常见问题解答


1. 定义收缩徐变函数时的材龄与定义施工阶段时激活材龄的区别?

定义收缩徐变对话框中的材龄是混凝土开始收缩的材龄,是混凝土从浇注到开始发生收缩(即拆模)时的时间;定义施工阶段时,也需要输入被激活结构组的材龄,这个材龄是混凝土从浇注到开始能够承受荷载的材龄,也是徐变开始的材龄。

定义施工阶段时时,输入混凝土激活材龄为5天,说明本施工阶段“持续时间”的第一天开始混凝土已经有5天的材龄。这5天时间不包含在“持续时间”中,所以对于边界条件或荷载均可以在施工阶段的第一天激活。

通常情况下收缩开始的龄期要小于徐变开始的材龄。


2. 如何定义“设计用数值截面”的各项设计参数?

“设计用数值截面”多用于模拟任意形状的闭合箱形截面,因此截面定义的图示为箱形截面示意图。“设计用数值截面”的“设计参数”用于计算截面的受扭塑性矩Wt、Kt。

对于闭合箱型截面,T1、T2分别为箱体顶、底板厚度,BT为外腹板中心距离,HT为顶、底板的中心距离,验算扭转用厚度为最薄外腹板厚度。程序在计算抗扭承载力时,为了计算截面受扭塑形抵抗矩需使用以上设计参数。

当输入T2=0时,认为是开口截面,对于开口截面程序默认按T形截面计算,此时,T1为顶板厚度,BT为腹板或肋板厚度,HT为顶板中心到截面底缘的高度,验算用扭转厚度为腹板厚度。

在设计用数值截面中导入“截面特性计算器”生成的扩展名为sec的截面数据时,需要指定剪切验算位置Z1和Z3,程序默认Z2为质心位置。Z1=0或Z3=0是无意义的剪切位置。剪切位置将决定应力输出位置和该位置腹板厚度,其值将对正截面抗弯和斜截面抗剪承载力计算产生影响,所以用户必需要正确输入Z1、Z3的位置(Z1、Z3>0)。一般剪切验算位置选择在腹板厚度突变的地方,如箱形截面的顶板底面和底板顶面。


3. 弹性连接的刚性类型与刚性连接有什么区别?

两种连接都可以用来模拟刚臂作用,但在作用方式、约束自由度、适用范围等方面都有明显的区别。

刚性连接是一种纯粹的边界条件,是节点自由度耦合的一种方式,一个刚性连接由一个主节点,一个或多个从属节点构成,从属节点的约束内容与主节点相同,主从节点间的相对位移由刚性连接的约束内容决定,如果约束内容只有平动自由度,则主从节点间无相对位移,如果约束内容既有平动自由度也有转动自由度,则主从节点因发生相同的转动位移而导致主从节点间有相对的平动位移。

弹性连接是一种具有6个自由度,类似于梁单元的弹簧单元,弹性连接由两个节点构成,构成弹性连接的两个节点作用相当,它们之间的节点相对变形由弹性连接的刚度决定,当弹性连接刚度为“刚性”时,其弹性连接刚度不是无穷大,而是整个模型中最大刚度的100000倍,如果此时模型中已有人为定义的刚度很大的刚臂单元,则可能会因为弹性连接的刚度过大导致计算奇异。

如果使用弹性连接定义某个自由度的刚性作用,则可以通过“弹性连接〉一般类型”在相应自由度方向人为输入较大的刚度的方式来实现,人为输入的刚度不宜过大,可取1×10 kN/m 左右。

其次在约束自由度上,“弹性连接”的“刚性”类型约束的是节点的所有自由度,而“刚性连接”可以选择约束哪些自由度。

再次在节点主从关系上,弹性连接的两个节点没有主从关系,而刚性连接必须有一个主节点,一个或多个从属节点,且从属节点的自由度从属于主节点,从属节点的其他节点属性(节点质量、节点荷载)转换为主节点的节点属性分量。

第四,“弹性连接”在施工阶段可以任意激活钝化,而“刚性连接”在施工阶段只能激活不能钝化。


4. 施工阶段分析时,为什么自重要定义为施工阶段荷载?

