
возведения другой балки на» csm31_design.dat).
Если потребуется рассчитать и сохранить значения напряжений для каждого
сечения расчетной балки, то для подобных ситуаций может быть использована
команда CTRL STOR +1 (данная команда устанавливается по умолчанию для
предварительно напряженных элементов мостов).
В конце вводного файла модуля CSM можно вводить команды и параметры,
которые позволяют контролировать формат результирующих графиков.
Например, в расчетных системах, состоящих из балок, значения внутренних
усилий My, N и перемещения отображаются для каждого этапа возведения
сооружения, например. Просим вас подробно разобраться с командой/параметром
SCAL.
25
CSM_RU_v.1.0.pdf
Визуальная проверка реакции системы с использованием модуля
ANIMATOR необходима в любом случае (для установки постоянной величины
анимации реакции сооружения для всех случаев загружения или полного
отключения анимации используется параметр v = 0 – динамика анимации).
Пожалуйста, удостоверьтесь, что в системе возникают общие перемещения и
общие усилия при действии на нее 4000-х случае загружений LC!
Реальные значения внутренних напряжений, включая влияние внутренней
ползучести, обнаруживаются только при действии на систему LC 7000 ... → (см.
отчетный чертеж)!
2.8 Анализ строительного подъема
Для проведения подобного анализа будет рассмотрена четырехпролетная
расчетная система (файл с примером: csm26_precamber_spanbyspan.dat):
Рис. 2.4 – Четырехпролетная расчетная система
При линейном анализе LINE строительного подъема сооружения наиболее
рациональным действием, после реального анализа этапа возведения сооружения,
будет отдельный/самостоятельный ввод в модуль CSM команды PREC. Это
позволит вам увидеть, что в процессе линейного анализа подъема PREC
производится не перерасчет усилий, возникающих в системе, а только
корректировка значений узловых деформаций!
Единственный требуемый ввод – указание стадии, на которой должна быть
получено нулевая деформация, в данном случае стадия 35 (CAMB 35) – открытие
движения.
Целью анализа является строительный подъем пролетного строения на
этапе старта по нему подвижной нагрузки/подвижного состава.
26
CSM_RU_v.1.0.pdf
2.8.1 Анализ первого этапа возведения
Последовательность возведения сооружения: возведение пролета – всегда
бетонирование в опалубке с упором на грунтовое основание. Учитывая данную
особенность, жесткость пролетного строение включается в работу в процессе
набора прочности без учета собственного веса и без напряжений
(свежеуложенный бетон). На следующем этапе возведения активируется
собственный вес пролетного строения = удаление опалубки.
Основное применение:
При анализе строительного подъема полезно сначала активировать
элементы сооружения без учета их собственного веса, чтобы можно было
получить высотные отметки положения опалубки (или без учета различных форм
напряжения).
Для более позднего ввода собственного веса группы элементов расчетной
системы используется вводная команда GRP ICSD. Просим вас, сначала
активировать группу элементов GRP ICS1 без учета собственного веса, т.к. данная
группа элементов все еще поддерживается подъемными кранами, либо же она
опирается на грунтовое основание – находится в опалубке.
Уже на следующем этапе вы можете активировать действие собственного
веса – удалите поддержку крана или удалите опалубку.
В каждом случае строительный подъем рассчитывается без учета
деформаций опалубки!
Первый пролет с небольшой консолью:
Опалубка с упором на грунтовое
основание;
бетон уложен, прочность набрана
(собственный вес не учтен);
(деформация опалубки не
учитывается всегда).
27
CSM_RU_v.1.0.pdf
Опалубка удалена;
собственный вес бетона активен.
Этап ползучести бетона.
Возведение второго пролета:
Опалубка с упором на грунтовое
основание;
бетон уложен, прочность
набрана (собственный вес не
учтен);
(деформация опалубки не
учитывается всегда).
Опалубка удалена;
собственный вес бетона активен.
Этап ползучести бетона.
Возведение третьего и четвертого пролета. Учет влияния ползучести и
усадки осуществляется до открытия движения транспорта по мосту:
28
CSM_RU_v.1.0.pdf
В момент открытия движения транспорта пролеты моста не являются
прямыми элемента конструкции, они имеют перегибы от одного пролета к
другому.
2.8.2 Расчет сооружения с учетом строительного подъема
На данном этапе расчета доступна вся информация, чтобы при помощи
модуля CSM можно было определить необходимое значение строительного
подъема.
Если посмотреть на рисунок сверху, на котором изображен первый
строительный блок моста, то ясно, что деформации должны быть зеркально
отражены и применены с отрицательным значением строительного подъема для
достижения нулевого смещения на момент открытия по нему движения
транспорта. Точно таким же образом модуль CSM исправляет все другие
деформации и сохраняет новые перемещения. После всех проделанных операций
случаи загружения от LC 4000 ... содержат измененные значения общих
деформаций, которые необходимы для проверки результатов первого анализа,
хранящиеся без изменений в составе случаев загружения от LC 14000 ....
29
CSM_RU_v.1.0.pdf
Результаты анализа, включенные в состав случаев загружения от LC 4000 ...
(команда CAMB 35), выглядят следующим образом:
Первый пролет с небольшой консолью:
Опалубка с упором на грунтовое
основание;
бетон уложен, прочность набрана
(собственный вес не учтен);
(деформация опалубки не учитывается
всегда).
Опалубка удалена;
собственный вес бетона активен.
Этап ползучести бетона.
Строительство второго пролета:
Опалубка с упором на грунтовое
основание;
бетон уложен, прочность
набрана (собственный вес не
учтен);
(деформация опалубки не
учитывается всегда).
Опалубка удалена;
собственный вес бетона активен.
Этап ползучести бетона.
Возведение третьего и четвертого пролета. Учет влияния ползучести и
усадки осуществляется до открытия движения транспорта по мосту:
30
CSM_RU_v.1.0.pdf
Достигнута цель: прямой пролет моста при открытии движения транспорта.
2.8.3 Расчет строительного подъема для линейных систем
В линейных расчетах строительный подъем не оказывает влияния на
усилия, возникающие в системе! Изменяются только значения деформаций!
Это означает, что в процессе оптимизации силового воздействия на систему
вы никогда не должны беспокоиться о возникающих перемещениях. В линейных
системах перемещения всегда можно отрегулировать при помощи значения
строительного подъема! Эта возможность не применима при анализе TH3, или,
говоря более простыми словами, гораздо важнее найти усилия, возникающие в
системе от действия загружения, чем перемещения, если вашей главной целью
является оптимизация этапа возведения/строительства сооружения!
2.9 Оптимизация геометрии/формы сооружения и усилий
Модуль CSM также может рассчитать коэффициенты загружения (LC),
необходимые для ввода в систему равномерных нагрузок EQLC для соответствия
желаемым деформационным или напряженным состояниям, возникающих при
действии нагрузки. Модуль CSM будет рассчитывать такие коэффициенты
31
CSM_RU_v.1.0.pdf
загружения, которые будут удовлетворять ограничениям, заданные параметрами
EQUU, EQPP и EQBE.
2.9.1 Оптимизация конечной расчетной системы без учета строительных
этапов
В связи с утверждением, представленным в последней главе, что
оптимизация деформаций/перемещений системы не является основной задачей,
такая оптимизация используется в следующем примере, чтобы пользователь имел
представление о том, как работает и применяется данная методика. Необходимо
обратить внимание, что только в конечной системе, без учета строительных
этапов, нулевая оптимизация перемещений/деформаций дает хорошие результаты
при действии в пролетном строении изгибающего момента.
Ниже рассмотрен пример, представленный в файле
csm21_eqation_cable_stayed.dat.
Без оптимизации (без правильного создания предварительного натяжения в
кабеле/ванте) следующая система будет деформироваться/перемещаться в
32
CSM_RU_v.1.0.pdf
середине полета и, в результате, будут возникать неуравновешенные изгибающие
моменты (рис. 2.5).
Рис. 2.5 – Расчетная система без оптимизации
Как определить необходимое предварительное напряжение/натяжение в
кабеле/ванте? При работе с конечными расчетными системами без учета этапов
строительства есть возможность задать нулевое отклонение (прогиб), потому что
при помощи нулевого значения прогиба также будет сбалансирован прогиб,
возникающий в пролетном строении.
В данном примере конструкция моста имеет 8 степеней свободы, которые
соответствуют 8-ми настраиваемым случаям задания предварительного
напряжения/натяжения в кабеле (рис. 2.6).
Рис. 2.6 – Степени свободы конечной расчетной системы
33
CSM_RU_v.1.0.pdf
Рассмотренные восемь одиночных загружений LC, возникающих в системе
от действия предварительного натяжения, анализируются в составе конечной
системы!
Так как на систему действует 8 настраиваемых загружений LC,
пользователь может определить 8 усилий и перемещений, возникающих в системе
(рис. 2.7).
Рис. 2.7 – Реакция системы на загружение
Когда все 8 одиночных загружений LC, возникающие от действия
предварительного натяжения кабелей, проанализируются в составе конечной
системе, модуль CSM может построить систему уравнений 8×8, при решении
которой выводятся единичные коэффициенты исходя из расчетных условий:
8×8 Система уравнений
→ выводится 8 коэффициентов P1-P8
34
CSM_RU_v.1.0.pdf
Затем, запустив конечную систему с учетом полученных ранее восьми
коэффициентов P1-P8, вы получите прямое пролетное строение моста и
сбалансированные изгибающие моменты (рис. 2.8).
Рис. 2.8 – Преобразованная конечная система
Для этого модуль CSM автоматически создает соответствующий вводный
файл:
+PROG ASE
HEAD
LC 1001 DLZ 1.00
LCC 1 FACT 1.000000 $ dead load (собственный вес)
LCC 31 FACT 1.686222
LCC 32 FACT 1.684042
LCC 33 FACT 2.102962 $ коэффициенты, полученные из системы уравнений!
LCC 34 FACT 2.477027
LCC 35 FACT 2.961164
LCC 36 FACT 3.295547
LCC 37 FACT 4.363908
LCC 38 FACT 8.702305
END
35
CSM_RU_v.1.0.pdf
2.9.2 Оптимизация систем с учетом строительных этапов
В расчетных системах, включающих моделирование этапов их возведения,
просим вас не тратить время на оптимизацию возникающих перемещений! В
линейных системах перемещения всегда можно отрегулировать при помощи
значения строительного подъема. Основной задачей, требующей вашего
внимания, является оптимизация усилий, возникающих в расчетной системе от
действия загружений LC!
Ниже рассмотрен пример, представленный в файле
csm23_cable_stay_optimisation_2.dat.
На первом этапе возведения сооружения, в котором учтено влияние
численных коэффициентов предварительного натяжения ванта/кабеля, в систему
добавляются новые элементы (CTRL CANT 2):
Рис. 2.9 – Добавление новых элементов в расчетную систему
36
CSM_RU_v.1.0.pdf
Необходимо помнить одну особенность: форма перемещения элемента
системы НЕ оказывает никакого влияния на процесс оптимизации усилий, потому
что строительный подъем в линейных системах очень легко и просто
определяется по окончанию расчета программой. Итак, в системе возникают
следующие усилия:
Рис. 2.10 – Усилия в кабелях/вантах
Рис. 2.11 - Изгибающие моменты в пролетном строении (все еще
неуравновешенные)
Как получить сбалансированный изгибающий момент?
На рисунке 2.12 отображены 8 основных усилий (изгибающие моменты),
которые необходимо определить при анализе системы.
37
CSM_RU_v.1.0.pdf
Рис. 2.12 – Изгибающие усилия в системе
Для определения этих 8-ми усилий, необходимо наличие 8-ми
настраиваемых случаев загружений LC!
Поскольку у нас есть только 6 настраиваемых загружений LC – действие
предварительно натянутых ванта/кабеля, необходимо ввести в систему еще два
настраиваемых загружения LC. Для этого в систему вводим влияние на систему
прогиба опоры (рис. 2.13).
Рис. 2.13 – Ввод двух дополнительных загружений в расчетную систему
Пожалуйста, примите во внимание то, что загружения LC от действия
предварительно натянутых вант по времени вводится в систему еще до включения
в работу последнего сегмента, и они не могут воздействовать на изгибающий
момент в последнем сегменте! Поэтому вы должны найти настраиваемый случай
загружения LC, который влиял бы на возникающее усилие (момент) MY-B, т.к.
только отклонение/прогиб опоры C влияет на усилие MY-B (рис. 2.14).
38
CSM_RU_v.1.0.pdf
Рис. 2.14 – Влияние прогиба опор на расчетную систему
Наиболее эффективным способом влияния на систему является присвоение
каждому переменному загружению EQLC соответствующее EQBE (см. ниже в
руководстве), чтобы получить общее представление о том, как настраиваемое
загружение LC может наилучшим образом влиять на полученные результаты
анализа! Это способом является наиболее эффективным по сравнению с другими:
Так балки 741 + 746 могут быть настроены только при помощи LC 5083 + 5087
→ значения EQLC и соответствующее ему значение EQBE отображены в одной
строке!
С помощью этих 8-ми настраиваемых случаев загружения v1-v8 в ходе
процесса оптимизации модуль CSM может рассчитать 8 коэффициентов
загружения P1-P8. Теперь зависимости Sik основаны на рассчитанной программой
последовательности выполнения строительных работ по возведению сооружения.
39
CSM_RU_v.1.0.pdf
С учетом этих коэффициентов полный анализ этапов возведения
сооружения повторяется.
При линейном анализе/расчете системы, если не будут удалены элементы,
решения поставленных задач будут получены за один шаг.
При выполнении нелинейного расчета необходимо (например, для висячих
мостов) учитывать взаимосвязь между строительным подъемом и усилиями в
конструкции. Для таких задач расчет строительного подъема выполняется
итерационным методом. Это так же требует не только корректировки результатов
расчета перемещений, но и учета действительных изгибных деформаций
элементов на момент их первой активации.
В конечном итоге после расчета системы мы получаем эпюру
сбалансированных изгибающих моментов (рис. 2.15, рис. 2.16).
Рис. 2.15 – Усилия в пролетном строении
Рис. 2.16 – Усилия в вантах
40
CSM_RU_v.1.0.pdf
Целевыми значениями изгибающего момента являлись 0,0 кНм в пилоне и -
300 кНм в 4-ех точках балки пролета справа от пилона и -500 кНм в боковом
пролете моста!
Цели достигнуты!
Деформации, возникающие в линейных системах со строительным
подъемом, при помощи команды CAMB CS 92 MODE LINE теперь могут быть
легко скорректированы.
Рассмотрим расчет системы за три этапа:
1. Прямой расчет в модуле CSM → действие неблагоприятных усилий +
деформации:
2. Расчет с учетом оптимизационных коэффициентов → усилия OK,
незначительные деформации:
3. Строительный подъем (усилия не меняются) → усилия + деформации OK
В результате мы получаем сбалансированный изгибающий момент во всех
элементах сооружения и нулевой прогиб в момент открытия движения
транспорта!
41
CSM_RU_v.1.0.pdf
Цели достигнуты!
В примере (файл: csm27_suspension_w_nonlopti.dat), представленном ниже,
рассмотрено применение нелинейного метода анализа при расчете подвесного
моста (рис. 2.17).
Рис. 2.17 – Расчетная система (висячий мост)
В примере (файл: csm28_suspension_bridge_real.dat) рассмотрен реальный
висячий мост. Сначала необходимо запустить решение только тех задач, которые
расположены до отметки «End of Part 1» (см. окошке решаемых задач)!
