中国桥梁设计规范在CSiBridge中的实现与应用_罗伟.pdf

金土木用户大会金土木用户大会 中国桥梁设计规范在中国桥梁设计规范在 CSiB idCSiB idCSiBCSiBr rididge中的实现与应用ge中的实现与应用 罗罗 伟伟罗罗 伟伟 2010年年9月月9日日年年 月月 金土木用户大会金土木用户大会 主要内容主要内容 1 全新的界面信息模型的思想全新的界面信息模型的思想 2 计算分计算分析中析中嵌入的嵌入的中中国规范的内容国规范的内容析中中析中中 3 设计校核中嵌入的中国规范的内容设计校核中嵌入的中国规范的内容 4桥梁抗震方面中国规范相关的内容桥梁抗震方面中国规范相关的内容4 桥梁抗震方面中国规范相关的内容桥梁抗震方面中国规范相关的内容 5 结合中国规范的自动桥梁抗震结合中国规范的自动桥梁抗震 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 1 11 1 全新的界面全新的界面 符合桥梁工程师习惯的用户界面符合桥梁工程师习惯的用户界面以桥梁为主线以桥梁为主线 符合桥梁工程师习惯的用户界面符合桥梁工程师习惯的用户界面 以桥梁为主线以桥梁为主线 使用桥梁工程师的语言表达使用桥梁工程师的语言表达 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 1 21 2 桥梁信息模型的思想桥梁信息模型的思想 梁 分析速度快分析速度快 梁 分析速度快分析速度快 壳 速度速度 精度精度 体 分析最细致分析最细致桥梁信息模型桥梁信息模型 体 分析最细致分析最细致桥梁信息模型桥梁信息模型 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 2 2 2 2 计算分析相关 计算分析相关 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 2 1 计算分析中嵌入的中国规范内容计算分析中嵌入的中国规范内容 规范相关的公路车道荷载和车辆荷载以及铁路规范中规范相关的公路车道荷载和车辆荷载以及铁路规范中 规范相关的公路车道荷载和车辆荷载以及铁路规范中规范相关的公路车道荷载和车辆荷载以及铁路规范中 的中的中 活载 活载 规范相关的荷载组合规范相关的荷载组合 包含承载能力极限状态的基本包含承载能力极限状态的基本 规范相关的荷载组合规范相关的荷载组合 包含承载能力极限状态的基本包含承载能力极限状态的基本 组合和频遇组合 正常使用极限状态的短期效应和长 期效应以及极限状态的应力校核工况 组合和频遇组合 正常使用极限状态的短期效应和长 期效应以及极限状态的应力校核工况 规范相关的谱函数规范相关的谱函数包括包括E1水准下水平设计反应谱以水准下水平设计反应谱以 规范相关的谱函数规范相关的谱函数 包括包括E1水准下水平设计反应谱以水准下水平设计反应谱以 及两种场地中折减的竖直设计反应谱 及两种场地中折减的竖直设计反应谱 提供多种单振型以及多振型的反应谱分析提供多种单振型以及多振型的反应谱分析 包含规范包含规范 提供多种单振型以及多振型的反应谱分析提供多种单振型以及多振型的反应谱分析 包含规范包含规范 规定的规定的SRSS和和CQC的组合方法的组合方法 规范中建议的规范中建议的E2水准的塑性铰定义水准的塑性铰定义 Caltrans模型也即 模型也即 等效折线模型等效折线模型对应的基能计的实方对应的基能计的实方等效等效双双折线模型折线模型 以及以及对应的基对应的基于性于性能能设设计的实计的实现现方方 法法 Pushover 弹塑性时程分析以及功率谱密度分析 弹塑性时程分析以及功率谱密度分析 方法方法 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 方法方法 金土木用户大会金土木用户大会 2 22 2 桥梁规范中的各类对象桥梁规范中的各类对象 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 2 32 3 新增桥梁荷载输入方式新增桥梁荷载输入方式 点 线 面点 线 面3类荷载类荷载 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 2 4 索单元2 4 索单元 直接绘制直接绘制 CSiBridge索几何索几何 ANSYS迭代找形迭代找形 g 索几何索几何 13 15 17 19 21 SAP自动找形结果 ANSYS迭代找形结果 0 0 05 0 1 绝对误差 1 3 5 7 9 11 索垂度索垂度 0 2 0 15 0 1 0 05 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 1 1 100 80 60 40 20020406080100 桥纵向桥纵向 0 25 0 2 123456789101112131415161718192021 金土木用户大会金土木用户大会 2 5路路2 5 新增铁新增铁路路规范的中规范的中 活载活载 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 2 6筋筋2 6 