首先,让我们简要介绍一下我们的混凝土设计软件。本文主要介绍 Detail 软件中的预应力混凝土设计,该软件主要用于非连续区域设计,或含有非连续区域(如开洞、企口端等)的构件设计。
为了对比计算结果,我们将使用 Beam 软件,顾名思义,其用途是混凝土梁的设计。
其次,我们需要明确几个假设和限制条件,以便更好地理解 Detail 中预应力混凝土梁的设计。
- Detail 软件中未实现时变分析(TDA)。另一方面,Beam 软件中已实现 TDA,用于预应力混凝土梁的设计。
- 在 Detail 中,可通过徐变系数和增量步来模拟 TDA。
- 收缩和温度荷载在 Detail 中未实现。
- Detail 中不考虑混凝土受拉。因此,在对比计算时,需要采用无裂缝梁。当然,同样的方法也可用于有裂缝的梁,但由于 Beam 中仅提供线性计算,结果将有所不同。
增量步
在介绍算例之前,我们需要了解增量步在 Detail 中预应力混凝土设计中的工作原理。
在 Detail 软件中,有 3 种荷载类型,分三个增量步施加到模型上。
- 预应力 - 对应增量步 P
- 永久荷载 - 对应增量步 G
- 可变荷载 - 对应增量步 V
如果创建一个包含所有荷载类型工况的组合,预应力荷载类型的全部份额将在第一个增量步 P 中施加,永久荷载类型的全部份额将在第二个增量步 G 中施加,可变荷载类型的全部份额将在第三个增量步 V 中施加。
设置增量步的原因在于,正常使用极限状态计算中采用了不同的材料模型(不同的弹性模量)(对于承载能力极限状态,仅有一种材料模型,定义于 材料模型(EN)中)。

如图所示,共有三种弹性模量:
- Ec,eff,press = Ecm / (1+φpress) - 增量步 P 对应的混凝土有效弹性模量
- Ec,eff,perm = Ecm / (1+φperm) - 增量步 G 对应的混凝土有效弹性模量
- Ecm - 混凝土割线弹性模量
其中,φpress 和 φperm 分别为增量步 P 和 G 对应的徐变系数,可在"材料与模型"中进行设置。
请注意,对于短期效应,三个增量步均仅使用 Ecm 。长期损失仅在长期效应计算中予以考虑。