В примере (файл: csm25_equation_cable_removal.dat) демонстрируется
смещение места крепления кабеля/ванта – здесь рассмотрен настоящий
эксплуатируемый мост (рис. 2.18).
42
CSM_RU_v.1.0.pdf
Рис. 2.18 – Расчетная система (конструкция арки)
2.9.3 Оптимизация геометрии сооружения
В большинстве случаев при оптимизации формы/геометрии в модуле CSM
проектировщик думает об обеспечении нулевых перемещениях (0,0 м) на момент
открытия движения = напряженная система под действием нагрузок g_1 и g_2
должна отвечать архитектурным требованиям.
Кроме того, перед проектировщиком может стоять реальная задача
оптимизации геометрии сооружения. При решении подобных задач (задач
оптимизации формы/геометрии сооружения) модуль CSM не участвует!
43
CSM_RU_v.1.0.pdf
Но при помощи функций, вводимых в систему на языке программирования
CADINP, пользователь вполне может решить подобную задачу, связанную с
оптимизацией формы/геометрии сооружения. В примере (файл:
geometry_opti_arch.dat) целью является изогнутый пролет висячего моста под
действием нагрузок g_1 и g_2. В примере (файл: geometry_opti_3d.dat)
рассматривается то же самое, но для объемной криволинейной сжатой арки
пешеходного моста.
2.10 Возведение пролетного строения моста методом продольной надвижки с
применением конвейерно-тыловой сборки
Изменяющиеся условия сопряжения элементов и геометрическая
неизменяемость расчетной схемы при смещении отдельных групп на
произвольной стадии надвижки могут быть, в общем случае, учтены только с
использованием особых контактных элементов, автоматически определяющих
точки соприкосновения с движущейся частью конструкции.
В SOFiSTiK при помощи команды MOVS модуля ASE контактным
элементом может быть объявлена любая пружина, в том числе обладающая
нелинейными характеристиками (работа только на сжатие, зазор, предельная
нагрузка и т. п.).
В момент контакта пролетного строения с несущими элементами
конструкции (опорами) между ними располагаются подвижные пружины
(точечный элемент/point element программы).
Лучшим расположением подвижных пружин в момент контакта элементов
системы является вершина опоры, а сама пружина должны быть установлена
вертикально относительно действия силы тяжести. С учетом того, что было
сказано в первом абзаце, лучше всего будет задать эти пружины в системе не как
соединительные, а как одиночные пружины без узла KE – модуль SOFIMSHA:
SPRI NO KA DZ с увеличением CP 1E7.
44
CSM_RU_v.1.0.pdf
Свойства пружины как контактного элемента определяются одним из
следующих параметров:
NO – порядковый номер пружины;
TYPE – тип контактного элемента (контакт с узлами или QUAD-
элементами);
FROM, TO, INC – значения, определяющие последовательность узлов
или элементов, с которыми возможен контакт;
L0 – начальная (до наступления контакта) длина пружины.
Для полного понимания работы программы просим вас ознакомиться с
файлом csm40_launching_introduction.dat SOFIMSHA-MESH2: в данном примере
пружина, расположенная на верхней части опоры, установлена вертикально и она
даже не связана с узлом балки пролетного строения (рис. 2.19).
Рис. 2.19 – Положение пружинного элемента в расчетной системе
В особых случаях пружины также могут быть заданы как соединительные
пружины, но со вторым узлом KE, например, в случае графического ввода
элемента системы с уклоном – см. файл csm44_incremental_launching_circle_2.dat.
Второй узел KE меняется в процессе надвижки и скольжения по контактной
поверхности, заданной при помощи модуля ASE и команды MOVS.
45
CSM_RU_v.1.0.pdf
2.10.1 Особенности моделирования и расчета процесса продольной надвижки
пролетного строения – советы и рекомендации
Сначала вам необходимо сохранить файл csm40_launching_introduction.dat в
рабочем каталоге. Вы также можете сохранить всю папку с файлами ...
sofistik/201…/ANALYSIS_30/csm.dat в рабочем каталоге, чтобы у вас всегда были
под рукой копии всех необходимых примеров, готовые для запуска расчета.
Далее, необходимо запустить файл с предустановленными модулями AQUA
+ MESH6 + ASE56 + CSM6 + последний, чтобы вы имели представление о том, что
в итоге должны получить и какими вы должны владеть знаниями для
самостоятельного расчета надвижки.
Рис. 2.20 – Управление расчетом системы: расчет в MESH1: Пролетное строение
не опирается
Теперь перейдите к разделу MESH1 входного файла: пролетное строение не
опирается, вам необходимо запустить расчет только SOFIMSHA MESH1, а после
ASE ASE1a.
У вас появится сообщение об ошибке расчета, так как система еще не имеет
опор. Просим вас не обращать внимания на предупреждение, вы должны открыть
модуль аниматор и проверить влияние критических загружений LC 1001-1006.
Для более детальной проверки, пожалуйста, запустите следующий расчет:
ASE ASE1b.
В состав этого расчета добавлен учет динамической жесткости при помощи
команды STEP. Из-за собственного веса система приобретает ускорение,
46
CSM_RU_v.1.0.pdf
действующее в направлении силы тяжести, в одну секунду. Пожалуйста,
проверьте реакцию системы в модуле ANIMATOR. В модуле WINGRAF
отображаются следующие значения vz (рис. 2.21).
Рис. 2.21 – Первые опоры: расчет в MESH2: вертикальная подвижная пружина
Просим вас произвести расчеты в модуле SOFIMSHA MESH2, а также в
модулях ASE2a + ASE2b + ASE2c + WING2 + ASE2d.
Перед тем, как приступать к разбору данного п.п. руководства, вам
необходимо ознакомиться с особенности задания подвижных пружин и ввода их в
расчетную систему. В отдельных пружинах мы рекомендуем задать
вертикальные, продольные и поперечные вращения.
Первый ASE запускает ASE2a сразу после SOFIMSHA, что приводит к
свободному падению. Только тогда, когда влияние движущейся пружины
определяется с помощью ASE2b, ASE2c найдет требуемый контакт с опорой. Все
пружины должны искать контакт на пути от узла #firstnode до узла #last_node.
Чтобы удостовериться в том, с каким узлом балки была установлена связь, вам
необходимо обратиться к отчетному файлу (в начале отчета), в котором
представлены результаты анализа системы в модуле ASE ASE2c:
MOVS-elem 9001 node 1001 contactfactor 1.00 ->on node 1 2 L= 2.500
MOVS-elem 9002 node 1002 contactfactor 1.00 ->on node 11 10 L= 2.500
MOVS-elem 9003 node 1003 contactfactor 1.00 ->on node 21 20 L= 2.500
Из отчетного файла видно, что подвижная пружина 9001 действительно
установила 100% контакт между узлом 1 + 2. На эпюре MY, также взятой из
отчетного файла (модуль WINGRAF), показано действие корректного
изгибающего момента, при определении значения которого учтена часть
47
CSM_RU_v.1.0.pdf
внутреннего изгибающего момента, возникающего от действия загружения в
балке 1 (рис. 2.22).
Рис. 2.22 – Эпюра изгибающего момента MY в балке 1
При расчете в ASE2c снова использовали дополнительную динамическую
жесткость. Без использования данного параметра при последующем расчете в
ASE2d возникает ошибка. Проверка в модуле ANIMATOR показывает отсутствие
горизонтальной и вращательной опоры.
Стабильная система/геометрически неизменяемая система с ограничением
движения по горизонтали – TRAN: расчет в MESH3:
Просим вас произвести расчеты в модуле SOFIMSHA MESH3, а также в
модулях ASE3a + ASE3b + ASE3c + ASE3d.
На данный момент пролетное строение моста также соединено в
продольном и поперечном направлении с верхней частью опоры (опорной
частью) при помощи следующей команды: ASE-MOVS-L0 = TRAN.
Преимущество использования параметра L0 = TRAN заключается в том, что
вы можете использовать один и тот же пружинный элемент для реализации всех
видов опорных частей. Обратите внимание, что, например, положение пружины
11001 было задано в направлении DX 1. Но из-за параметра L0 = TRAN видно, что
пружина не пытается установить контакт с балкой в направлении оси x,
48
CSM_RU_v.1.0.pdf
программа пытается установить поперечную связь (перпендикулярно балке)
между #firstnode и #last_node. Программой всегда выбирается ближайший к
пружине узел балки. Из отчета видно, что пружинный элемент 11001 выбрала
только узел 1:
MOVS-elem 11001 node 1001 contactfactor 1.00 ->on node 1 L= 1.000
Запомните: подвижная пружина 9001 является главной пружиной (без L0 =
QUER), а также она связана с точкой внутри балки 1!
Можно сделать вывод, что поперечные пружины с учетом L0 = TRAN
работают более просто, так как они используют только один узел для
установления контакта с элементом расчетной системы. Но они могут справиться
с возникающим в процессе работы системы дополнительным моментом из-за
эксцентричности действия контактного усилия.
Для проверки устойчивости опор в модуле ASE3b также рассчитывается
влияние собственного веса в направлениях x и y на расчетную систему в целом.
Вы также должны протестировать контакт при помощи анализа собственных
частот колебаний – см. описание ASE3c. Вы также собственноручно можете
запустить проверку нестабильности связи (в случае возникновения реальной
нестабильности связи проверка запускается автоматически) - см. описание ASE3d.
С реальной горизонтальной направляющей: расчет в MESH4:
Просим вас произвести расчеты в модуле SOFIMSHA MESH4, а также в
модулях ASE4a + LOAD4 + ASE4b + WING4 + ASE4c.
На данном этапе поперечный контакт создается с использованием более
точной реальной подвижной пружины без влияния параметра L0 = TRAN. Для
этого мы устанавливаем узел 7000 ... горизонтально рядом с контактной
направляющей (точка привязки балки = верх центр/top centre). Далее соединяем
его с опорной частью и теперь можно ввести в систему реальную подвижную
пружину без учета L0 = TRAN (L0 #dhmovs [m]) и задать направление, в котором
49
CSM_RU_v.1.0.pdf
данная пружина будет работать, при помощи команды SOFIMSHA SPRI DY -1
(рис. 2.23).
Рис. 2.23 – Поперечная связь балки пролетного строения с опорной частью
В действительности направляющая (путь надвижки) находится на нижней
части сечения, что уместно только при возникновении явления кручения из-за
действия на данный элемент системы горизонтальных нагрузок. Разбор решения
данной задачи представлен в главе «2.10.2 Расчет аванбека». Оптимальное
использование смотри файле с примером
csm44_incremental_launching_circle_2.dat.
Контрольные случаи загружения LC 1 + 2 + 3 в модуле ASE4b
удовлетворяют все требования. В составе загружении LC 901 тестируется одна
горизонтальная нагрузка. Группа горизонтальных контактных подвижных пружин
(Group 12) теперь не дает мгновенного эксцентриситета – эксцентриситет
возникает только при эксцентрической связи узлов 7000.. В модуле WING4
производится проверка результатов: сумма моментов MZ у основания опор
равняется 400 кНм (100 кНм • 4 м) (рис. 2.24).
50
CSM_RU_v.1.0.pdf
Рис. 2.24 – Эпюры моментов MZ опор
Далее на последнем этапе расчете в модуле ASE ASE4c анализируется
(тестируется) первая наводка. При помощи команды модуля ASE LAUN расчетные
элементы группы 1 смещаются в отрицательном направлении x (рис. 2.25).
Рис. 2.25 – Процесс надвижки пролетного строения в ПК SOFiSTiK
51
CSM_RU_v.1.0.pdf
Одной из опций расчетного модуля SOFiSTiK ASE является опция переноса
LAUN, допускающая выполнение в пространстве модели как параллельного
переноса, так и поворота вокруг произвольной оси определенных пользователем
групп элементов.
Перемещение заданной группы элементов может быть описано с
использованием следующих параметров (рис. 2.25):
GRP — выбор групп элементов, к которым применяется текущая
команда (согласно правилам записи SOFiSTiK допускаются
перечисления вида «1,2,3,4,...» или последовательности вида «(1 5
1)»);
DX, DY, DZ — параллельный перенос группы GRP на заданное
расстояние вдоль координатной оси;
XM, YM, ZM — координаты, определяющие точку пересечения оси
поворота с одной из перпендикулярных ей координатных плоскостей
(допускается одновременное указание только двух параметров);
NR1 и NR2 — указатели на существующие узлы, образующие
произвольно-ориентированную ось вращения;
PHI — угол поворота в радианах.
Рис. 2.26 – Основные способы переноса элементов командой LAUN: а –
параллельный перенос; б – поворот в плоскости XZ; в – поворот вокруг заданной
оси
52
CSM_RU_v.1.0.pdf
Для особых задач возможна произвольная комбинация указанных видов
перемещений при помощи последовательных записей, разделяемых командой
LAUN – 1, например:
LAUN GRP 71 PHI 0.4 YM 3 ZM 3 $ Поворот параллельно плоскости YZ
LAUN –1
LAUN GRP 71,72 PHI 0.3 XM 0 YM 0 $ Последующий поворот параллельно XY
Фактически с использованием команды LAUN можно описать произвольные
кинематические перемещения как конструкций пролетных строений, подвижных
или плавучих опор, так и монтажных приспособлений, стреловых и деррик-
кранов, поворотных рам, тележек и т. п. Полученные в результате расчета
перемещения узлов расчетной схемы измеряются от смещенного положения для
заданной группы элементов.
Для проверки уже использованной точки контакта пролета с опорой в
процессе надвижки, вы можете использовать отчет о результатах анализа системы
в ASE (необходимая информация представлена в начале отчета). На последнем
этапе надвижки, со значением параметра dx = -7,0 м, пружинный элемента 9003 не
смог найти точку контакта, т.к. он еще не достиг границ опоры №3:
MOVS-elem 9001 node 1001 contactfactor 1.00 ->on node 4 3 L= 2.500
MOVS-elem 9002 node 1002 contactfactor 1.00 ->on node 13 14 L= 2.500
MOVS-elem 9003 node 1003 contactfactor 0.000 ->on node 21 L= 2.500
Недостаточно места под установку подвижных опор/катучих опор: расчет в
MESH5:
Просим вас произвести расчеты в модуле SOFIMSHA MESH5, а также в
модулях ASE5a + ASE5b, а после возникновения ошибки при расчете в модуле
ASE5b запустите расчет в ASE5c.
Все элементы и характеристики первой опоры просто копируются
несколько раз, а затем устанавливаются на местах расположения катучих опор.
Вместо 3-ех опор программой в систему вводиться 17 – см. STO # nmovs 17. Для
53
CSM_RU_v.1.0.pdf
элементов пролетного строения активна только первая группа (Group 1). На
данный момент для анализа и расчета первых этапов возведения сооружения
группа элементов системы 2 (Group 2) еще не активна. Первые три этапа
возведения системы (загружение LC 101-103) при ее расчете в модуле ASE5b
показывают соответствующую (реальную) реакцию катучих опор. Однако,
система при действии загружения LC 104 – выдвижение пролета на dx = -32,00 м;
нестабильна. При последующем тестовом прогоне системы в модуле ASE5c LC
904 с учетом параметра динамической жесткости STEP 1 dt 1.0, программа
сообщает нам о причине нестабильности системы: недостаточно места для
устройства надвижных тележек/катучих опор, что в результате приводит к
разрыву связи группы 1 (Group 1) с опорой №1 (рис. 2.26).