如果不进行施工阶段分析,那么自重的荷载工况类型应选择“恒荷载”。如果进行施工阶段分析,且自重是在施工阶段激活参与作用的,那么其荷载工况类型应选择“施工阶段荷载”。

如果进行施工阶段分析,且自重是在施工阶段激活参与作用,但自重荷载工况的类型没有选择为“施工阶段荷载”,那么在进行荷载组合时,不能使用程序自动生成荷载组合,否则自重效应会被重复组合。与其它类型的荷载工况不同,“施工阶段荷载”工况仅在施工阶段中作用,其效应累计在“CS:恒荷载”与“CS:合计”中。在成桥阶段的结果中,“施工阶段荷载”类型的工况不管是否被激活,都不起作用,在结果查看中也不显示。

和自重一样,其它在施工阶段分析中激活的荷载,如预应力荷载、索的张力、二期恒载等都应该定义为“施工阶段荷载”。


5. 定义“移动荷载工况”时,“单独”与“组合”的区别?

选择“单独”时,程序以多个子荷载工况的包络结果作为移动荷载工况的计算结果。例如定义了汽车和挂车两个子荷载分析工况,程序会分别计算汽车和挂车子荷载工况的结果,然后对两个子荷载工况结果进行比较,取最不利的结果作为整个移动荷载工况最终的计算结果输出。选择“单独”时,各个子荷载工况既可以针对相同的移动荷载类型也可以针对不同的移动荷载类型。

选择“组合”时,程序以多个子荷载工况的相加结果作为移动荷载工况的计算结果。而且各个子荷载工况必须针对不同的移动荷载类型,例如人群荷载和车道荷载。相同的移动荷载类型,“组合”不起作用,程序默认“单独”起作用。

无论是选择“单独”还是“组合”,程序都会根据子荷载工况的加载车道数选择对应的多车道横向折减系数进行计算。


6. 施工阶段定义时,边界组激活中“变形前”与“变形后”的区别?

“变形前”与“变形后”表示支承点的位置,仅对于边界条件中的“一般支承”起作用,对其它类型的边界条件不起作用。

定义施工阶段时,首先要建立包括临时结构在内的全桥模型,然后通过激活或者钝化相应的结构组、荷载组、边界组来模拟全桥的施工过程。在某一个施工阶段激活边界组时,所施加边界的节点可能在上一个阶段已经有位移。如果把边界加在建模时的节点位置上,即结构没有变形时的位置上,则应当选择“变形前”;如果把边界加在发生位移后的节点位置上,即结构已经变形后的位置上,则应当选择“变形后”。当然如果边界所在节点在前几个阶段没有位移,则选择“变形前”还是“变形后”对分析结果没有影响。对于已经发生变形的节点,选择“变形前”方式激活边界时,程序内部会在节点上施加强制位移,使其强制恢复到建模时的节点位置。

例如顶推法施工的桥梁,在前端钢导梁顶推到支点时,一般是顶推到墩顶,钢导梁的前端会因为自重将发生下挠,如果激活边界组时选择“变形后”,则相当于在下挠后的梁端施加边界。而实际上,桥墩已经浇筑完成,墩顶位置是确定的,钢导梁的前端放置在墩顶,因此激活边界组时应当选择“变形前”方式。


7. 进行施工阶段分析时,自动生成的“CS:恒荷载”等工况的含义?

