В данном программном комплексе особенно примечательна философия построения моделей таких сооружений. Главный принцип – создание т.н. структурных осей (главных и вторичных) моста, к которым привязываются все остальные структурные элементы (балки, плиты, опоры). Таким образом, становится возможным создавать параметрическую модель сооружения, то есть при внесении изменений в траекторию моста, например, в изменение уклона или высотных/горизонтальных отметок, необходимо изменить только параметры оси, вместе с которыми поменяется и все остальные элементы расчётной модели. Другой отличительной чертой по моделированию пролётных строений является возможность создавать пользовательские переменные параметры в самом поперечном сечении балки, которая будет меняться вдоль оси по соответствующей функции. Например, для создания балки с переменной высотой (арки) необходимо привязать высоту балочного элемента к соответствующей переменной функции по оси, которая у опоры обладает большими значениями, нежели в пролёте. При использовании такого способа моделирования двух узловые конечные элементы интерполируются плавно (Рис. 1), согласно данной функции, что избавляет пользователя от мануального ввода стержней с разными поперечными сечениями. Классическим препроцессором для такого моделирования является AutoCAD (надстройка SOFiPLUS), что значительно упрощает работу по созданию расчётной схемы – все элементы создаются на основе объектов AutoCAD, в том числе и любые геометрически нелинейные.
В области расчётов SOFiSTiK также обладает достаточно широким функционалом: основной решатель ASE позволяет рассчитать конструкцию на любые типы нелинейности и их комбинации (физическая, геометрическая и конструктивная). Также доступны расчёты динамических воздействий, депланации стальных профилей и потери устойчивости (в т.ч. и гибких нитей). Для формирования линий влияния от подвижных нагрузок существует модуль ELLA, который позволяет проанализировать данные эффекты, в том числе и от нагрузок, регламентированных нормами проектирования. Но отдельно стоит выделить модуль CSM, который отвечает за расчёты стадий возведения, без чего, очевидно, нельзя обойтись при расчётах любых пролётных строений. Данный модуль позволяет рассчитывать как внешние стадии возведения (моделирование надвижек и временных опор), так и внутренние (изменение поперечных сечений балок, добавление нового слоя армирования или слоя асфальта). Более того, в модуле CSM доступен учёт ползучести и усадки (в т.ч. и по пользовательским функциям), стадии установки и заливки каналов пред- и постнатяжения, нелинейности, вторичные эффекты ползучести и преднапряжённых канатов.
Вообще, среди всех преимуществ использования ПК SOFiSTiK для пролётных сооружений особенно выделяются возможности моделирования и расчёта напрягаемой арматуры: как преднапряжения, так и постнатяжения. В отличие от многих программ, канаты моделируются в явном виде по тому же принципу, что и другие структурные элементы – с привязкой к структурным осям на базе объектов AutoCAD (см. пример на Рис.1).
Моделирование преднапряжения доступно в конечных элементах плоских плит, оболочках и балках. Возможно задать различные направления натяжения: справа, слева, сначала справа – потом слева, сначала слева – потом справа. Также существуют расширенные возможности по этапам создания натяжения канатов:
- натяжение
- ослабление
- повторное натяжение
- проскальзывание
- комбинированные
После триангуляции модели для канатов в отчётах автоматически выводятся такие параметры как потери напряжения, сила оттяжки, коэффициенты анкеровки, масса стали и объём каналов.
Так как программный комплекс ориентирован на пользователей по всему миру, то разработчики, помимо внедрения норм проектирования для каждых из стран, всегда оставляют за пользователем возможность мануального редактирования алгоритмов расчёта путём использования внутреннего объектно-ориентированного языка программирования CADiNP.
В заключение, помимо широких возможностей для МКЭ расчёта и анализа, коротко описанных выше, разработчики активно развиваются в сфере BRIM технологий (Bridge Information Modelling) и недавно выпустили специальное приложение для Autodesk Revit, которое позволяет также параметрически создать оси и геометрию мостовых и других линейных сооружений в среде Revit с использованием полных адаптивных моделей и семейств.
Таким образом, программный комплекс SOFiSTiK является универсальным средством для МКЭ расчёта и моделирования любых пролётных строений и позволяет выполнить не только стандартные типы расчётов, но и любые продвинутые.