Рис. 2.27 – Пример нестабильности системы при надвижке пролетного строения
После проведения всех рассмотренных ранее расчетов вы должны
просчитать систему в модуле CSM5, а затем ввести в систему +apply (знак –apply
вы можете собственноручно изменить на +apply!). Без учета параметра
динамической жесткости системы расчет в модуле CSM приведет к ее
нестабильности. Учитывая данное условие можно сделать вывод, что данный
параметр вводится только с целью тестирования и испытания расчетной системы:
CTRL ASE TEXT ’step 1 dt 1’ $ Параметр динамической жесткости системы при
тестировании ее в модуле CSM
54
CSM_RU_v.1.0.pdf
В результате вы получаете всю необходимую информацию о проблеме
опирания пролета при надвижке.
Заключительный этап расчета надвижки: расчет в MESH6:
Просим вас произвести расчеты в модуле SOFIMSHA MESH6, а также в
модулях ASE56 + CSM6 + (знак –apply вы можете собственноручно изменить на
+apply!).
Группа элементов 1 (Group 1) была превращена в 1 более удлиненный
элемент. Учитывая данное преобразование системы, в процессе надвижки элемент
группы 1 (Group 1) достигает опоры 2 до того, как он (пролет) сместиться с
катучих опор (рис. 2.27).
Рис. 2.28 – Преобразованная расчетная система
Далее вам необходимо открыть модуль ANIMATOR и кликнуть по
следующим подпунктам системы:
- реакция системы на загружение LC 4100;
- установить размерность постоянных значений;
- в поле ‘величина/magnitude’ ввести требуемое вам значение значение,
например 20;
- установить скорость анимации до нуля (введи значение 0 или
используй красный ползунок);
- после переключите на загружения LC 4100 …
55
CSM_RU_v.1.0.pdf
2.10.2 Расчет аванбека
Самое важное при расчете аванбека является то, что подвижные пружины
всегда будут находить контакты с узлом балки. Если в действительности балка
скольжения (путь надвижки) располагается горизонтально, то с учетом этой
конструктивной особенности в расчетную систему необходимо ввести
горизонтальную узловую контактную линию с номерами узлов от #firstnode до
#last_node.
В предыдущем примере точка привязки сечения пролетного строения была
расположена сверху – top centre. Обычно такую привязку разумно использовать
при проектировании пролетного строения моста с вутами или локальными
утолщениями. Обычно аванбек также имеет утолщение, но не в конце а у самого
его основания.
Если нижняя грань аванбека направлена под небольшим уклоном вверх,
чтобы помочь обеспечить скольжение и подъем пролета на следующую опору, то
и контактные узлы MOVS должны быть расположены также с учетом уклона
нижней грани аванбека. Возникающие вертикальные перемещения в модуле
ANIMATOR искажают действительную картину деформаций и смещений. В связи
с этим мы рекомендуем вам установить в модуле ANIMATOR значение 1, чтобы
вы имели представление о более реальной картине работы сооружения. Также в
большинстве случаев требуется проведение нелинейного анализа системы, иначе
это может привести к тому, что с последующей опоры может быть сброшен
аванбек – в действительности это соответствует случаю, когда пролет еще не
перекрыт.
Что касается линейного анализа, то возможны следующие варианты его
проведения:
В файле с примером csm42_incremental_launching.dat узловая линия
контакта находится поверх пролетного строения, а сечения аванбека свисают
далеко за пределами верхней узловой линии пролетного строения. Начало этих
сечений обозначается 0-0:
56
CSM_RU_v.1.0.pdf
Реальный вид
сечения
Балки +
эксцентричные
сечения
Узловая линия
+ MOVS
В файле с примером csm44_incremental_launching_circle_2.dat сечения
аванбека также свисают достаточно далеко за пределами верхней узловой линии
пролетного строения. Кроме того, под нижней частью пролетного строения
необходимо задать две отдельных друг от друга балки скольжения (пути
надвижки). Они соединены между собой при помощи жестких балок (соединение
не реагируют на вращение LAUN). Недостатком этих балок скольжения является
то, что дополнительный внутренний момент, возникающий в зоне контакта
внутри балок, добавляется в систему только в нижней части скользящих, а не в
самом пролетном строении. Этого не достаточно для расчета, так что используйте
при проектировании короткие балки! Однако, задание балок скольжения далеко за
пределами пролетного строения очень приближено к действительности:
Реальный вид
сечения
57
CSM_RU_v.1.0.pdf
Балки +
эксцентричные
сечения
Узловая линия
+ MOVS
В файле с примером csm45_launching_precamber.dat рассмотрена
нелинейная надвижка пролетного строения. На конструкции аванбека в данном
примере особо внимание не акцентируется. Узловая линия контакта лежит сверху
над пролетным строением:
Реальный вид
сечения
Балки +
эксцентричные
сечения
Узловая линия
+ MOVS
В файле с примером csm46_launching_nose_nonlinear.dat конструкция
аванбека учитывается так же, как и в предыдущем случае, но узловая линия
контакта проходит уже в нижней части пролетного строения. Все сечения заданы,
начиная с отсчетной точки 0-0, расположенной в нижней части:
Реальный вид
сечения
58
CSM_RU_v.1.0.pdf
Балки +
эксцентричные
сечения
Узловая линия
+ MOVS
Все рассмотренные ранее варианты достаточно корректно описывают
реальную картину происходящего при надвижке пролетного строения. Однако,
наиболее правильным в нашем случае вариантом, если говорить о соответствии
действительности, является вариант №2 – система с двумя отдельными друг от
друга балками скольжения, расположенными под пролетным строением. Однако,
необходимо соблюдать некую предусмотрительность, когда вы задаете в системе
сечение для скользящих балок и соединительных элементов (жесткие балки).
Просим вас в достаточной мере ознакомиться с вводным файлом (файлом с
примером).
2.11 Расчет в модуле CSM
2.11.1 Суперпозиция и концепция проектирования/проектное решение
При небольших изменениях в коде расчетной системе модуль CSM
способен произвести ее быстрый расчет. Увеличение скорости расчета связано с
тем, что наиболее важные параметры проектируемого сооружения (элементы
GPC) уже заданы совместно с этапами его возведения. При использовании
стандарта EN-1992 вводные команды ACT и DESI используются при расчете и
проектировании предварительно напряженных конструкций.
После предварительного анализа системы запускается CSM DESI Check
Print (просмотр отчетного чертежа/схемы). На отчетном чертеже отображаются
значения наиболее важных результирующих параметров, которые уже были
рассмотрены в руководстве ранее!
59
CSM_RU_v.1.0.pdf
Для более подробного ознакомления с особенностями расчета системы в
модуле CSM просим изучить данные файлы с примерами:
Система из стержневых элементов (BEAM): csm31_design.dat;
Система из плоских элементов (QUAD): csm32_slab_design.dat.
GPC: основной подход, используемый в модуле CSM при хранении
результатов расчета GPC этапа возведения (G – собственный вес, P –
предварительное напряжение, C – ползучесть + усадка), рассмотрен в п.п. 2.4
(рис. 2.1) данного руководства. Также модуль CSM позволяет вывести следующие
случаи загружения:
Обзор случаев загружения
Общие перемещения системы на этапе CS и начальные усилия: LC 4000;
Различные перемещения системы и начальные усилия в системе: LC 5000;
AQB Внутренние напряжения от влияния ползучести и усадки материала: от LC
6000;
Результирующие напряжения в системе после AQB-LCST анализа: от LC 7000;
7000ff: анализ значения осевого/нормального усилия в предварительно напряженном
элементе с учетом ползучести и усадки материала:
→ WINGRAF beam normal force LC 7000ff (нормальное усилие в балке от действия
загружения LC 7000ff)
Суперпозиция и концепция проектирования:
Первая пресуперпозиция – при первом анализе системы в модуле MAXIMA
(рис. 2.28) переменные воздействия (action) объединяются без учета параметров
GPC (G – собственный вес, P – предварительное напряжение, C – ползучесть +
усадка).
При редкой (нормированной) комбинации воздействий RARE возникающие
усилия max-min сохраняются в составе пресуперпозиции KOMB ... TYPE Y_1
совместно с загружениями LC 1141-1152. Некоторые из загружений LC 1161-1172
состоят из следующих комбинаций воздействий: комбинированный подвижной
60
CSM_RU_v.1.0.pdf
состав + ветровое воздействие без учета температуры – вводится также при
помощи команды TYPE Y_1; в некоторых загружениях, включенных в LC 1141-
1152, наоборот, учитывается влияние температуры без ветрового воздействия.
При учете ветрового воздействия без влияния подвижного состава создается еще
одна пресуперпозиция Y_1 (например, случай загружения LC 1181-1192).
При следующем расчете системы в модуле MAXIMA создается
окончательная комбинация воздействий RARE, включенных в состав загружений
LC 1121-1132, с учетом всех суперпозиций Y_1 и постоянных воздействий GPC (G
– собственный вес, P – предварительное напряжение, C = C + S – следует из
анализа этапов возведения сооружения – модуль CSM).
Точно таким же образом в модуле MAXIMA создаются предварительные и
конечные варианты комбинаций воздействий: при нечастом загружении (Y_2 LC
1200ff), при частом загружении (Y_3 LC 1300ff), при постоянном загружении (Y_4
LC 1400ff) и, если необходимо, при вводе в расчетную систему давления в 0,689
Н/см2 для определения сил реакции (Y_9 1900ff). При расчете коэффициентов
надежности по нагрузке GAMU включительно, вместе с загружением LC 2100.ff
создается комбинация воздействий DESI (суперпозиция Y_D). Это позволяет
произвести более упрощенную проверку диапазона допустимых напряжений FATI
с учетом действия на систему загружения LC 2500.ff.
Эти конечные комбинации воздействий непосредственно используются для
расчета плоских QUAD элементов системы, например расчет системы в модуле
BEMESS – LF DESI.
При использовании предварительно напряженных или композитных
элементов часть загружений GPC должны быть включены в этапы возведения
рассматриваемого элемента расчетной системы (netto, ideell). Учитывая данную
особенность, часть загружений GPC должны быть введены в модуль AQB
отдельно, например, LC 5010 TYPE 'G_1' CT CS0 REF PART. Значения, описанных
в системе загружений LC, складываются в строку-команду: #include loadca_aqb.
Далее в систему добавляются соответствующие переменные воздействия (action)
61
CSM_RU_v.1.0.pdf
с подготовленными возможными их комбинациями от Y_1 до Y_D, например,
COMB MAXR LC1 G LC2 P LC3 C LC4 Y_1 1.0 LCST.
Комбинации воздействий, введенные в расчетную систему при помощи
модуля AQB и необходимые для графических проверок значений усилий и
напряжений, хранятся вместе с COMB LCST. Для обозначения этих комбинаций
используется следующая схема:
ОБЗОР СОЗДАННЫХ ЗАГРУЖЕНИЙ И РАСЧЕТНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Условные обозначения загружения:
1100 = редкая комбинация 1700 + 9700 = на этапах строительства
1200 = нечастая комбинация
1300 = частая комбинация
1400 = постоянная комбинация 1800 + 9800 = на этапах строительства
1900 = 1,0 суперпозиция
2100 = расчетная комбинация 2200 = на этапах строительства
2500 = случайная комбинация
2600 = землетрясение
2800 = Усталостное загружение LM3 2900 = Увеличенный диапазон напряжений LM1
Модуль WINGRAF: при выводе результатов анализа суперпозиции (модуль
MAXIMA) обозначение загружения LC начинаются с MAX или MIN значения, все
остальные обозначения берутся из комбинаций, заданных в модуле AQB! Только в
случае ввода в систему комбинаций BEAM-AQB обозначающий номер загружения
LC разбивается следующим образом:
10-ые
номера:
00 = 100% предварительное напряжение
70 = 75% предварительное напряжение 75% → LC 9000 ...
90 = 90% предварительное напряжение 90% → LC 9000 ...
10 = 110% предварительного напряжения
20+30 = 90% усталостные явления от предварительного
напряжения LM1 + LM3 → 9000 ...
62
CSM_RU_v.1.0.pdf
1-ые номера: 0+1 = максимальное/минимальное значение, расчет по I состоянию
5+6 = максимальное/минимальное значение, расчет по II
состоянию
Учитывая данную особенность нумерации загружений LC, для комбинаций
загружений AQB-LCST получаются следующие номера: (9000… номера
загружений от предварительного напряжения, отличного от 100%-ого, расчет
этапов возведения сооружения с номерами + 400) – см. таблицу ниже.
Комбинация Предварительное
напряжение I состояние II состояние
max LC min max LC min
SLS редкая
(нормированная)
комбинация
Pk,inf 90%
Pm 100%
Pk,sup 110%
9190
1100
1110
9191
1101
1111
9195
1105
1115
9196
1106
1116
SLS нечастая
комбинация
Pk,inf 90%
Pm 100%
Pk,sup 110%
9290
1200
1210
9291
1201
1211
9295
1205
1215
9296
1206
1216
SLS частая
комбинация
Pk,inf 90%
Pm 100%
Pk,sup 110%
9390
1300
1310
9391
1301
1311
9395
1305
1315
9396
1306
1316
63
CSM_RU_v.1.0.pdf
Усталостные
явления в сварном
шве и соединениях
Диапазон
напряжений в
соединении LM1
“ LM3 в середине
пролета
“ LM3 в опоре
Pk,inf 75%
Pk,inf 90%
Pk,inf 90%
Pk,inf 90%
9370
9320
9330
9340
9371
9321
9331
9341
9375
9325
9335
9345
9376
9326
9336
9346
SLS постоянная
комбинация
Pk,inf 90%
Pm 100%
Pk,sup 110%
9490
1400
1410
9491
1401
1411
9495
1405
1415
9496
1406
1416
9000- LC for 10-th numbers > 20!
ULS [desi] Pm 100% - - 2105 2106
2.11.2 Обработка данных расчетной системы с учетом принципа
суперпозиции
На рисунке 2.29 показано, как комбинация переменных
воздействий/суперпозиция Y_1 ... Y_D используются в обоих из представленных
ниже случаях:
конечная комбинация воздействий/суперпозиция, включающая GPC
загружения (2. MAXIMA) (опорные реакции);
окончательный расчет в AQB.
64
CSM_RU_v.1.0.pdf
Рис. 2.29 – Обработка данных расчетной системы
2.11.3 Расчет системы
После задания предварительных комбинаций воздействий (суперпозиция)
расчет системы может быть запущен при помощи команды CSM DESI. В
результате, все возникающие от действия этих комбинаций усилия могут быть
корректно перенесены в расчетные модули для дальнейшей работы.
65
CSM_RU_v.1.0.pdf
После задания предварительных комбинаций воздействий вы вначале всегда
должны запускать расчет CSM DESI Check Print (просмотр отчетного
чертежа/схемы). На отчетном чертеже отображаются значения наиболее важных
результирующих параметров, которые уже были рассмотрены в руководстве
ранее!
Для более подробного ознакомления с особенностями расчета системы в
модуле CSM просим изучить данные файлы с примерами:
Система из стержневых элементов (BEAM): csm31_design.dat;
Система из плоских элементов (QUAD): csm32_slab_design.dat.
2.11.4 Почему для задания комбинаций воздействий/суперпозиции
используются модули AQB и MAXIMA?
Почему модуль AQB: потому что различного рода усилия могут
воздействовать на поперечное сечение элемента конструкции на разных этапах
его возведения:
1. Пост- и преднапряжение расчетного элемента (P) и собственный вес
конструкции (G_1) воздействуют на участок поперечного сечения элемента, в
пределах которого расположен незаполненный раствором арматурный канал.