进行施工阶段分析时,程序会自动生成“CS:恒荷载、CS:施工荷载、CS:收缩一次、CS:收缩二次、CS:徐变一次、CS:徐变二次、CS:钢束一次、CS:钢束二次、CS:合计”,无论施工阶段中激活或者钝化了多少荷载工况,程序都只自动生成上述9种荷载工况。其中,“CS:恒荷载”包括除预应力、徐变、收缩之外的施工阶段中激活的所有荷载的作用效应。当在施工阶段分析控制中定义了“从施工阶段分析结果的恒荷载中分离出荷载工况(施工荷载)”时,分离出来的荷载工况的作用效应就不包括在“CS:恒荷载”中了,而是包括在“CS:施工荷载”工况中。如果没有在施工阶段分析控制中定义分离荷载工况时,“CS:施工荷载”工况中没有任何结果。“CS:钢束一次”、“CS:钢束二次”包括预应力荷载的作用效应。“CS:徐变一次”、“CS:徐变二次”包括徐变产生的作用效应。“CS:收缩一次”、“CS:收缩二次”包括收缩产生的作用效应。“CS:合计”包括施工阶段中所有荷载合计的作用效应。

自动生成的9个荷载工况在查看反力、位移、内力、应力等作用效应时意义不同。详细输出说明如下表:


8. 为什么“梁单元应力(PSC)”与PSC设计结果中的应力大小不一致?

对于成桥阶段的“移动荷载工况”和“支座沉降荷载工况”,两种应力的计算方法不同。此时,“梁单元应力(PSC)”的应力结果是根据应力影响线计算得到的,而“PSC设计结果表格”中的梁单元应力是根据同时发生的内力计算得到的,并且根据JTG D60规范的规定,不同的荷载作用效应还要乘以相应的组合系数。以“移动荷载工况”为例,“PSC设计结果表格”中截面上某点的一项应力最值计算过程是这样的:首先找到截面上Fx最大时,截面上同时发生的其它5个内力Fy、Fz、Mx、My、Mz,用上述6个内力算得一个应力值,然后同样道理计算Fy、Fz、Mx、My、Mz最大时以及Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz最小时等11种内力情况下的应力值,最后对上述12个应力值进行比较,取其中的最大值、最小值乘以相应的组合系数作为“PSC设计结果表格”的计算结果。

输出内容方面,“梁单元应力(PSC)”输出的都是截面上某点的最大或最小应力结果,而“PSC设计结果表格”中的梁单元应力输出的是截面上某点发生最大或最小应力时截面上其它各点同时发生的应力结果。

由于上述两方面的差别,当荷载组合中存在“移动荷载工况”或者“支座沉降荷载工况”时,两种应力的结果通常是不同的。


9. “梁单元应力”与“梁单元应力(PSC)”的计算结果为什么不同?

对于梁单元,程序有三处可以查看应力结果,分别是“梁单元应力”、“梁单元应力(PSC)”、“桥梁内力图”。进行应力计算时,“梁单元应力”和“桥梁内力图”采用的方法是相同的,在施工阶段和成桥阶段采用的截面特性也是相同的,所以结果也是完全相同的。而“梁单元应力”和“梁单元应力(PSC)”计算时,在成桥阶段根据材料类型的不同采用的截面特性不同,所以结果有时会不同。



如上表所示,当定义材料时,“设计类型”选择了“钢材”或者“用户定义”时,在成桥阶段“梁单元应力”计算采用换算截面特性,而“梁单元应力(PSC)”计算采用全截面特性。当然,一般材料为钢材时,单元的换算截面特性和全截面特性是相同的,因此“梁单元应力”和“梁单元应力(PSC)”的应力结果也是相同的。材料为“用户定义”,实际材料为混凝土材料时,单元中一般都会配有普通钢筋或者预应力钢筋,这样换算截面特性和全截面特性的也就不同了,所以“梁单元应力”和“梁单元应力(PSC)”的应力结果也会不同。


10. 为什么PSC设计结果中没有“正截面抗裂验算”结果?

因为荷载组合中没有长、短期荷载组合,所以程序无法进行正截面抗裂验算和斜截面抗裂验算,也就没有相应的验算结果。只要在“结果〉荷载组合〉混凝土设计”中定义了长、短期荷载组合,这个问题就可以解决。

长期荷载组合和短期荷载的区别在于组合中活载的组合系数不同。程序会自动根据组合系数的数值来区分长、短期荷载组合。另外,当模型中不存在活荷载(荷载类型为活荷载或人群、汽车等移动荷载)时,程序将无法生成长、短期荷载组合。

1. 验算位置除了逐个构件定义外,能否批量定义验算位置、默认为各段?

