\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Global 3D model of the structure in AxisVM}}}\]
项目概况
本项目位于匈牙利一家化工厂，重点对一段现有管道桥梁节段进行评估，以验证其在当前运营荷载下的结构承载能力。该管道桥梁总长超过100米，但由于其模块化重复特性，仅需对一个典型节段进行详细评估。现有结构缺乏设计文件，因此需要采用先进的测量和诊断技术来获取几何与材料数据。
为重建竣工几何形态，项目进行了三维激光扫描；钢筋详图则通过钢筋扫描仪识别。混凝土强度采用回弹仪测试进行评估，钢筋质量则根据施工年代规范、周边结构文件及工程经验进行估算。
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Vierendeel column modeled in Detail - Topology optimization}}}\]
工程挑战
该结构由预制预应力钢筋混凝土"T"形梁组成，梁搁置于嵌入杯口基础的柱上，由整体式块状基础支承。一个关键设计要素是居中布置的 Vierendeel 柱，该柱提供纵向稳定性，并抵抗由管道位移或环境荷载产生的水平力。其余各柱作为铰接支座，由该固定中心构件提供纵向稳定。
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Internal force diagrams in AxisVM}}}\]
在横向方向，固定柱和铰接柱均表现为固定底部的悬臂构件。在纵向方向，铰接柱按底部固定、顶部有侧向支撑建模，而 Vierendeel 柱则建模为悬臂或梁间竖向振动构件。
由于混合支座配置，温度膨胀效应可忽略不计。结构在横向风荷载下满足要求，然而纵向水平力带来了显著挑战。这些力在梁内引发剪力传递机制，而传统杆单元有限单元法模型无法准确捕捉这些力。
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Results in Detail - Concrete stress, Reinforcement stress, Crack width, Deformation}}}\]
解决方案与结果
为克服常规建模方法的局限性，采用 IDEA StatiCa Detail 评估梁在纵向荷载作用下的复杂剪切行为。由整体分析得出的内力包络线揭示了控制荷载组合。这些内力被输入 Detail 中，以评估梁的构造详图是否满足要求。
IDEA StatiCa的拓扑优化提供了一种快速、直观的方式来验证我们的拉压杆假设，尤其是考虑到连接梁的截面高度。它为我们节省了数小时的手动建模工作，并能够精确确认纵向荷载路径和柱的承载能力。
Dávid Sadrinia
结构工程师
鉴于连接梁的截面高度较大，采用拉压杆模型更能准确反映内力分布。由于模型复杂，手动计算此类模型将耗时过长且容易出错。为此，采用 IDEA StatiCa 的拓扑优化工具对可能的力流路径进行可视化。生成的拓扑结果证实了预期的力流方向，使工程师能够输入实际钢筋布置进行验证。
结果表明，在所采用的构造详图下，固定柱的承载能力满足要求。通过 IDEA StatiCa 进行的附加校核揭示了荷载作用下变形的显著差异，有助于进一步评估正常使用极限状态性能。
关于 BASE-Engineer Kft.
BASE-Engineer Kft. 总部位于匈牙利佩奇，专注于大型工业设施以及住宅和商业建筑的结构设计。该公司将传统工程经验与前沿数字化工具相结合，提供技术可靠且可施工的解决方案。更多信息请访问 base.hu。
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