При таких условиях дополнительных изменений напряжений в арматурном
пучке не происходит. (Предполагается, что, созданное в арматурных пучках
балки напряжение, способно приподнять ее с поверхности опалубки, что в
результате приведет к активации собственного веса балки G_1);
2. Дополнительный собственный вес (G_2) воздействует на сечение элемента уже
после заполнения арматурных каналов раствором (арматурные пучки
включены в работу), что приводит к изменениям напряжений в арматурных
пучках. Учитывая данную особенность работы системы, перед запуском
расчета вы не должны сочетать воздействия G_1 и G_2! После задания
предварительных комбинаций (суперпозиции) невозможно будет выделить
66
CSM_RU_v.1.0.pdf
эффект от влияния на систему каждого конкретного воздействия – G_1 или
G_2!
3. Кроме того, в композитных/составных сечениях собственный вес G_1 обычно
воздействует на часть, выполненную из стали, а собственный вес G_2
воздействует на часть сечения, выполненного из композитной стали и бетона.
4. Процесс ползучести и усадки (C) в материале создает внутренние напряжения,
которые не могут быть учтены в модуле MAXIMA. В композитном сечении
процесс усадки создает растягивающее напряжение в бетоне и сжимающее
напряжение в стали, а значения внешних усилий N и MY равны нулю. Потеря в
предварительно напряженных элементах созданного напряжения по причине
влияния процесса ползучести и усадки связано только с внутренним
напряженным состоянием расчетного элемента, в данном случае значения
внешних усилий N и MY также равны нулю (без учета влияния побочных
эффектов) - см. рисунок 2.1 в п.п. 2.4 данного руководства.
5. Все переменные загружения LC, которые воздействуют на конечное сечение,
могут быть предварительно введены в систему в составе модуля MAXIMA,
например, Y_D (расчет по Eurocode команда CSM-DESI - см. файл с примером
csm31_design.dat).
Почему модуль MAXIMA: потому что модуль AQB работает только со
стержневыми элементами:
Для всех остальных элементов, таких как пружины, кабели или плоские
элементы (QUAD) и опорные реакции, в ПК SOFiSTiK сечения не задаются, так
что они могут быть введены в модуль MAXIMA без учета каких-либо
промежуточных этапов их возведения. Плоские элементы могут быть
непосредственно сконструированы с учетом результирующих усилий,
полученных в модуле MAXIMA (арматурные пучки в плоских элементах
работают иначе, чем в балочных элементах).
67
CSM_RU_v.1.0.pdf
2.11.5 Первичный и вторичный эффект от действия предварительного
напряжения
Как правило, в системе можно ввести 2*2 фактора влияния
предварительного напряжения на систему. Для каждого типа сочетания (A и B) в
ПК SOFiSTiK возможно введение двух различных воздействий:
Тип A: различные факторы rsup, например, при проверке ослабления
натяжения в арматуре
1. ACT P_0: при предварительном натяжении или для напряженной
арматуры, расположенной в арматурном канале и не залитой
раствором: rsup = 1,05 и rinf = 0,95;
2. ACT P_1: при натяжении арматуры на бетон (постнапряжение) с
обеспечение ее сцепления с бетоном: rsup = 1.10 и rinf = 0,90.
Тип B: Разделение первичного и вторичного эффекта от действия
предварительного напряжения
1. ACT PB: первичный эффект от действия предварительного
напряжения;
2. ACT ZP: вторичный эффект от действия предварительного
напряжения (перераспределение напряжений).
Из-за некоторых особенностей работы программы используются только эти
обозначения!
Модуль CSM может проанализировать эти два набора воздействий и
автоматически использовать их при расчете комбинаций в модуле AQB:
для типа A модуль CSM использует набор из воздействий P_0 и P_1
модуль CSM запись для модуля AQB, например,. COMB ... LC1 P_0 0.95 LC2 P_1 0.90
см. файл csm3_P_0_P_1.dat → первый прогон PROG CSM → CTRL PKIN 0.95 V2 0.90
(проверка ослабления натяжения)
для типа B модуль CSM использует набор из воздействий PB and ZP
модуль CSM запись для модуля AQB, например, COMB ... LC1 PB 0.90 LC2 ZP 1.00
68
CSM_RU_v.1.0.pdf
см. файл csm31_design.dat → последний прогон CSM → DESI FAT PAR3 0.9 PAR4 1.00
(анализ усталостного нагружения согласно EN1992-1-1 5.10.9)
Учитывая все особенности, которые были рассмотрены ранее, при расчете
системы не допускается сочетать типы A и B. При ручном вводе не допускается
сочетать воздействия P_0 и P_1 с PB и ZP.
При запуске расчета в модуле AQB COMB ... LC1 P всегда учитывают
совместное влияние воздействий P_0 + P_1 с учетом первичного и вторичного
эффекта.
69
CSM_RU_v.1.0.pdf
3 ОПИСАНИЕ КОМАНД ВВОДА
3.1 Язык ввода
Ввод всех нижеприведенных команд выполняется на языке
программирования CADINP (см. общее руководство по ПК SOFiSTiK: «Basics»).
Геометрическая и статическая системы уже должны быть сохранены в базе
данных программы.
Программа различает 3 категории единиц измерения:
mm Фиксированные единицы. Соответствуют рассматриваемой
единице измерения.
[mm] Явная единица. Значения, которые вводятся по умолчанию в
указанных единицах. Также возможно явное присвоение
соответствующей единицы определенному значению (например,
2.5 [м]).
[mm]1011 Неявная единица. Неявные единицы относятся к категории
семантических единиц и обозначаются соответствующим
идентификационным номером (показан зеленым цветом).
Допустимые категории, относящиеся к единице "длина", являются,
например, геодезическая высота, длина и толщина сечения. Ед.
измерения, устанавливаемые программой по умолчанию для
каждой категории, определяются текущим активным
(соответствует выбранным ранее нормам и правилам при
проектировании) рядом единиц измерения. Этот ряд, как было
сказано ранее, может быть изменен (команда PAGE). Указанная в
квадратных скобках единица измерения, по умолчанию,
соответствует ряду 5 (Eurocodes, NORM UNIT 5).
70
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.2 Ввод данных в расчетную систему
Команда Параметры
CTRL OPT VAL TEXT
LAUN
CS
GRP
GRCS
WAIT
LC
CAMB
CREP
DEPS
GRP
NO
LAUN
NO
FAC1
NO
NO
NO
CS
MNO
MNO
DX
TYPE
LAU2
ICS1
ICSD
CS
FROM
TYPE
MODE
GRP
GRP
DY
T
FACV
ATIL
PHIF
FACS
TO
ICS1
GAP
PHI
CS
DZ
RH
CANT
HFIX
QUEA
FACL
ATIL
EPS
DPHI
XM
TEMP
TITL
BEDD
QEMX
DEFQ
DEPS
YM
NCRE
SITU
NO_L
PROB
TO
ACT
DESI
DESB
TYPE
TYP
PAR6
CS
FOR
ETYP
PAR7
SLSF
PAR1
PAR8
PAR2
PAR9
PAR3
PUNC
PAR4
PAR5
BOX
SCAL
SELE
EXPO
XMIN
GDIV
DISP
AQ_S
BEAM
YMIN
BEAM
SIGD
X
ZMIN
BEAN
QUAS
BOUN
XMAX
LOAD
YMAX
QU_M
ZMAX
QU_N
GRP
QU_S
EQLC
EQUU
EQPP
NO
NO
CS
NO
CS
TYPE
UX
ADD
PX
ADD
UY
TOL
PY
TOL
UZ
PZ
PHIX
MX
PHIY
MY
PHIZ
MZ
71
CSM_RU_v.1.0.pdf
EQBE
EQIT
NO
MZ
ITER
X
ETYP
FMAX
N
CS
VY
ADD
VZ MT MY
ECHO OPT VAL
Команды HEAD, END и PAGE более подробно описаны в общем
руководстве SOFiSTiK: «FEA/STRUCTURAL Installation and Basics».
72
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.3 CTRL – Управление расчетом
См. также: CS
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
OPT Управляющие команды:
DL AUTO = автоматическая активация
собственного веса EGZ
NO или 0 = без “
по умолчанию = AUTO
BEAM AQB = C + S через AQB
ASE = C + S в ASE
TBEA = T-beam концепция
по умолчанию = зависит от
расчетной системы
CREP STAN = стандартная ползучесть
без учета влияния отдельного значения
ползучести, которое возникает от действия
части нагрузки
RCRE = действительная
ползучесть, значения ползучести
рассчитываются индивидуально для
каждой части нагрузки (обратная
ползучесть). (введено в программу начиная
с версии SOFiSTiK 2016 для всех
элементов расчетной системы).
RBEA = обратная ползучесть
только для балок (2014)
по умолчанию = RCRE
LIT
LIT
LIT
AUTO
-
RCRE
73
CSM_RU_v.1.0.pdf
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
EIGE Анализ значений ползучести
EN10, MC90, MC10 или SUM, см. в
руководстве к модулю AQB – CTRL EIGE
по умолчанию = зависит от
свойств материала
Что касается команды CTRL
EIGE V2 SAFE V3 0:3, то параметр 0:3
может быть установлен при помощи
команды AQB STEU EIGE SAFE.
RELZ AUTO = автоматическая
релаксация напряжений в арматурных
пучках
NO или 0 = без релаксации
по умолчанию = AUTO
CANT добавление новых элементов:
0 = в состав расчетной системы
1 = с исходным уклоном
2 = навесной монтаж
3 = с жесткой заделкой
11+12 каждый отдельный узел
описание: см. ниже
по умолчанию = 12
CAST одновременной действующие
загружения LC:
1 = создать эти загружения LC
0 = нет (для уменьшения
количества результатов = по умолчанию)
-
LIT
-
-
-
AUTO
12
0
74
CSM_RU_v.1.0.pdf
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
PROB управление расчетом системы в
ASE-SYST-PROB:
LINE – линейный анализ
NONL – нелинейный анализ
TH3 – анализ системы по
теории третьего порядка
См. также CS PROB
V2: количество итераций
V3: допуски TOL
V4: FMAX (см. в ASE)
(CTRL PROB TH3 v2 120 v3 0.02)
NMAT управление расчетом системы
в ASE-SYST
NMAT c YES
ASE Общий контроль ввода
параметров в ASE при помощи команды
TEXT, например, CTRL ASE TEXT ’CTRL
ITER 3’
Файл с примером:
csm21_eqation_cable_stayed.dat
ASE2 Команда TEXT вводится после
ASE-GRP
AQB Общий контроль ввода
параметров в AQB при помощи команды
TEXT
BEME Общий контроль ввода
параметров в BEMESS при помощи
команды TEXT
LIT
LIT
-
-
-
-
LINE
NO
-
-
-
-
75
CSM_RU_v.1.0.pdf
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
FILE Имя созданного файла
HEAD Заголовок ввода в ASE + AQB
вводится при помощи команды TEXT
EMOD Метод увеличения жесткости
бетонных элементов системы
AUTO – автоматически
NO или 0 – отключен
-
-
LIT
-
-
AUTO
SVRF см. в руководстве AQB команда
CTRL SVRF
Учет армирования при
ползучести и усадки бетона
B_G1 сохранение этапов возведения
сооружения как тип G_1
GAMC особенности влияния переноса
ползучести и усадки бетона в конечном
расчете элемента по методу предельных
состояний.
Параметры -1, -2 смотри ниже
PLC начальные условия на первом
этапе возведения CS – первичное
загружение LC
PKIN ввод параметра Pk, inf для
арматурных пучков (CSM-DESI)
Выбор значения параметра V2
для P_1 смотри ниже
PKSU ввод параметра Pk, sup
INCI = 0: ввод текста для чтения
= 1: включает ввод блоков
-
LIT4
-
-
-
-
-
1.0
YES
1.35
(BS 1.40)
0
-
-
0
76
CSM_RU_v.1.0.pdf
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
STOR Варианты хранения
результатов: Команды ввода:
+1: AQB-LCST 7000 напряжения
+2: настройки группы
элементов для модуля DYNA
+4: одиночный расчет в
MAXIMA + ASE
+64: не удаляет старые
загружения LC
V2 = 0: не сохраняет первичный
и вторичный эффект от предварительного
напряжения
LCEQ номер загружения LC для
решения уравнения
CABL = 0: не включать в систему
автоматические загружения LC “удаление
кабельного элемента”
TEST расчет этапов возведения,
находящихся в пределах от … до … (CTRL
TEST 10 120)
VAL = от …
V2 = до …
V3 = этап ползучести: да/нет =
1/0
С помощью команды CTRL
TEST ANI последовательность возведения
конструкции может быть проверена
заранее. В таком случае загружения LC
-
-
-
-
*
1999
1
-
77
CSM_RU_v.1.0.pdf
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
создаются только с данными о группе
элементов, но в действительности они не
рассчитаны
VAL
V2
V3
V4
Значение параметра
2-ое возможное значение параметра
3-е возможное значение параметра
4-ое возможное значение параметра
-
-
-
-
-
-
-
-
TEXT Ввод в состав команд CTRL ASE и CTRL
AQB
- -
CTRL BEAM TBEA
Данная команда используется для расчета систем, состоящих из плит
перекрытия, включающих встроенные балки, которые работают по принципу T-
beam, заложенному в ПК SOFiSTiK. Затем в модуле AQB рассчитываются
внутренние потери в поперечном сечении элемента, которые возникают по
причине влияния предварительного напряжения. В таком случае кривая
ползучести не берется из модуля AQB, а вычисляется в модуле ASE, так как
именно в ASE возможно изменить жесткость балки, согласно принципу T-beam,
заложенному в ПК SOFiSTiK.
CTRL EMOD – Увеличение жесткости бетонных элементов системы
При помощи модуля CSM теперь можно рассчитать скорректированный
температурой возраст бетона T1 по методу CEBFIP 1990 (2.1-87) и записать
полученное значение параметра T1 в состав команды ASE GRP. Возраст бетона
GRP...T0 необходимо отрегулировать значением температуры! Затем в модуле
ASE учитывается увеличение значения параметра жесткости в соответствии с
использованными нормами проектирования, что в результате отображается на
отчетном графике, построенным модулем ASE.
78
CSM_RU_v.1.0.pdf
CTRL B_G1 – Сохранение этапов возведения сооружения как тип G_1
Всем этапам возведения CS может быть приписан тип G_1. Это позволяет
создать в системе суперпозицию.
Вводная команда NO позволяет закрепить этап возведения B за типом B, а
не за типом G_1. Команда CTRL B_G1 YES в режиме по умолчанию сохраняет
этапы возведения как тип G_1, что позволяет впоследствии избежать проблем при
расчете системы в модуле MAXIMA.
CTRL GAMC – Особенности при рассмотрении реакции опорного момента,
возникающего по причине влияния ползучести материала
При проектном положении двух отдельных пролетов, главной причиной
возникновения изгибающего момента в средней опоре является явление
ползучести. В итоговом предельном состоянии системы данное усилие следует
рассматривать как G с учетом влияния неблагоприятного для системы параметра
GAMU = 1,35 (1,40 по стандартам Великобритании). Таким образом, статически
неопределимые части ползучести и усадки активируются в системе (балочная
конструкция в итоговом предельном состоянии) при помощи команды GAMC, но
при условии, если в системе имеется хоть один этап возведения B или различные
GRP ICS1! В случае если в системе по причине влияния на нее ползучести и
усадки не происходит перераспределения собственного веса, то при помощи
команды CTRL GAMC можно установить другой коэффициент, например, 1,0.