可以,在定义构件及类型时,提供多种方式设置验算位置。


2. 截面钢筋能否实现不同构件间的复制?

可以,CDN既可以实现同一个项目中不同构件间的属性复制,也可以实现不同项目间的构件属性复制。不仅可以实现钢筋信息的复制,还包括验算位置和设计参数。


3. 导入CDN的mct文件与Civil生成的mct文件相同吗?

不同,导入时需要注意区分。


4. 不同类型的截面、单元能否定义成一个构件?

暂时不可以。截面类型不同,参数体系不同,计算时调取数据是按不同类型的截面处理的,所以暂时不能实现。


5. 调束可以调整张拉力、根数、水平(x)位置、修改钢筋特性吗?

调束功能,目前不能调整张拉力、根数及修改钢束特性值,水平位置除钢束起终点外都可以移动,这些功能将在后续开发中逐步完善。


6. 调束过于随意,未考虑线形,实用性不大,希望能进行参数化调束?

CDN中调束功能是3D调束,既可以通过拖动鼠标实现(设置栅格数据,保证移动可控),也可以通过直接输入数值的方式,从而保证精确调束。


7. 调束能否先仅显示需要调整的钢束,再选择要调整的钢束?

可以。有三种方式:1、在工作树中可选择要显示的钢束,然后选择进行调束;2、可以直接在模型上框选要调整的钢束;3、可以选择全部钢束后,在调束对话窗中进行选择要调整的钢束。


8. CDN中修改截面、钢筋、钢束等会使内力发生改变,如何保证设计准确?

CDN定位在桥涵结构设计平台,设计项目在Civil等分析软件中运行分析后,CDN调取分析结果(内力、位移、应力等),对NG项通过调整截面、钢筋、钢束等进行设计验算,此时容许值变化的同时,其分析结果也会有变化,但是,通常情况下分析结果的变化是比较小的,所以,当在CDN设计验算满足要求后,再次回到Civil或其他分析软件中分析,然后在CDN中进行再次验算,由于CDN是多核运算,设计效率非常高。经过这样的分析-设计-分析-设计,一般有1-2次设计即可完成项目设计。

此外,CDN还支持将用户在CDN中所做的修改一键导出到Civil中,方便快捷。


9. 调束只能调一次力,不能调二次力,验算结果是否可靠?

钢束二次计算需要根据边界条件重新分析才能得到,如果调束时实时计算二次力相当于实时进行分析设计。CDN的设计模式是在既有分析结果下,完成反复设计,当设计结果都OK时,再重新分析一次,实际上是提高了设计效率的。

如果在CDN中对截面、钢筋、钢束、材料等做了大幅度的调整,导致整个模型的刚度、预应力等发生的极大的变化,这时,我们设计使用的分析结果才有可能会发生很大变化,但是,实际的设计项目,这种情况并不多见,我们在建立模型时的配筋、配束、材料、截面等设置,基本都是在一定设计经验和理论基础下进行的。即使内力变化幅度比较大,导致CDN的设计调整后,重新分析与初次设计有差别,这时,通过1-2个分析设计循环,同样可以高效完成设计。效率一定是比每次调整都需要重新分析高得多。

调束作为设计工具,通常情况下是微调,虽只调整一次力,同样对设计结果有指导意义,而且,同类软件的调束功能也是只调整一次力,且是二维的,CDN是3D调束,更加方便和快捷。


10. 如何快速查看验算结果?

在CDN中的表格结果是与图形结果联动的,在模型中点击某一个构件或单元,表格结果同步显示该构件或单元的数据结果,同时,最大/小值、所有值等显示选项是可以在主菜单进行勾选的。并且,CDN中提供验算结果的包络图显示功能,查看起来直观、快捷。


11. CDN的是否提供一键生成整体计算书功能?

CDN提供一键自动生成的整体计算书功能以及构件详细计算书功能。整体计算书采用word形式,文档结构清晰明了,并可将修改后的验算结果一键更新至word,操作简单。

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