3.5.11: 优化补强加固 (Optimize Reinforcement) 🔷

“Optimize Reinforement（优化补强加固）”运算器计算任意壳体的补强加固量。该算法基于Marti的三明治模型方法（请参见[6]或[4]）。分别考虑每个工况，并选择所有工况的最大补强加固量。

图3.5.11.1：计算1m x 1m的板材平面内拉伸荷载为50千牛顿的强加固量量。

图3.5.11.1显示了一块尺寸为$1m$x$1m$的矩形板材，具有$50kN/m$的均匀拉伸线荷载，可将该荷载分别转换为两个$25kN$的点载荷。第一步包括通过“Cross Section（横截面）”运算器定义钢筋混凝土横截面（请参阅第3.3.2节）。补强加固层的定义不会影响模型的位移或横截面力。它仅构成使用线性弹性横截面力计算补强加固的基础。对于补强加固设计，假定零层中的材料（通常是混凝土）没有抗张强度以及无限的抗压强度。由于后者是一种简化，因此应当首先使用“Optimize Cross Section（优化横截面）”运算器来确保混凝土横截面具有足够的高度。“Optimize Reinforement（优化补强加固）”运算器的输入端口与“Optimize Cross Section (优化横截面)”运算器的输入端口相似：

"Model"	用于进行补强加固设计的结构。
"ElemIds"	需为其计算补强加固量的元素标识符。如未特殊指定，则对所有钢筋混凝土横截面进行优化。
"GroupdIds"	参与加固横截面设计且应具有统一加固作用的一组元素标识符的列表。
"MaxUtil"	补强加固利用率的目标值，其中1.0表示完全利用率（默认值）。

在“Settings（设置）”子菜单下有两个端口，可用于指定混凝土（“gammaMc”）和钢（“gammaMs”）的部分安全系数。因目前假定混凝土的抗压强度是无限的，前者可备将来使用。而后者设置为1.15，符合欧洲规范2为标准值（请参见[3]）。“Optimize Reinforement（优化补强加固）”的输出包括以下端口：

"Model（模型）"	优化补强加固的结构。
"Info（信息）"	有关补强加固设计过程的警告。
"Mass（质量）"	优化后的补强加固总质量，以千克为单位。
"Disp（位移）"	每个荷载工况下结构的最大位移。
"Energy（能量）"	每种荷载工况下结构的弹性变形能。

“ShellView（壳体视图）”运算器允许显示补强加固层的厚度及其应力（如图3.5.11.1）。输入端口“LayerInd（图层索引）”设置需要显示图层的索引。混凝土横截面的索引为零，索引一对应其顶部，索引四对应最底部的加固层。局部坐标系的Z方向指向横截面的顶部。 “ModelView（模型视图）”运算器中“Display Scales（显示比例）”项下的“Local layer axes（局部层轴）”条目可用于启用、禁用和缩放局部坐标系的箭头。

在图3.5.11.1例子中，具有特征屈服强度$f_{y,k}=50kN/cm^2$的默认加固材料BSt500导致$a_s = \frac{50kN \cdot 1.15}{2 \cdot 50kN/cm^2}$的必要补强加固量。这相当于一个0.00575 cm的层厚。分母中的“2”源自存在于两个指向拉力方向的加固层（索引分别为1和4）。