При вводе команды CTRL GAMC -1, при анализе влияния статически
неопределенной части ползучести и усадки, не учитываются коэффициенты
запаса GAMU-GAMF. Эти значения затем берутся из заданных в системе
воздействий C (actions C).
Ввод команды CTRL GAMC -2 отвечает за учет полной ползучести
поперечного сечения.
CTRL PLC – Начальные условия на первом этапе возведения CS – первичное
загружение LC
79
CSM_RU_v.1.0.pdf
Данная команда позволяет задать первичный случай загружения PLC на
первом этапе возведения сооружения CS.
CTRL PKIN – Ввод параметра Pk,inf для арматурных пучков
Например, команда CTRL PKIN 0.95 используется для создания
предварительного напряжения с учетом непосредственного сцепления арматуры с
бетоном.
Значение по умолчанию 0,90 соответствует поздней заливке арматурного
канала раствором. Аналогичным образом вводится и параметр Pk,sup: Pk,sup = 1,05
при CTRL PKIN 0.95. В особых случаях параметр Pk,sup также можно вводить при
помощи команды CTRL PKSU. Параметра PKIN в большинстве случаев
используется при параметре P, в других случаях при P_0. При помощи параметра
V2 можно определить значение для CS..TYPE = P_1. Файл с примером:
csm3_P_0_P_1.dat.
CTRL STOR – Варианты хранения результатов
+1: сохраняет все результирующие значения напряжений [расчет в AQB-
LCST] (7000 случаев загружения LC – см. файлы с названием …_csm) 1 =
сохранить, 0 = не сохранять;
+2: сохраняет характеристики группы элементов (модуль ASE), например,
для сохранения собственных частот группы элементов, приписанных
определенному этапу возведения CS (модуль DYNA). Смотри файл с примером
csm34_stage_design.dat.
+4: в файлах …_desi.dat представлен одиночный расчет системы в модуле
MAXIMA.
+64: не удаляет старые загружения LC, возникающие на этапах возведения
сооружения. По умолчанию удаляются старые загружения, которые были введены
в систему в составе неиспользуемых этапов возведения.
80
CSM_RU_v.1.0.pdf
CTRL PROB NONL
При нелинейном анализе системы можно задать число итераций при
помощи параметра V2, например, команда CTRL PROB NONL V2 120
соответствует 120-ти итерациям.
CTRL CANT
Добавление новых элементов в систему:
0: в положении системы;
1: с исходным уклоном, но с расчетом на увеличение консольной части
сооружения;
2: навесной монтаж:
3: Иногда возникают случаи, когда консольная часть состоит из нескольких
элементов, например, из двух параллельных балок. В результате, сборная
консольная часть не подходит к уже возведенной части сооружения (потому что
это приводит к деформациям). В действительности новый элемент должен
соответствовать геометрическим параметрам уже возведенной части сооружения.
Команда CTRL CANT 3 позволяет программе принять новую часть сооружения –
образовать один элементный блок (возведенная часть сооружения + новая часть
элемента). Сначала анализируется проектное состояние системы CS + 10000, где
новая часть сооружения предварительно деформирована. Предварительно
81
CSM_RU_v.1.0.pdf
заданные деформации соответствует деформациям, которые возникают в стыке
прикрепления. Пример: csm7_cant_3.dat.
11+12: как 1 + 2, но новая часть конструкции добавляется не как элементный
блок, а присоединение осуществляется в месте каждого отдельного узла системы.
Данный метод позволяет с учетом всех особенностей (деформаций) уже
возведенного участка системы ввести новую часть, например, на
деформированной ферменной конструкции, возвести накладную плиту.
82
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.4 LAUN – Метод надвижки
См. также: CS
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
GRP
DX
DY
DZ
XM
YM
ZM
NR1
NR2
PHI
NO_L
Номер группы элементов, которые должны
быть смещены/сдвинуты
Смещение в виде единичного вектора.
Затем ввод значения смещения в составе
команды CS-TAKT осуществляется в м.
Координаты центра окружности для
задания вращения вокруг глобальной оси
системы
Опорные узлы для задания вращения
вокруг свободной оси
PHI = 1 для вращений. Затем ввод угла
поворота происходит в CS-TAKT в
радианах
Номер процесса надвижки
1 надвижка с одной стороны
2 надвижка со второй стороны
-
-
-
-
[м]1001
[м]1001
[м]1001
.-
-
[-]3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
С помощью команды LAUN можно определить направление надвижки при
помощи параметров DX, DY, DZ для группы элементов GRP. Параметры DX, DY,
DZ должны вводиться в виде единичных векторов длиной 1.0. На каждом этапа
возведения дистанция, на которую выдвигается элемент, задается в [м] командой
CS LAUN. Для криволинейной надвижки сооружения в плоскости XY необходимо
задать центры вращения при помощи параметров XM, YM и PHI = 1. Другие
способы задания криволинейной траектории надвижки представлены в
руководстве ASE-LAUN.
83
CSM_RU_v.1.0.pdf
Подробное описание и учебные материала можно найти в руководстве CSM:
Теоретические основы – п.п. 2.10.1.
Чтобы запустить параллельное движение элементов сооружения (с правой и
левой стороны), в систему необходимо ввести две команды LAUN: NO_L 1 и 2. На
определенных этапах возведения (команда CS) дистанции, на которые
выдвигаются элементы, могут быть заданы при помощи команд LAUN и LAU2.
Файлы с примерами:
Примеры использования команды
LAUN Файлы с примерами
Введение в теорию надвижки csm41_launching_principle.dat
Главный пример csm42_incremental_launching.dat
Опоры, используемые при надвижке
криволинейного пролета
csm43_incremental_launching_circle.dat
Надвижка криволинейного пролетного
строения
csm44_incremental_launching_circle_2.dat
Надвижка предварительно
искривленной балки
csm45_launching_precamber.dat
Нелинейные связи csm46_launching_nose_nonlinear.dat
Нелинейный анализ csm47_nonlinear_test.dat
Введение в теорию надвижки в ASE movs_incremental_launching_principle.dat
→ Обзор примеров → Сводка результатов анализа
представленных выше примеров
84
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.5 CS – Этапы возведения сооружения
См. также: LC, LAUN
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
NO
TYPE
T
RH
TEMP
NCRE
PROB
LAUN
LAU2
Номер этапа возведения сооружения (1-
9998)
Тип этапа возведения
Расчетная продолжительность этапа
возведения
Относительная влажность
ARID = 30% сухой воздух
INTE = 50% влажность внутри
помещения
TEMP = 70% умеренная влажность
TROP = 90% тропики или морской
климат
Температура бетона
Разбиение этапов ползучести
Контроль расчета только выбранного
этапа строительства ASE-SYST PROB
LINE Линейный анализ системы
Расстояние, на которое выдвигается
элемент на этапе возведения: LAUN
NO_L 1
Расстояние, на которое выдвигается
элемент на этапе возведения: LAUN
NO_L 2
-
LIT
дни
%
[градусы]1215
-
LIT
[м]1001
[м]1001
1
B
0.0
80
20
1
-
-
-
85
CSM_RU_v.1.0.pdf
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
FACV
CANT
ICS1
FACP
TITL
Начальные деформации, учитываемые
при задании этапа возведения элемента
конструкции
Временная настройка системы,
необходимая для задания этапа
возведения, см. команду CSM CTRL п.п.
3.3
Этап преднапряжения элемента
Часть преднапряжения от значения ICS1
– см. файл с примером
csm31_partial_prestress.dat
Название этапа возведения
-
-
-
-
LIT24
-
-
NO
-
-
Данная таблица содержит все необходимые, по крайней мере, этапы
возведения с подробным их описанием. Для задания этапов ползучести материала
необходимо использовать дополнительный параметр, характеризующий
расчетный период ползучести, а также параметры относительной влажности
воздуха и температуры бетона.
Основные принципы нумерации этапов возведения были рассмотрены в п.п.
2.2.
TYPE:
G_1 или G Набор прочности бетона
например, размещение нового элемента системы (пружинный
элемент, кабельный элемент)
Будет активировано действие собственного веса (→CTRL DL)
D_1 или D В случае проектирования по нормам AASHTO (вместо G_1 или G)
86
CSM_RU_v.1.0.pdf
C Этап ползучести
Команда NCRE позволяет задать определенное количество
отдельных этапов процесса ползучести в зависимости от ее
(ползучести) продолжительности (требуется, чтобы избежать
слишком большого значения delta-phi за один этап)
C_1 Для анализа ползучести до пропуска подвижной нагрузки
(применяется во всех расчетах)
C_2 для анализа ползучести от передачи действия подвижного состава
(применяется только в случае неблагоприятного воздействия)
K, K_1 и K_2 Используется только при проектировании по немецким нормам
DIN 4227
CR,
CR_1…CR_4
Ползучесть и усадка, согласно нормам AASHTO
P, P_0…P_4 Предварительное напряжение
Позволяет отдельно рассмотреть случаи предварительного
напряжения, как при немедленной заливке раствором, так и при
заливке после создания преднапряжения. Вы можете использовать
типы P_0 и P_1 вместо P и определить соответствующие факторы
при помощи команды CTRL PKIN VAL ... V2 ...
PS,
PS_0…PS_4
Создание предварительного напряжения, согласно нормам
AASHTO
SL Кратковременная нагрузка без учета влияния ползучести
(эта подвижная нагрузка будет удалена сразу – следующие случаи
загружения не будут введены на этом этапе, так как будет
перенесено действие от первичного случая загружения (PLC)
G_2 активация нагрузки с учетом влияния ползучести –
дополнительный собственный вес
ZC Этап для ввода дополнительной ползучести от воздействия
подвижной нагрузки. В отличие от типа G_2 или B эта часть
применяется только для анализа этапа ползучести и усадки
87
CSM_RU_v.1.0.pdf
материала. Данный тип этапа не добавлен в расчет! Каждое
загружение LC ... TYPE ZC должно соответствовать CS TYPE ZC,
потому что дифференцированное загружение CS + 5000 не может
совместно воздействовать с собственным весом, предварительным
напряжением или другими загружениями, возникающими от
влияния ползучести материала в конструкции. См. файл с
примером: csm31_design.dat
B Этап возведения сооружения CS
Например, активация или удаление временных опор, в результате
чего активируется краткосрочная строительная нагрузка
При расчете системы в модулях MAXIMA или AQB учитываются
загружения на этапах типа B. Расчет аналогичен тому, как
рассчитывается система при действии на нее загружения G_1,
также при расчете с помощью DESI.
R Давление от грунта, применяется также как в R_1, R_2 ...
Ввод команды PROB LINE позволяет запустить линейный анализ этапа
возведения. Команда CTRL PROB TH3 вводится для запуска нелинейного анализа
других этапов возведения.
При помощи команды CS ... FACV 0 начальные деформации, необходимые
для задания этапа возведения, могут быть приравнены 0. Таким образом,
горизонтальная плоскость плоскость может быть задана в начале надвижки.
Возможные деформации, например, при надвижке арки, могут быть
проигнорированы. На самом деле влияние опор, используемых при надвижке, на
систему также сглаживается.
88
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.6 GRP – Группы элементов
См. также: CAMB
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
NO
ICS1
ATIL
ASTI
HFIX
BEDD
SITU
T0
Номер группы
ALL или - : все группы
Первая активация жесткости группы
элементов на этапе возведения №…
Активен до этапа возведения ... (по
умолчанию: активен до момента t)
Жесткость активна до момента … (EQIT
– кабель не удаляется) (по умолчанию:
активен до момента t)
Шарниры закреплены на этапе
возведения ...
(по умолчанию: шарниры всегда
активны)
Плоские QUAD элементы основания
активированы в …
(по умолчанию: элементы основания
всегда активны)
Активация нагрузки в бетоне на участке
сечения – AQUA CS (SITU ≥ ICS1)
(по умолчанию: активна сразу)
Расчетный возраст бетона при демонтаже
опалубки
(при 200C)
-
-
-
-
-
-
-
d
ALL
!
-
-
-
0
*
7
89
CSM_RU_v.1.0.pdf
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
TS Нельзя принимать во внимание начало
усадки – усадку на этапе TS-T0! При
необходимости установите T0 = TS = 3.
Значение TS > 3 обычно не имеет
смысла.
d 3
FAC1
ICSD
PHIF
QUEA
QEMX
FACD
Коэффициент жесткости для активации
первой группы элементов
Номер этапа возведения, в котором
должен быть активирован собственный
вес группы элементов (ICSD ≥ ICS1)
Коэффициент ползучести пружинных
элементов и элементов основания
1.0 пружинные элементы также
ползут
Контролирование процесса ввода см. в
руководстве к модулю ASE: команда
GRP2
Контролирование процесса ввода см. в
руководстве к модулю ASE: команда
GRP2
Фактор собственного веса (используется
при двух расчетах системы в модуле
CSM, см. ниже в руководстве)
-
-
-
-
1.0
ICS1
1.0
-
90
CSM_RU_v.1.0.pdf
В данной таблице отображены последовательность ввода параметров в
расчетную систему и свойства этапов возведения. Если в первой строке команды
GRP отсутствует значение параметра NO (номера группы), то все введенные
значения других параметров будут приписаны всем группам элементов расчетной
системы.
Примеры:
Примеры использования команды
GRP Файлы с примерами
Введение csm1_4span_centering.dat
Явление ползучести материала csm2_simplecreep.dat
Предварительно напряженная
конструкция моста
csm31_design.dat
Сборная предварительно
напряженная железобетонная балка
csm3_composite_beam.dat
Предварительно напряженные
плоские элементы
csm4_quad_singlespan.dat
Предварительно напряженные
плоские QUAD элементы моста
csm32_slab_design.dat
Навесное возведение/сборка
сооружения
csm5_free_cantilever.dat
Поэтапное строительство сооружения csm9_multistorey1.dat
Сталежелезобетонные конструкции csm12_composite_activation.dat
Устройство плоского элемента
(плиты) на железобетонной балке
csm13_quad_weight_lar_activation.dat
91
CSM_RU_v.1.0.pdf
Сводная информация о других примерах:
Примеры использования команды
GRP Файлы с примерами
Введение → GRP
Продольная надвижка пролётного
строения моста с применением
конвейерно-тыловой сборки
→ LAUN
Оптимизация процессов → EQLC
T0-TS:
Для моделирования процесса усадки программа (последняя версия) по
умолчанию устанавливает значение параметра TS 3 (3 дня), при новом вводе
команды GRP ... TS данное значение можно изменить – модуль CSM. Физическая
усадка материала начинается именно через 3 дня (TS 3). Анализируемые
интервалы процесса ползучести и усадки начинаются со значения T0 (время
действия загружения). Поэтому на первом анализируемом интервале ползучести и
усадки, заданном значениями от T0 до T0 + T, процесс усадки, заданный
значениями от TS до T0, не рассматриватся! Это верно при стандартном
предварительном напряжении с последующей заливкой раствора в арматурные
каналы, где начальная потеря напряжения C + S начинается с момента T0. По этой
же причине в общее значение усадки не включена усадка в момент от TS до T0!
В сталежелезобетонных сечениях необходимо учитывать первую часть
усадки – интервал от ТS до начала действия нагрузки. Для этого вы должны
ввести параметры T0 = TS = 1 день: смотри файл с примером
steel_composite_orto.dat.
