本文阐述了 midas Civil 与 IDEA StatiCa 之间 BIM 链接的工作原则,特别是在 midas Civil 中正确准备计算模型的指导方针,以确保在 IDEA StatiCa BIM 应用程序中顺畅导入内力,并将调整和检查工作量降至最低。本文是全面阐述内力导入 IDEA StatiCa BIM 问题的系列三篇文章之一,建议首先阅读本文。其余两篇文章如下:
- Midas Civil BIM link for design of three-span post-tensioned bridge - 将预应力三跨 T 形梁桥计算模型结果导入 IDEA StatiCa BIM 的实际示例。
- Midas Civil BIM link – logic of load cases and combinations postprocessing in IDEA StatiCa BIM – 本文阐述了 BIM 链接的工作原则,特别是在 midas Civil 中准备计算模型的指导方针。
IDEA StatiCa BIM 应用程序旨在将 IDEA StatiCa 规范校核(特别是 RCS 软件)与用于整体分析的有限单元法(FEA)程序相连接,包括:Scia Engineer、Axis、midas Civil 和 midas Gen。但本文仅聚焦于与 midas Civil 的集成。IDEA StatiCA BIM 应用程序充当 midas Civil 复杂数据的转换器,用于在 RCS 软件中进行验算。其关键功能在于能够自动导入 midas Civil 中施工阶段分析的结果,包括流变效应、预应力效应等。
IDEA StatiCa BIM 从 midas Civil 导入以下内容:
- 模型几何形状、截面及材料特性
- 预应力参数——钢束属性及布置
- 施工阶段分析结果
- 施工后阶段分析结果(温度、移动荷载包络、不均匀沉降等)
- 组合规则及系数
IDEA StatiCa BIM 应用程序无法直接从 midas Civil 导入荷载效应包络,因为在 RCS 软件中对预应力截面进行正确验算时,必须将预应力、永久荷载和可变荷载的效应分开考虑。因此,IDEA StatiCa BIM 处理各个荷载工况,并根据从 midas Civil 获取的组合规则重新进行组合。为确保数据传输正确,在 midas Civil 中准备计算模型时必须遵循若干原则。以下将逐步介绍这些原则。
IDEA StatiCa BIM 中荷载工况的处理逻辑及包络组合的评估方式与 midas Civil 有所不同,与 Scia Engineer 等软件中的组合处理逻辑类似。但只需遵循几条简单原则,BIM 应用程序中重新进行的组合即可得到与 midas Civil 相同的内力结果。该逻辑在单独的文章 Midas Civil BIM link – import of internal forces and combinations to IDEA StatiCa 中有更详细的描述。对于 BIM 应用程序的日常使用,无需深入研究,只需遵循以下原则即可。但在处理特殊任务或 midas Civil 与 IDEA StatiCa BIM 之间内力存在差异时,理解 BIM 应用程序的工作原理非常重要。此外,读者也将更清楚地理解本文简单原则背后的基本概念。
1. 在 midas Civil 中不使用变音符号
midas Civil 的数据导出使用 *.mid 和 *.mct 文件。这些文件中使用句点和逗号作为各数据的分隔符。模型各实体名称(荷载工况、组合、截面等)中的句点和逗号可能破坏此结构。重音符号、逗号以及一般的变音符号在将数据导入 BIM 应用程序时可能引发问题。因此,建议在 midas Civil 中命名各模型实体时不使用变音符号。
2. 用于确定承载能力极限状态或正常使用极限状态组合类型的标识符
在 midas Civil 中,组合在"荷载组合 -> 一般"选项卡中输入。用户通常通过名称区分组合类型,但从 midas Civil 导入的数据中缺少该组合是承载能力极限状态还是正常使用极限状态特征值组合等信息。然而,为正确验算截面的极限状态,BIM 应用程序及后续的 RCS 软件需要区分各类组合。这种分类可在导入后在 BIM 应用程序的组合管理器中手动完成。但根据下表,在 midas Civil 的"描述"字段中直接添加标识符以区分组合更为合适和高效。未添加标识符的组合将自动视为承载能力极限状态组合。

3. 在 midas Civil 中一致区分永久荷载工况和可变荷载工况
为使 BIM 应用程序正确处理导入的荷载工况,必须在 midas Civil 中使用每个荷载工况的"类型"参数正确区分永久荷载工况和可变荷载工况。在 midas Civil 中设置为对应永久荷载类型(永久荷载工况)的荷载工况,将作为永久荷载工况导入 BIM 应用程序(更准确地说,其所属荷载工况组为永久类型)。在 midas Civil 中设置为对应可变荷载类型(瞬时荷载工况)的荷载工况,将作为可变荷载工况导入 BIM 应用程序。各永久和可变类型的列表如下图所示。

4. 在 midas Civil 的包络组合中不使用永久荷载工况
midas Civil 与 BIM 应用程序在处理永久荷载工况时采用略有不同的逻辑。在 midas Civil 中,包络类型组合不区分永久荷载工况或可变荷载工况,仅从定义的荷载工况集合中数学计算最大值和最小值包络。
另一方面,在 BIM 应用程序中,当对包含永久荷载工况和可变荷载工况的荷载工况集合进行包络组合评估时,永久荷载工况的效应始终叠加到由其他可变荷载工况形成的包络上。这将导致 midas Civil 与 IDEA StatiCa BIM 之间的内力存在差异。但在 midas Civil 中,只需在包络类型组合中不使用永久荷载工况,且不与可变荷载一起使用,即可轻松避免包络评估中的此类差异。此规则仅适用于永久荷载工况。
5. 在施工阶段分析中仅使用永久荷载工况
在 midas Civil 中使用分阶段施工(施工阶段分析)时,需考虑导入的永久荷载工况的处理方式。施工阶段分析产生的所有荷载工况(恒载、施工荷载、钢束一次效应、钢束二次效应、徐变二次效应、收缩二次效应)将自动作为永久荷载工况导入 BIM 应用程序,且应用程序将其视为分阶段施工结果的一部分。若 midas Civil 中某个不属于施工阶段分析的荷载工况被错误地指定为对应永久荷载的类型(如恒载、用户自定义等),则会出现问题。BIM 应用程序将该荷载工况作为永久类型导入,并尝试将其"置于"分阶段施工结果中。但由于该荷载工况并非 midas Civil 中已定义的施工阶段分析的一部分,应用程序无法确定其位置。BIM 应用程序在执行截面验算前将显示以下提示信息:"该组合不适用于截面设计,因为该组合中包含的永久荷载工况与施工阶段中定义的永久荷载工况不对应。"
