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系统—ASBEST（奥思特）
三维桥梁结构计算分析通用 系统—ASBEST（奥思特）

使用说明刘四田 博士

北京市市政专业设计院有限责任公司二00八年十一月

第一章 概 述
1.1系统功能和特点

以异型结构为根本，以快捷高速为准则，自98年推出基于梁格法的ASBEST’98之后，我们一如继往，不断进取，创国内之先，将实体块单元成功引入了桥梁专用计算程序－ASBEST（奥思特）。与空间梁单元程序相比，采用块单元，计算精度大幅提高。这不仅解决了以前异型桥梁结构设计过程中所存在的一系列设计难题，如钢束对弯桥支座偏心的影响、腹板内力差别、弯桥内侧支座脱空等，更重要的是使设计人对异型桥梁有了更深入的了解，提高了设计的合理性与安全度。进一步，为了更好的求解钢混组合梁，程序又增加了板单元。目前，该系统已具有如下功能与特点：
基本功能：
（1）适用范围：直、弯、斜、匝道、拱桥、斜拉桥等复杂桥梁的二维或三维计算；可将支座、桩、柱与上部结构连同计算；可计算多层结构，如公、铁两用桥，还可用它来分析多层框架结构。
（2）施工方法：悬浇、悬拼、整体施工；
（3）计算荷载：自重、预应力效应、集中力、分布力，强制位移、约束及单元的增减、温度变化、收缩、徐变、汽车、挂车、特殊车载及人群荷载等。汽－超20、城－A、公路－Ⅰ等不同规范所定义的车载可同时计算，即适用于规范JTJ021-89、CJJ77－98、JTGD60—2004。
（4）计算结果：截面几何特性、节点位移、施工阶段内力、组合内力、组合应力、截面十点应力、截面强度等。对于普通钢筋混凝土结构，在求得单元内力及应力之后，还可求得单元截面受拉钢筋及斜筋根数，检验其裂缝宽度，并将设计计算过程输出。系统在保留数据文件的同时，均将计算结果图形化。
超强功能：
（1）全部采用图形来输入数据。
（2）它的单元截面可由两种不同的材料构成，如钢、混组合结构，程序自动将其转换；
（3）当用户按三维板、块单元进行计算时，可按梁单元类似的方法输入最基本的控制信息，程序能自动进行网格划分生成板、块单元，并将单元应力进行积分求出内力。以箱梁为例，当按板、块单元计算时，箱梁各腹板、横隔梁、顶底板的内力计算将一气呵成，真正实现了事半功倍。
（4）在动力计算方面，用户只要输入场地类型、地震力方向等有限的几个参数，程序便可求出结构自振频率(求冲击系数)、振型及地震反应谱，进而求出结构在地震力作用下的位移、内力及应力。
（5）在模拟约束时，可采用刚性约束或弹性约束，可处理非常复杂的单元之间连接形式，如铰接，铰变固，径向支承等。
（6）该系统的核心计算部分开发成功于上世纪80年代初，已稳定运行了20多年，桥梁专业部分完成于1998年，并于2000年通过了建设部鉴定，已经过了数千实际工程的验算，计算结果可靠实用。
（7）在用板、块单元计算时，不仅钢束的输入方法同梁单元一样简单方便，同时还考虑了钢束孔道及混凝土收缩、徐变的影响（部分软件在作三维计算时，只能用单元来模拟钢束，它要求沿着钢束曲线布置节点，单元划分比较困难，而且不能自动考虑孔道及混凝土收缩、徐变的影响）。
（8）具有庞大的分析容量和顶级计算速度。可求解20万节点100多万自由度的大型复杂桥梁结构，大大领先于国内其它同类软件。部分软件虽然已具有三维分析功能，但只能采用空间梁单元，人为简化因素较多，求解精度低，由此而导致的工程设计缺陷偶有发生，最常见现象便是弯梁桥的内侧支座脱空。

1.2 系统基本要求

1.硬件：奔4以上机型，至少64M内存。
2.软件：WINDOWS’95以上操作系统。

1.3 基本算法
本系统包含三种算法 ：1. 平面梁单元算法。2. 梁格法。3．梁、板、八节点非协调块单元组合算法。针对不同的问题，用户可采用不同的算法。
平面梁单元算法适用于直的连续梁，盖梁等结构。当用平面梁单元算法时，用户首先必须算出横向分布系数，并需要弄清桥梁各构件之间力的传递关系。
梁格法是一种空间算法，它的实质是用一个纵横交错的空间梁单元来模拟实际结构。适用于格子梁桥、肋板桥、实心板桥、箱型截面等不同截面形式桥。在用梁格法计算结构时，事先需要解决如下问题：
（1）.如何将实际结构顺桥向划分成多条纵梁。
（2）.如何将纵梁之间用横梁将其连接起来。
最重要的便是，如何通过调整纵横交错梁格的截面大小、形状及其弹性模量，使这样一个“筛子”状的结构和原来的连续体结构受力特征类似。比如说在用梁格法来计算一个箱型结构时，由于箱子是一个闭口截面，具有很强的抗扭特性，当用等效的梁格来模拟时，由于梁格为开口截面，其抗扭特性大大减弱，这时就必须通过加强横向连接及提高梁格的弹性模量等方法来等效。至于怎样来提高，只能是具体问题具体对待，有时确实存在困难