新增普通钢新增普通钢筋筋信息的输入信息的输入 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 2 7 CSiB id2 7 CSiBridge中分析类型中分析类型 静定分析静定分析 静力分析静力分析 模态分析模态分析 反应谱分析反应谱分析 模态分析模态分析 反应谱分析反应谱分析 时程分析时程分析 静力弹塑性静力弹塑性Pushover分析分析 动力分析动力分析 静力弹塑性静力弹塑性Pushover分析分析 阻尼隔震分析阻尼隔震分析 施工顺序加载分析施工顺序加载分析 静力分析静力分析 动力分析动力分析 屈曲分析屈曲分析 移动荷载分析移动荷载分析 谐振稳态分析谐振稳态分析 非线性非线性线性线性 频域分析频域分析 谐振稳态分析谐振稳态分析 功率谱密度分析功率谱密度分析 次效应次效应 动力分析动力分析 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 次效应次效应 金土木用户大会金土木用户大会 2 82 8 可灵活选择的反应谱分析可灵活选择的反应谱分析 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 2 92 9 瞬态分析结果瞬态分析结果 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 3 3 3 3 常规设计 常规设计 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 3 13 1 影响面结果影响面结果 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 3 23 2 阶段施工阶段施工 实际施工过程模拟动画实际施工过程模拟动画 CSiBridge解决方案CSiBridge解决方案 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 3 3 设计校核中嵌入的中国规范内容设计校核中嵌入的中国规范内容 抗弯验算抗弯验算 抗剪验算抗剪验算 抗裂验算抗裂验算 主应力验算主应力验算 主应力验算主应力验算 正应力验算正应力验算 开裂后主应力验算开裂后主应力验算 新增裂缝宽度验算新增裂缝宽度验算 B类预应力混凝土类预应力混凝土 新增预应力钢筋应力检查新增预应力钢筋应力检查 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 3 4盖盖3 4 上部结构设计覆上部结构设计覆盖盖项项 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 3 5盖盖3 5 新增裂缝宽度验算覆新增裂缝宽度验算覆盖盖项项 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 3 63 6 设计结果输出设计结果输出 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 4 4 4 4 抗震相关 抗震相关 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 4 1 抗震细则中对应的水平设计谱抗震细则中对应的水平设计谱 根据根据JTG T B02 01 2008中的第中的第 5 2 1款的规定自动款的规定自动5 2 1款的规定自动款的规定自动 生成的水平设计反生成的水平设计反 应谱应谱 E1地震作用地震作用应谱应谱 地震作用地震作用 水平水平 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 4 2细细4 2 抗震抗震细细则中对应的竖直设计谱则中对应的竖直设计谱 根据根据JTG T B02 01 根据根据JTG T B02 01 2008中的第中的第5 2 5 1 针对基岩场地针对基岩场地 和和 第第5 2 5 2 针对土层针对土层第第5 2 5 2 针对土层针对土层 场地场地 款的规定对竖款的规定对竖 向向加速加速度度反反应谱进应谱进向度应谱进向度应谱进 行折减得到的竖向 反应谱 行折减得到的竖向 反应谱 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 4 3系系4 3 理想弹塑性轴力理想弹塑性轴力 弯矩关弯矩关系系 JTG T B02 01 2008中的第中的第7 4 42008中的第中的第7 4 4 款的规定保证曲 线所包围的面积 款的规定保证曲 线所包围的面积 同二折线包围的 面积相等 同二折线包围的 面积相等 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 4 44 4 结合中国规范的自动桥梁抗震结合中国规范的自动桥梁抗震 JTG T B02 01 2008中的中的 第第6 2 2款中对于双柱墩的款中对于双柱墩的第第6 2 2款中对于双柱墩的款中对于双柱墩的 桥墩横桥向墩柱塑性铰区 域分别位于柱底和柱顶 桥墩横桥向墩柱塑性铰区 域分别位于柱底和柱顶 CSiBridge中给出的桥梁 侧向 中给出的桥梁 