Для бетонной плиты, расположенной на сборных балках, значение
параметра T0 может иметь не слишком маленькое значение, так как бетон в этот
момент будет еще слишком слабым для восприятия собственного веса G_1 или
предварительного напряжения P. Поэтому, в примере csm3_composite_beam.dat
92
CSM_RU_v.1.0.pdf
параметры T0 = 3 и TS = 1 заданы для группы элементов 10 – group 10. Полностью
корректным также может быть ввод T0 = TS = 1 (1 день), который соответствует
расчету первой активации балок без учета собственного веса (GRP FACD), затем в
расчет добавляется учет этапа ползучести, например, равный 7-ми дням, а затем
активируется собственный вес плиты G_1, а после добавляется влияние
предварительного напряжения P.
SITU:
При наличии в конструкции поперечных сечений с дополнительными
монолитными элементами, возводимых непосредственно на месте строительства
конструкции, дополнительный собственный вес (вес монолитного элемента)
можно активировать на более поздних этапах возведения при помощи параметра
SITU, но дополнительная жесткость при этом не учитывается. При значении
параметра SITU > ICS1 полный вес сечения активируется на этапе, определенный
параметром SITU. При значении параметра GRP SITU -1 вес части сечения может
быть активирован на предыдущем этапе (CS x-1) до активации жесткости
элемента.
Файл с примером: csm12_composite_acti.
Расчет участков сечений в модуле AQUA на этапах CS 1, CS 21 и CS 51:
Значение параметра GRP SITU -1 активирует учет веса части сечения AQUA-CS-21
уже на 20-м этапе возведения, а вес части сечения AQUA-CS-51 уже на 50-м этапе.
Значение параметра GRP SITU -5 позволяет активировать вес на этапе CS x-5 до
этапа активации жесткости.
Если собственный вес элемента необходимо активировать позже: при помощи
команды GRP SITU 10000 + n можно активировать собственный вес части
сечения на n этапов позже, относительно этапа, на котором была активирована
жесткость.
93
CSM_RU_v.1.0.pdf
FACD:
Если вы уже произвели расчет системы в модуле CSM на момент проверки
эксплуатационной надежности сооружения (SLS), то дальнейший расчет вы
можете продолжить при помощи команды USM CSM:
CTRL PLC 4100 $ предыдущий этап SLS используется в расчете как 1-ый этап
(пример)
CTRL STOR +64 $ старый этап возведения не удаляется
CS 4900 $ новый этап возведения ULS
GRP ... FACD 1.35 $ фактор собственного веса 1.35
LC ... FACT 1.50 $ фактор внешних нагрузок 1.50
Второй расчет системы в модуле CSM не учитывает этап ползучести.
Случаи загружения LC, которые уже были учтены при первом расчете в модуле
CSM, могут не учитывать температурных нагрузок, а также нагрузок,
возникающих от действия предварительного напряжения или деформаций!
Арматурные пучки, расположенные в балочных элементах, в данном случае не
рассматриваются.
94
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.7 GRCS – Особые возможности программы, используемые при возведении
групп элементов
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
NO
CS
FACS
FACL
Номер группы элементов
Номер этапа возведения
Фактор жесткости
0 = группа удалена
Фактор нагрузки, взятый из первичного
случая загружения PLC
изучите руководство ASE-GRP
0 = элемент не воспринимает влияние
напряжений или нагрузку, возникающих
от действия первичного загружения PLC
(без учета напряжений)
-
-
-
-
!
!
1
1
Удаление группы элементов без использования команды EQLC с
последующим повторным их использованием:
GRP 21 ICS1 40
GRCS 21 CS (60 69 1) FACS 0 $ удаление группы
Из данного ввода следует, что на 70-м этапе возведения группа элементов
21 (GRP 21) активируется повторно.
Восстановление кабельного элемента в расчетной системе без
использования команды EQLC до ввода действия нового усилия:
GRCS 31 CS 210 FACS 1E-9 FACL 0 ; LC 210 ICS1 210
95
CSM_RU_v.1.0.pdf
(кабельный элемент включен в группу 31 (GRCS 31), новое усилие от действия
предварительно натянутого кабеля включено в состав случая загружения 210 (LC
210)).
ВНИМАНИЕ: не используйте параметр GRCS-FACL в сочетании с
системой уравнений EQLC. В таком случае всегда используйте кабельные
элементы со 100% жесткостью и вводите в систему настраиваемый случай
загружения LC с целевым значением усилия в кабеле, равным 0. Данные условия
необходимы для удаления кабельного элемента из системы!
Вам необходимо ознакомиться с файлом csm25_equation_cable_removal.dat.
96
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.8 WAIT – Неактивные фазы ползучести
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
NO
FROM
TO
Номер группы элементов
Номера этапов возведения, в пределах
которых протекает неактивная фаза
ползучести
-
-
-
!
!
!
При помощи команды WAIT отдельные группы элементов могут быть
определены, как невосприимчивы к явлению ползучести – not-creep-active.
Данную особенность можно использовать для введения в систему временного
сдвига относительно последовательности этапов возведения сооружения.
Например, если в действительности вам необходимо построить устой/опору
за 85 дней, в которые входят 40 этапов и 20 этапов ползучести, а за 100 дней - 2
устоя/опоры, возводимых на протяжении 40 этапов и 20 этапов ползучести, то вам
необходимо задать 60 + 60 = 120 этапов.
При анализе системы в модуле CSM вы можете: возводить устои/опоры
параллельно (60 этапов), а затем учесть этап ползучести, который включен в
вариант возведения за 100 дней, при котором только первая опора/устой сползает,
а вторая опора/устой находится в ожидании. Таким образом, вы получаете
правильную модель возведения обоих устоев/опор. Если вы продолжите таким же
образом и присоедините рычаги системы, то первая опора будет возведена за 85 +
100 дней, а вторая только за 85 дней, что соответствует действительности, а вам
необходимо возвести обе опоры всего за 60 + 1 этап – это условие позволит
оптимизировать расчет → меньше загружений LC, уменьшенная база данных,
более быстрый анализ.
97
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.9 LC – Загружения
См. также: CS
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
NO
TYPE
ICS1
ATIL
FACT
Номер загружения
Устаревший параметр, не имеет никакого
эффекта. Во время действия нагрузки на
систему решающими параметрами
являются ICS1 и TAIL. Важным
параметров в CS является TYPE
Этап возведения, на котором вводится
действие первой нагрузки
Активация до этапа строительства …
По умолчанию: до момента времени t
В составе команды TYPE SL ввод
параметра ATIL = ICS1 является
обязательным.
Фактор действия нагрузки
-
LIT
-
-
-
1
-
NO
1
Таблица загружений позволяет определить дополнительные нагрузки
(например, дополнительный собственный вес G_2), рассмотренные в модуле CSM,
а также определить, когда нагрузки активированы в системе. Для большей
ясности целесообразно использовать тот же номер, что и у загружения LC, и у
этапа возведения CS.
98
CSM_RU_v.1.0.pdf
Параметр загружения TYPE не имеет никакого влияния на расчетную
систему и может быть использован только в качестве заголовка. Данный параметр
TYPE используется только в составе команды CS.
В этой таблице загружений LC учтены только дополнительные нагрузки,
нагрузки, возникающие от действия предварительного напряжения,
рассчитываются автоматически в соответствии с заданным номером, который был
введен в систему при помощи команды TENDON ... CS ICS1. Используемые
нагрузки, возникающие от действия предварительного напряжения, будут
отображены в отчетной документации модуля CSM, а затем они могут быть
проверены.
Нагрузки могут быть введены в систему несколько раз, например, если
фактор действия нагрузки (параметр FACT) увеличен:
LC 901 ICS1 41 ATIL 60 FACT 0.40
LC 901 ICS1 61 ATIL - FACT 1.00
или в случае, когда действие кратковременной нагрузки должно быть разбито на
несколько этапов:
CS 101 TYPE SL ; LC 902 ICS1 101 ATIL 101
CS 121 TYPE SL ; LC 902 ICS1 121 ATIL 121
CS 141 TYPE SL ; LC 902 ICS1 141 ATIL 141
Что касается нумерации нагрузок, то необходимо изучить п.п. 2.2 данного
руководства.
99
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.10 CAMB – Анализ строительного подъема
См. также: GRP
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
CS
MODE
GAP
TABN
TABB
TABC
TABV
TABF
Номер этапа возведения
Режим анализа:
LINE линейный анализ
EQIT оптимизация внутренних
усилий и моментов с одновременным
анализом строительного подъема
Действие команды устарело
Протокол анализа строительного
подъема:
Выбор узлов (по умолчанию: все)
Выбор граничных элементов (по
умолчанию: узлы)
Выбор этапов возведения (по
умолчанию: все)
Выбор результирующих значений
1 = vx, 2 = vy, 3 = vz, 4 = phix, 5 =
phiy, 6 = phiz
Формат отображения:
1 номера CS справа, номера узлов внизу
2 другой способ
-
LIT
-
-
-
-
-
-
LINE
*
-
*
3
1
100
CSM_RU_v.1.0.pdf
После запуска анализа системы в модуле CSM этап возведения сооружения
(загружения от LC 4000 …) может быть определен как нулевой этап - zero-target-
stage (CAMB CS). Есть два возможных типа анализа системы:
MODE LINE: Файл с примером: csm26_precamber_spanbyspan.dat
На линейный анализ строительного подъема не влияют внутренние усилия
и моменты. Таким образом, деформации от загружений LC 4000 ... могут быть
непосредственно изменены. Для проверки копии оригинальных загружений LC
4000 ... включены в загружения LC 14000 ...
MODE EQIT: Файл с примером: csm29_precamber_nonl.dat
Оптимизация значений внутренних усилий и моментов с одновременным
анализом строительного подъема. В данном примере включена полезная
информация и предпосылки для проведения анализа строительного подъема.
Для расчета полезно сначала активировать элементы системы без учета их
собственного веса, чтобы была возможность получить значения высотных
уровней для размещения опалубки. Для более поздней активации собственного
веса группы элементов используется команда GRP ICSD.
Для более детального ознакомления с процессом анализа строительного
подъема, необходимо изучить п.п. 2.8 данного руководства.
101
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.11 CABL – Проверка угла анкеровки кабельного элемента
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
LC1
LC2
TYPE
Номер загружения LC, используемый для
проверки угла анкеровки: от LC1 до LC2
Тип загружения
FULL загружение LC включает в
себя собственный вес и предварительное
напряжение
DIFF только разница с постоянным
загружением
-
-
LIT
-
-
FULL
Используются все существующие случаи загружения от LC1 до LC2.
Допускается ввод нескольких положений кабеля (рис. 3.1). В загружении LC1
первое введенное положение кабеля характеризует его постоянное состояние (в
последующих положениях может появиться постоянное загружение LC).
Рис. 3.1 – Положения кабеля для проверки угла анкеровки
102
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.11.1 Главная плоскость
В первой таблице отображены значения углов прикрепления кабельных
элементов к главной плоскости (плоскость s-z).
В расчете учитывается три положения. Красным цветом показаны
возможные соответствующие перемещения в системе (рис. 3.1).
a1 Вращение кабельного элемента на угол α. Команда SYST GDIR NEGZ
(глобальная ось z направлена вверх) – останавливает вращение вверх на
угол α, команда SYST GDIR POSZ – вращение вниз на угол α! Подвесная
балка вращается вокруг локальной оси t, см. рис. 3.2 и 3.3
a2 Угол провисания кабеля. Значение отклонения кабеля, равное a2A сверху,
совпадает с отклонением, равное a2E снизу (без учета знака): a2E = 4 · fz /
(l-xy)
a3 Вращение подвесной балки или пилона при закрепленном положении
кабеля (вращение в узлах прикрепления)
Направление s – закрепление кабеля в направлении от узла A к узлу E
Для подвесов глобальная ось s указывает на локальную ось x конечного узла
Вращение в направлении “+” на угол α соответствуют увеличению координаты
z в направлении оси s и увеличению подвесов в направлении локальной оси u
Используются только формулы для напряженного кабеля → a2A = -a2E
Если из расчета в ASE-TH3 в системе возникает нелинейное провисание
кабеля, то оно учитывается при последующем расчете
Исходя из значений нормальных/осевых усилий для анализа линейных
загружений LC fz используется параметр Н0
Для этого анализа используется только собственный вес, действие которого
направлено вдоль оси z
Кроме параметра TYPE DIFF, в состав линейных загружений LC должны
входить собственный вес и предварительное напряжение
103
CSM_RU_v.1.0.pdf
Горизонтальное провисание кабеля также включено в состав загружения, если
оно доступно (ветровая нагрузка рассчитывается в BASE-TH3)
Реальный наклон конца кабеля к главной плоскости, который учитывается в
загружении LC:
(в приведенном выше рисунке глобальная ось z пересекает плоскость AE – так в
систему вводится расстояние h (рис.3.1):)
в начальном узле A: реальный наклон кабеля αA = ATAN(+-h/(l-xy)) + a1 – a2E
в конечном узле E: реальный наклон кабеля αE = ATAN(+-h/(l-xy)) + a1 + a2E
Так как нас интересует только разница между местами прикрепления кабеля
с пролетным строением tn, то значение параметра вращения a3 должно быть
вычтено. Также актуально сопоставление диапазона углов вращения с другими
загружениями LC. Учитывая данный факт, часто бывает так, что большое
значение параметра ATAN (+- h/(l-xy)) не отображается в расчетных формулах daA
и daE, и в результате мы получаем:
в начальном узле A: daA = +a1 – a2E – a3E = изменение места крепления
кабеля для случая загружения
в конечном узле E: daE = +a1 + a2E – a3E. (по сравнению с углом в системе
ATAN (+ - h / (l-xy)))
Вместе со значением для постоянного загружения LC вы получаете все
необходимые значения для главной плоскости (минимальные и максимальные
значения параметров также доступны пользователю).
3.11.2 Главная и поперечная плоскость, направление перекоса
В отдельной таблице также отображены значения поперечных углов из-за
явлений, возникающих в поперечной плоскости, и связей с главной плоскостью. В
данной задаче снова рассматривается три положения системы, но теперь в
локальной системе координат ss-t-u кабеля. Пример решения данной задачи
104
CSM_RU_v.1.0.pdf
представлен в файле csm21_cable_anchorage_angle_3d.dat, в котором на кабель
No. 14001 воздействует ветровая нагрузка в поперечном направлении:
Направление ss – закрепление кабеля в направлении от узла A к узлу E
Направление оси u перпендикулярно оси ss, проходящей вдоль глобальной оси
Z
Для подвесов глобальная ось u указывает на локальную ось x конечного узла
ось t является локальным поперечным направлением
Горизонтальное провисание кабеля также включено в состав загружения, если
оно доступно (ветровая нагрузка рассчитывается в BASE-TH3)
Рис. 3.2 – Положение систем координат в расчетной системе (расчетная система
SYST GDIR NEGZ; узел закрепления/подвеса A = верхний узел системы)
Пожалуйста, обратите внимание, что положение локальной оси t зависит от
начального и конечного положения места крепления кабеля. В расчетной системе
SYST GDIR POSZ положение локальной оси t подвеса направлена в
противоположном направлении относительно локальной оси t ванта/кабеля (рис.
3.2). Вращение на угол α для положений системы a1, a2, a3 всегда направлено в
противоположную сторону относительно локальной оси t.