侧向Pushover分析得到墩分析得到墩 柱的塑性铰同规范给定的柱的塑性铰同规范给定的柱的塑性铰同规范给定的柱的塑性铰同规范给定的 方法一致 可用于方法一致 可用于E2地震 中考察结构物的延性性能 地震 中考察结构物的延性性能 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 4 5 Ph4 5 Pushover结果结果 性能点的性能点的3种表 达方式 种表 达方式 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 4 64 6 弹塑性时程分析弹塑性时程分析 速度曲线谱特速度曲线谱特加加速度速度时程时程曲线曲线的的谱特谱特性 基于模态积分和直接积分法 性 基于模态积分和直接积分法 24 16 18 20 22 24 0 0 阻尼比 2 0 阻尼比 3 0 阻尼比 8 10 12 14 163 0 阻尼比 5 0 阻尼比 7 0 阻尼比 10 0 阻尼比 规范设计反应谱 0 2 4 6 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 00 511 522 533 5 金土木用户大会金土木用户大会 4 7密密4 7 功率谱功率谱密密度分析方法度分析方法 通常功率谱密度分析方法比较复杂 难以 在工程中进行推广 实际工程中所使用的 通常功率谱密度分析方法比较复杂 难以 在工程中进行推广 实际工程中所使用的 功率谱都是简化后的功率谱 即 白噪声功率谱都是简化后的功率谱 即 白噪声 高斯平稳随机过程高斯平稳随机过程 CSiBridge中可以比较方便的输入对应的功 率谱函数 中可以比较方便的输入对应的功 率谱函数 直观的进行功率谱密度分析直观的进行功率谱密度分析 得到功率谱密度的解答可以辅助指导桥梁 在 得到功率谱密度的解答可以辅助指导桥梁 在E2地震作用下的设计地震作用下的设计 JTG T B02 01 2008中对此种方法的实现和作用有明确规 定 中对此种方法的实现和作用有明确规 定 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 5 5 5 5 自动抗震设计 自动抗震设计 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 5 1 自动抗震设计功能自动抗震设计功能5 1 自动抗震设计功能自动抗震设计功能 可供选择抗震设计类型可供选择抗震设计类型E1或或E2 从重力荷载工况自动确定墩柱的开裂截面特性 从重力荷载工况自动确定墩柱的开裂截面特性 并自动施加到截面属性修正并自动施加到截面属性修正并自动施加到截面属性修正并自动施加到截面属性修正 自动生成模型 进行自动生成模型 进行E1或或E2地震作用分析地震作用分析 自生成震计报告自生成震计报告包括求包括求 自自动动生成生成一个抗一个抗震震设设计报告计报告 包括包括需需求求 E2作用下作用下 自动定自动定义义和分析桥墩柱和分析桥墩柱Pushover工工作用下作用下 自动定和分析桥墩柱自动定和分析桥墩柱 况 包括必要的施工阶段工况况 包括必要的施工阶段工况 对于对于E2作用作用输出墩柱能力和输出墩柱能力和D C比比 对于对于E2作用作用 输出墩柱能力和输出墩柱能力和D C比比 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 5 25 2 自动生成抗震所需荷载工况自动生成抗震所需荷载工况 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 5 35 3 抗震设计需求抗震设计需求 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 5 45 4 自动抗震设计的流程自动抗震设计的流程 建立桥梁信息模型建立桥梁信息模型 反应谱及抗震设计需求反应谱及抗震设计需求 恒载分析及开裂后结构损伤恒载分析及开裂后结构损伤 折减反应谱分析及需求位移折减反应谱分析及需求位移 折减反应谱分析及需求位移折减反应谱分析及需求位移 塑性铰定义和指定塑性铰定义和指定 确定能力位移确定能力位移 计算需求计算需求 能力比能力比 查看结果和报告输出查看结果和报告输出 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 5 4 15 4 1 建立桥梁信息模型建立桥梁信息模型 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 5 4 25 4 2 反应谱及抗震设计需求反应谱及抗震设计需求 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 5 4 35 4 3 恒载分析及开裂后结构损伤恒载分析及开裂后结构损伤 北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司北 京 金 土 木 软 件 技 术 有 限 公 司 Beijing Civil King Software Technology Co Ltd 金土木用户大会金土木用户大会 5 4