105
CSM_RU_v.1.0.pdf
Рис. 3.3 – Положение систем координат в расчетной системе (расчетная система
SYST GDIR POSZ; узел закрепления/подвес A = верхний узел системы)
Теперь в отчетной таблице представлена разность значений углов
отклонения в направлениях осей u и t относительно постоянного положения
системы, см. значения в столбцах “daperm” и “dtperm”.
Значения параметров а1, а2, а3, da и daperm такие же, как и при вращении
главной плоскости (вращение на угол α происходит в направлении от оси ss до u =
противоположное направление локальной оси t),
значения параметров t1, t2, t3, dt и dtperm характеризуют вращения плоскости в
поперечном направлении t (вращение на угол α происходит в направлении от оси
ss до t = положительное направление вокруг оси u).
Благодаря комбинированному провисанию кабелей в направленях осей u и t
может произойти максимальное изменение угла перекоса, представленного в
столбце "skew". Это значение угла соответствует постоянному положению
системы.
106
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.12 CREP – Параметры ползучести
См. также: DEPS
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
MNO
GRP
PHI
EPS
DEFQ
T0
TS
Номер материала
Номер группы элементов
Фактор влияния ползучести
Коэффициент усадки (отрицательное
значение)
Расчетная толщина элемента плоскости
QUAD
Отдельное значение, например, для
добавленного бетона на этапе возведения
элемента системы
“Значение параметра TS > 3 обычно не
используется”
-
-
-
-
[м]1001
d
d
!
-
*
*
1.40·h
-
-
При помощи команды CREP пользователь может задать значения
ползучести и усадки. После программа оценивает рассчитанные значения с
учетом введенных пользователем значений ползучести усадки. Процентное
распределение влияния ползучести по этапам возведения остается. Без ввода
данного значения программа рассчитывает систему исходя из свойств материала и
сечения.
Плоские QUAD элементы: без прямого ввода значения параметра CREP ...
DEFQ, модуль CSM рассчитывает его усредненное значение исходя из расчетных
толщин всех QUAD элементов каждой группы. Практически во всех случаях из-за
107
CSM_RU_v.1.0.pdf
расположения верхнего плоского (quad) слоя в подобных условиях (плохой
контакт с воздухом) расчетная толщина для quad элементов устанавливается
равной 1,40·h, по умолчанию.
Расчетная толщина поперечных сечений балок может быть изменена в
составе команды AQUA ... SV – DEFF.
108
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.13 DEPS – Ввод дополнительной ползучести и усадки
См. также: CREP
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
MNO
GRP
CS
DPHI
DEPS
RH
Номер материала
Номер группы элементов
Номер этапа возведения сооружения
Фактор влияния ползучести delta-phi
(∆φ)
Коэффициент усадки (отрицательное
значение) delta-eps (∆ε)
Специальное значение влажности
элемента
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
При помощи команды DEPS для отдельных этапов возведения CS можно
задать дополнительные значения ползучести и усадки. Например, для учета
особенностей поведения материала, возникающих при наборе прочности,
пользователь может ввести дополнительное значение усадки. Программа
SOFiSTiK добавляет все значения параметров, заданные пользователем, к
параметрам, которые были рассчитаны внутри системы. Анализ дополнительно
введенного параметра PHIP осуществляется заранее! Если рассматриваемая
команда не введена в систему на этапе CS, то ее значение добавляется на первом
этапе возведения, когда возводимый элемент вводится в системе первый раз! Без
ввода команд MNO или GRP система учитывает все значимые для нее элементы.
Просим вас обратить внимание на дополнительные результаты, которые
приведены в отчетной документации модуля CSM.
109
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.14 ACT – Дополнительные воздействия
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
TYPE
FOR
Тип воздействия
Расчетный этап, на котором вводится
дополнительное воздействие:
SLS проверка эксплуатационного
состояния (2 группа предельн.
состояний)
ULS проверка системы по ее
предельным значения (1 группа
предельн. состояний)
FAT требуемый анализ процессов
усталостного разрушения, возникающих
при действии модели загружения 3 (load
model 3)
ACCI анализ системы при действии
случайного воздействия
EARQ анализ системы при влиянии
на нее землетрясения
по умолчанию: CODE
Модуль CSM пытается в
автоматическом режиме установить
значение параметра FOR,
обусловленного выбранными нормами
проектирования, но только при тех
воздействиях, которые рассмотрены
ниже.
LIT
LIT
!
CODE
110
CSM_RU_v.1.0.pdf
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
SLSF
В большинстве случаев параметр
FOR задается пользователем
собственноручно
Фактор предельного состояния системы
по критерию ее пригодности к
нормальной эксплуатации при действии
собственного веса G_2 и G_3
-
1.0
Команда ACT позволяет ввести в систему дополнительные воздействия для
их учета в расчете. Файл с примером: csm31_design.dat.
Реальные воздействия, возникающие при эксплуатации сооружения, для
автоматического их ввода, исходя из выбранных норм проектирования FOR =
CODE:
L_U Подвижная нагрузка UD (DIN)
L_T Совмещенное движение транспортных средств (DIN)
ZL Торможение и центробежная нагрузка
ZQ Дополнительная нагрузка от подвижного состава
T Температурное воздействие
ZF Предполагаемая осадка грунтового основания (FOR = SLS)
SF Возможная осадка грунтового основания (FOR = ULS)
ZW Ветровая нагрузка W при движении подвижного состава
SW Ветровая нагрузка W без движения подвижного состава
FAT Воздействие усталостного разрушения при действии load model 3 (FOR
= FAT)
В случае, когда FOR = CODE воздействия T, ZW и SW комбинируются
между собой, исходя из выбранных норм проектирования (обычно составляются
три комбинации) – движение транспорта + температурное воздействие (L_U + T),
111
CSM_RU_v.1.0.pdf
движение транспорта + ветровое воздействие (ZW), ветровое воздействие без
учета движения транспорта (SW).
Если в систему введено влияние землетрясения (ACT FOR EARQ), то оно
будет рассчитано, как предельное состояние ULS. Файлы с примерами:
csm33_earthquake_bridge.dat и csm32_earthquake_quad.dat.
При помощи команды ACT SLSF при действии дополнительного
собственного веса G_2 и G_3 можно определить значение параметра SLS.
Значение данного параметра проверяется в модулях MAXIMA и AQB
(Австралийский Стандарт – AS). Позже система фиксирует полученное значение
параметра SLS и использует его при последующих расчетах в качестве
альтернативного значения 1,0!
Пример ввода рассматриваемой команды:
ACT G_2 FOR SLS,ULS SLSF 1.20
L_U FOR SLS,ULS
L_T FOR SLS,ULS
T FOR SLS,ULS
Не введенная в систему нагрузка G принимается с коэффициентом, равным
1,0, по умолчанию.
112
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.15 DESI – Расчет системы
См. также: DESB
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
TYPE
Тип проверочного расчета:
MAX, MAXI только комбинации
нагрузок в MAXIMA и линейный анализ
напряжений в AQB соответственно (см.
ниже)
STAN все проверочные расчеты по
умолчанию
параметр STAN включает:
CHEK отчетный файл (концентратор
напряжений)
MREI минимальное армирование
INFO напряжения в одном элементе
DECO анализ влияния уменьшения
сжатия на элемент
SIG анализ влияния напряжений
CRAC расчет ширины раскрытия
трещины
ULTI расчет системы по предельным
состояниям
FAT воздействие усталостного
разрушения при действии load model 3
(ACT FAT)
ACCI расчет системы по случайным
предельным состояниям (ACT ACCI)
LIT
!
113
CSM_RU_v.1.0.pdf
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
ETYP
EARQ расчет системы по случайным
предельным состояниям – землетрясение
(ACT EARQ)
параметр STAN не включает:
DECB анализ влияния уменьшения
сжатия на элемент на этапах возведения
(строительство сооружения)
SIGB анализ напряжений,
возникающих на этапах возведения
CRAB расчет ширины раскрытия
трещин, возникающих на этапах
возведения
ULTB расчет предельного состояния
сооружения
ACCB расчет случайного состояния,
в котором находится сооружение
Тип элемента
BEAM балочные элементы
QUAD плоские QUAD элементы
LIT
*
PAR1
…
PAR8
Расчетный параметр
Параметр P8 – см. ниже
- -
PUNC Проверка продовливания при расчете по
предельным состояниям
NO без анализа продавливания
CHEK только анализ продавливания
(без увеличения процента армирования)
LIT CHEK
114
CSM_RU_v.1.0.pdf
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
YES вводится для узлов элементов
колон
См. руководство BEMES
При расчете используется принцип суперпозиции – см. “Глава 2:
Теоретические основы” данного руководства.
Лучше всего начать с расчета чистой суперпозиции при помощи команд
ACT и DESI MAX. Все последующие расчеты, осуществляемые с помощью
команды DESI (без использования команды ACT), позволяют провести
индивидуальный анализ элементов системы.
Основные файлы с примерами:
BEAM элементы: csm31_design.dat;
QUAD элементы: csm32_slab_design.dat.
DESI MAX, MAXI:
При помощи команды DESI MAX в модуле MAXIMA запускается расчет
только части элементов системы. Все полученные результаты расчета (усилия)
сохраняются для следующего суперпозиционного состояния (WINGRAF):
LC 1120 .. редкая суперпозиция (характеристика)
LC 1220 .. не частая
LC 1320 .. частая
LC 1420 .. постоянная
LC 2120 .. расчетная
Используется для расчета реакций опоры, усилий в пружинных, плоских и
балочных элементах и для балок, состоящих из однородного материала (не
композит) и без предварительного напряжения! Композитные или предварительно
напряженные балки должны быть проанализированы в модуле AQB (DESI STAN
...)!
115
CSM_RU_v.1.0.pdf
При помощи команды DESI MAXI также проводится линейный анализ
напряжений в модуле AQB. При расчете композитных балок, как и при расчете
однородных балок, линейные напряжения сохраняются для создания
вышеупомянутых суперпозиционных состояний (номера загружений LC вы
можете увидеть в созданном отчетном файле _desi.dat → AQB-COMB-GMAX-
LCST). Для анализа этапов образования трещин в материале следует использовать
команды DESI ULTI или DESI STAN.
Анализ влияния усталостного разрушения:
При действии подвижной нагрузки (load model 1) будет выполнен
упрощенный анализ усталостного воздействия – команда DESI STAN:
1. Анализ напряжений при предварительном напряжении, составляющем 75%, в
сварных и арматурных соединениях (арматурные пучки), согласно нормам
проектирования DIN 1045 10.8.4. или EN 1992-1-1 6.8.6
2. Упрощенный анализ усталостного воздействия, согласно нормам
проектирования DIN 1045 10.8.4 или EN 1992-1-1 6.8.6: диапазон напряжений
составляет < 70 МПа
Если в состав команды ACT введено воздействие FAT [усталость], то
выполняется детальный анализ влияния на систему. Дополнительные данные о
времени использования и интенсивности движения транспорта представлены в
файле _desi.dat, и должны быть проверены. В большинстве случаев без
учета/ввода максимального и минимального значения количества арматуры
проведение анализа усталостного воздействия на систему будет нелогичным,
поскольку, согласно нормам DIN FB-102 (4.3.7.3) или EN 1992-1-1 6.8.6, системой
часто будет приниматься очень большое значение коэффициента соединения –
eta.
Параметр:
На данный момент большинство параметров не используются. Они будут
доступны в последующих обновлениях. Используемые параметры:
116
CSM_RU_v.1.0.pdf
Анализ ширины раскрытия трещин:
При помощи команды PAR1 можно установить ширину раскрытия
трещины, например, DESI CRAC PAR1 0.25.
При помощи команды PAR2 можно выбрать воздействие:
DESI CRAC PAR2 1100,1200,1300 или 1400:
LC 1100 .. редкая комбинация воздействий (характеристика)
LC 1200 .. не частая -//-
LC 1300.. частая -//-
LC 1400 .. постоянная -//-
Анализ влияния уменьшения сжатия:
При помощи команды PAR2 можно выбрать воздействие:
DESI DECO PAR2 1100, 1200, 1300 или 1400 (см. выше)
MREI – увеличение армирования:
При помощи команды DESI MREI PAR1 = 0 процесс увеличения
армирования может быть отключен.
Параметры PAR3 и PAR4:
При использовании параметров DESI ... PAR3 и PAR4 в систему можно
ввести эффекты первичного (PAR3) и вторичного (PAR4) влияния
предварительного напряжения, например, DESI FAT PAR3 0,9 PAR4 1,0 (см. файл
с примером: csm31_design.dat)
Параметр PAR8:
При помощи параметра DESI ... PAR8 количество комбинаций воздействий
в AQB может быть установлено как для всех, так и для каждого процесса анализа
отдельно:
PAR8 = 1 простые комбинации COMB MAMI MY, и только pk-inf в расчете ULS
(1 группа предельных состояний), также с комбинациями MAMI VZ и MT
117
CSM_RU_v.1.0.pdf
PAR8 = 2 как и при PAR8 = 1, но с учетом предварительного напряжения pk-inf
и pk-sup
PAR8 = 3 как и при PAR8 = 2, но с комбинациями MAMI MY, N
PAR8 = 4 как и при PAR8 = 3, но с комбинациями MAMI MY, N, MZ
PAR8 = 5-9 как и при PAR8 = 4, но с комбинациями MAMI MY, N, MZ, VY, VZ,
MT при расчет ULS (предельное состояние)
PAR8+100 (101-109) анализ системы при открытии движения (подвижная
нагрузка) и в момент времени t
по умолчанию: PAR8 = 9
при расчете этапа возведения: PAR8 = 1
118
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.16 DESB – Расчет этапов возведения сооружения
См. также: DESI
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
CS Номер этапа возведения при анализе
сооружения
- -
Используется как дополнение к команде DESI. Пример расчета этапа
возведения представлен в файле с примером: csm31_partial_prestress.dat.
Более сложное сооружение и расчет этапов его возведения с различными
дополнительными загружениями LC рассмотрено в файле с примером:
csm34_stage_design.dat (вантовый мост).
119
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.17 REIN – Параметр армирования в AQB
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
LCR Количество распределенной арматуры
только для AQB (не для BEMESS)
- 1
120
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.18 BOX – Параметры для вывода графика/отчетного чертежа
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
XMIN
YMIN
ZMIN
XMAX
YMAX
ZMAX
GRP
Команда BOX исходя из значения
параметра WING
Минимальные значения координат части
(группы элементов) расчетной системы
Максимальные значения координат
части (группы элементов) расчетной
системы
Номер группы элементов (выбор группы)
[м]1001
[м]1001
[м]1001
[м]1001
[м]1001
[м]1001
-
AUTO
Для успешного вывода чертежей в автоматическом режиме расчета системы
– модуль WING с учетом значений команды BOX, может выбрать часть элементов
системы, например, только пролетное строение моста: csm5_free_cantilever.dat.
При помощи параметра GPR обозначаются группы элементов системы,
которые используются для предварительного построения отчетных чертежей в
модуле WING. В случае, когда в расчетной системе имеются арматурные пучки
или композитные элементы, то команда GRP AUTO (модуль CSM “Анализ
расчета”) объединяет в группы только эти элементы.
Параметры XMIN и ZMAX используются при первом расчете в модуле CSM
и CSM DESI.
Новые значения параметров BOX GRP также будут учтены в последующих
расчетах системы в модуле CSM DESI.
121
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.19 SCAL – Формат чертежа/масштабирование чертежа
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
DISP
BEAM
BEAN
LOAD
QU_M
QU_N
QU_S
AQ_S
Коэффициент увеличения
перемещений/кратное увеличение
перемещений
0 не выводить чертеж
Масштабирование изгибающих
моментов балки
Масштабирование продольных усилий
балки
Масштабирование нагрузок
Масштабирование изгибающих
моментов плоских QUAD элементов
Масштабирование продольных усилий
плоских QUAD элементов
Масштабирование напряжений в плоских
QUAD элементах
Масштабирование напряжений в
сечениях балочных элементов
Для масштабирования напряжений в
арматуре используется параметр AQ_S*5
При расчете системы ULS
масштабирование чертежа происходит
автоматически
0 напряжения в сечении балок не
отображаются
-
кНм
кН
кН
кНм/м
кН/м
Н/мм2
Н/мм2
0
0
0
0
0
0
0
-
122
CSM_RU_v.1.0.pdf
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
SIGD
QUAS
Масштабирование сжимающих
напряжений в бетоне – модуль WING
Армирование в плоских QUAD WING
сечениях
Н/мм2
см2/м
-
0
Параметр SCAL заменяет старое значение параметра UNIT с такой же
функцией!
Для успешного вывода чертежей в автоматическом режиме расчета системы
– модуль WING, масштабирование некоторых расчетных параметров может быть
произведено при помощи параметра SCAL.
Команда UNIT DISP 0 при расчете системы в модуле WING позволяет
деактивировать отображение перемещений на отчетном чертеже в файле _csm,
при этом команда UNIT AQ_S 0 позволяет деактивировать отображение
напряжений, возникающих в сечении балочных элементов, на отчетном чертеже.
123
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.20 SELE – Выбор типа отображаемых напряжений
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
BEAM
X
BOUN
Номер стержневого элемента
Ордината балки
Выбор граничных элементов, которые
будут отображены на отчетном чертеже в
модуле WINGRAF
-
м
-
!
0
-
Для выбранного стержневого элемента в файле ..._ csm.dat – анализ
напряжений в модуле AQB, при помощи команды PROG RESULTS создается
график изменения напряжений. Пожалуйста, используйте концентраторы
напряжений (модуль AQUA) для отображения значений напряжений сверху и
снизу рассматриваемого балочного элемента.
Для параметра BEAM можно задать несколько значений, что позволяет
получить более подробный отчетный чертеж.
124
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.21 EXPO – Экспорт параметров
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
- - - -
Экспорт соответствующих параметров модуля CSM в файл ..._ cse.dat.
125
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.22 EQLC – Уравнения случаев загружений LC
См. также: EQUU, EQPP, EQBE
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
NO Номер загружения - !
TYPE Тип загружения:
G постоянное загружение или
целевое загружение
FREE равномерно-распределенное
загружение
F следующее загружение
LIT FREE
CSM EQUATION SYSTEM:
Данная функция при действии равномерно-распределенной нагрузки TYPE
FREE позволяет рассчитать возникающие деформации или напряженные
состояния системы. Модуль CSM позволяет рассчитать значения факторов
влияния нагрузок на систему, которые бы удовлетворяли заданным граничным
условиям и значениям постоянных нагрузок.
Файлы с примерами:
Примеры оптимизации системы: Файлы с примерами
Линейный анализ строительного
подъема
csm26_precamber_spanbyspan.dat
Все возможные расчеты конечной
расчетной системы
csm21_eqation_cable_stayed.dat
Оптимизация системы на этапе ее
анализа
csm23_cable_stay_optimisation_2.dat
Оптимизация системы, включая
ползучесть
csm24_equation_iteration_creep.dat
126
CSM_RU_v.1.0.pdf
Примеры оптимизации системы: Файлы с примерами
Удаление кабельного элемента csm25_equation_cable_removal.dat
Висячий мост csm27_suspension_w_nonlopti.dat
Введение в систему TH3 оптимизации csm29_precamber_nonl.dat
→ Обзор примеров → Сводка результатов анализа
представленных выше примеров
Для анализа заданного этапа возведения CS или в случае если загружение
LC 5000 … используются в системе, как масштабируемое/настраиваемое
загружение, в систему должен быть введен следующий тип загружения – EQLC
TYPE G (см. таблицу выше). Для анализа рассматриваемого этапа возведения
сооружения CS данное расчетное загружение TYPE G используется в системе по
умолчанию в составе команд EQUU ... EQBE.
Для оптимизации значений внутренних усилий и моментов, возникающих
при работе системы, на предыдущих этапах возведения CS можно задать
определенные граничные условия: см. файл с примером
csm25_equation_cable_removal.dat.
Загружению F, вводимое в систему после масштабируемого/настраиваемого
загружения, присваивается то же значение фактора нагрузки, что и у
предыдущего LC. Одинаковое значение фактора у двух загружений LC
накладывает на систему определенные условия работы.
Примечания, которые необходимо учесть при оптимизации системы в
процессе анализа этапов возведения конструкции:
Основной целью данного метода является оптимизация значений усилий,
возникающих в расчетной системе в процессе работы!
Например, решение задачи по распределению изгибающего момента: в
пролетном строении моста (главная балка); распределение изгибающего момента
в арке (арочный мост); в вантах (вантовый мост: изгибающий момент в пилоне
отсутствует).
127
CSM_RU_v.1.0.pdf
Из приведенных фактов можно сделать вывод, что значения перемещений,
возникающих в процессе работы конструкции, при использовании данного метода
не рассматриваются.
Если в процессе оптимизации желаемые значения усилий были достигнуты,
определение значения строительного подъема в линейных системах является
очень легкой задачей → UEBE ... MODE LINE. Для определения значения данного
параметра не требуется проведения дополнительных расчетов или анализов
(выполняется только коррекция полученного значения):
Изменяются только начальные значения деформаций, и, как и в линейных
системах, данные деформации не оказывают дополнительного влияния на
изменения значений усилий: система не должна анализироваться! → см. файл с
примером csm23_cable_stay_optimisation_2.dat.
Только в случае анализа нелинейных систем необходим запуск процесса
итерация → csm29_precamber_nonl.dat.
Методика оптимизации системы хорошо описана в теоретической части
данного руководства: п.п. 2.9 «Оптимизация геометрии/формы сооружения и
усилий».
128
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.23 EQUU – Ограничение перемещений в системе
См. также: EQLC, EQPP, EQBE, EQIT
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
NO Номер узла - !
UX
UY
UZ
PHIX
PHIY
PHIZ
CS
ADD
TOL
Значение желаемого перемещения
Номер этапа возведения
Добавочный коэффициент к
предыдущему условию
Значения допусков для окончания
итерационного расчета
м/рад.
-
-
-
-
-
-
-
Смотрите описание команды EQLC.
129
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.24 EQPP – Ограничение значений реакций в расчетной системе
См. также: EQLC, EQUU, EQBE, EQIT
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
NO Номер узла - !
PX
PY
PZ
MX
MY
MZ
CS
ADD
TOL
Значение желаемого усилия
Номер этапа возведения
Добавочный коэффициент к
предыдущему условию
Значения допусков для окончания
итерационного расчета
кН, кНм
-
-
-
-
-
-
-
Смотрите описание команды EQLC.
130
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.25 EQBE – Ограничение усилий в балке
См. также: EQLC, EQUU, EQPP, EQIT
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
NO
X
Номер узла
Значение ординаты стержня
-
[м]1001
!
0
N
VY
VZ
MT
MY
MZ
ETYP
CS
ADD
TOL
Значение желаемого усилия
Тип элемента
BEAM Стержневой элемент
CABL Кабельный элемент
TRUS Элемент фермы
SPRI Пружинный элемент
Номер этапа возведения
Добавочный коэффициент к
предыдущему условию
Значения допусков для окончания
итерационного расчета
кН, кНм
LIT
-
-
-
-
BEAM
-
-
-
Кроме стержневого элемента, задать ограничения для продрольных усилий
можно для кабельных, пружинных и элементов фермы. Момент кручения в
пружинном элементе должен вводиться при помощи параметров “MT” и ETYP
SPRI.
Смотрите описание команды EQLC.
131
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.26 EQIT – Итерация этапа возведения сооружения
См. также: EQBE, EQUU, EQPP
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
ITER
FMAX
Количество итераций
Параметр итераций
как в ASE – SYST … FMAX
-
-
-
1.0
При нелинейных явлениях, например, при ползучести и усадки анализ
этапов возведения можно повторить для достижения необходимого усилия,
которое будет возникать на окончательном этапе возведения. Процесс итерации
можно запустить при помощи команды EQIT. Допуски, которые необходимы для
остановки процесса итерации, могут быть заданы при помощи команд –
ограничений, например, EQBE, EQUU или EQPP. См. файл с примером:
csm24_equation_iteration_creep.dat.
Например, при помощи команды EQIT 20 FMAX 1.5 можно предотвратить
слишком большое изменение значений новых факторов влияния нагрузки.
Отрицательное значение параметра FMAX, например, FMAX -4.0, активирует
старый метод итерации, который применялся в SOFiSTiK 2014. Положительное
значение данного параметра (по умолчанию) использует ускорение Крисфилда
(Crisfield acceleration).
Действие команды EQIT улучшено в сочетании с командой CAMB ... MODE
EQIT:
Наилучшее значение строительного подъема элемента системы
определяется с учетом последних значений факторов, при достижении
сходимости усилий в процессе дополнительного анализа строительного этапа, см.
файл с примером csm29_precamber_nonl.dat. С помощью команды CAMB ...
132
CSM_RU_v.1.0.pdf
MODE EQI1 этот дополнительный анализ может быть отключен (последний
динамический параметр).
133
CSM_RU_v.1.0.pdf
3.27 ECHO – Контроль вывода результатов расчета
Команда Описание Ед. изм. По
умолчанию
OPT Условные обозначения параметров в
отчетной документации:
CS Этапы возведения
GRP Группы элементов
LC Случаи загружения
CREP Параметр ползучести с
возможным вводом веса линии,
используемый в отчетных чертежах
RCRE Части значений ползучести
EXPO
FULL Отображаются все
вышеперечисленные параметры
LIT FULL
VAL Вывод отчета:
OFF Выводится/не рассчитывается
NO Не выводится
YES Обычный вывод
FULL Расширенный вывод
EXTR Максимально полный вывод
LIT YES
При помощи команды ECHO RCRE FULL / NO список значений ползучести,
соответствующих более поздним действующим частям нагрузки, может быть
включен / не включен в отчетную документацию, соответственно, при наличии в
системе команды CTRL CREP RCRE (см. таблицу выше).
Вывод значений параметра ползучести в формате отчетной таблицы
позволяет детально увидеть влияние данных параметров на этапы возведения CS.
Если в вашей расчетной системе введено много этапов CS, вы можете увеличить
134
CSM_RU_v.1.0.pdf
размер отчетной таблицы при помощи команды ECHO CREP 245. При
использовании большого формата бумаги для отчетной документации,
пожалуйста, не вводите для команды ECHO CREP значение больше 150, так как
иначе не все показатели таблицы будут видны!
Для просмотра данной результирующей таблицы, используйте модуль
TEDDY, а также просмотрите результирующие файлы форматов .erg или .lst. В
SSD вы можете сохранить копию файла .lst при помощи команды +sys:
PROG TEXTILE
HEAD
...
END
+sys copy $(name).lst file.lst
135
CSM_RU_v.1.0.pdf
4 ПРИМЕРЫ РЕШАЕМЫХ ЗАДАЧ
Файлы с примерами, которые описаны в данной главе, можно найти в
установочном каталоге SOFiSTiK в подкаталоге csm.dat\english. Обзор примеров
вы найдете в файле overview_csm_examples_english.pdf.
В качестве альтернативного способа поиска файлов вы можете использовать
меню модуля TEDDY: HELP → EXAMPLES; все примеры отсортированы по
названию задействованного в расчете модуля.
За более подробной информацией, учебными пособиями, а также
видеороликами вы можете обратиться в техническую поддержку компании
SOFiSTiK (http://www.sofistik.com/en/support/) напрямую или в техническую
поддержку компании ПСС ГРАЙТЕК (http://www.pss.spb.ru/contacts/).
4.1 Четырехпролетный мост, возводимый поэтапно
Рис. 4.1 – Четырехпролетный мост
Четырехпролетный мост, который возводится в несколько этапов.
Подробное описание данного примера вы найдете в теоретической части данного
руководства: п.п. 2.8 “Анализ строительного подъема” – см. файл с примером
csm26_precamber_spanbyspan.dat.
136
CSM_RU_v.1.0.pdf
4.2 Модель анализа влияния ползучести на двухпролетный сборный
балочный мост
Рис. 4.2 – Модель анализа влияния ползучести на двухпролетный сборный
балочный мост
Две отдельные балки устанавливают в проектное положение, а затем
соединяются между собой. Из-за влияния процесса ползучести и усадки
изгибающий момент изменится – распределение значений моментов при
изменении однопролетной конструкции моста в двухпролетную.
Активация и фиксация шарнира в балке выполняется автоматически при
помощи команды CSM ... GRP ... HING – изучите модуль ASE ... GRP ... HING.
4.3 Сборная балочная конструкция моста с монолитным ездовым полотном
Рис. 4.3 – Сборная балочная конструкция моста с монолитным ездовым полотном
Важным моментом при решении подобных задач является задание
композитного сечения в модуле AQUA при помощи команды AQUA...SECT... CS.
137
CSM_RU_v.1.0.pdf
Этот процесс контролируется совместно с командой CSM...GRP. Данная команда
позволяет активировать различные параметры жесткости сечений в расчетной
системе. Соединение двух отдельных однопролетных систем в одну
двухпролетную осуществляется при помощи коротких соединительных балок.
Различные опорные пружинные элементы активируются и деактивируются в
расчетной системе на разных этапах ее возведения. Просим вас, в отчетной
документации по анализу расчетной системы, представленной в файле с
примером csm3..._csm.dat, обратить внимание на значения напряжений в
сечениях, расположенных на концах пролетного строения.
4.4 Предварительно напряженная КЭ плита – тестовая система
Рис. 4.4 – Предварительно напряженная КЭ плита – тестовая система
В этом примере рассмотрена расчетная система, представленная в виде
предварительно напряженной конечно-элементной плиты.
138
CSM_RU_v.1.0.pdf
4.5 Возведение пролетного строения методом навесного бетонирования –
маленькая тестовая система
Рис. 4.5 – Возведение пролетного строения навесным методом – маленькая
тестовая система
Классический метод навесного бетонирования пролетного строения,
включающий временные нагрузки от движения навесного агрегата.
4.6 Возведение пролетного строения методом навесного бетонирования –
большая тестовая система
Рис. 4.6 – Возведение пролетного строения методом навесного бетонирования –
большая тестовая система
Большая расчетная система, представленная в виде моста, пролетное
строение которого возводится методом навесного бетонирования. В данной
139
CSM_RU_v.1.0.pdf
системе также учтено влияние огромного количества внутренних и внешних
арматурных пучков. Важным моментом является ввод этих пучков и их
последующая активация в расчетной системе при помощи команды TENDON ...
CS ... ICS1. Необходимо ознакомиться с п.п. 2.2 “Процесс нумерации” данного
руководства.
4.7 Многоэтажное здание – Поэтапное возведение
Рис. 4.7 – Многоэтажное здание – Поэтапное возведение
Во время поэтапного возведения многоэтажного здания в системе
возникают усилия, ограничивающие свободу деформациям. Они могут быть
проанализированы при помощи модуля CSM.