慕尼黑中央车站的铁路大厅屋盖结构,展示了现代铁路车站基础设施的设计与建筑风格。
案例研究

慕尼黑中央车站轨道大厅屋顶的复杂翻新工程,使用 RFEM 6

挑战

慕尼黑中央车站宽跨距站台大厅屋盖进行全面翻修,对结构工程提出了极为特殊的挑战。受德国铁路股份公司委托,Werner & Balci GmbH 必须分析这一规模庞大且要求极高的结构,包含超过 20,000 根杆件、4,000 个面单元以及 200 多种不同的钢结构截面。另一项挑战在于,改造必须在车站正常运营期间进行。

从结构上看,该项目需要对历史钢梁、桁架、钢板和加劲肋构成的复杂矩阵进行评估,作用于总面积约 30,000 m² 的非对称屋盖几何。此外,工程团队还必须在主梁沿线规划后加的轻型加固措施,即 40 mm 多边形走向的预应力索(200 kN),同时还需考虑不同屋盖区域中显著变化的风荷载和雪荷载。

解决方案

为应对慕尼黑站台大厅屋盖的巨大规模和复杂性,Werner & Balci GmbH 完全依赖 Dlubal Software 的RFEM 6作为结构设计的核心工具。RFEM 6 提供了一个高性能、统一的环境,能够处理庞大的全局三维模型,而无需将其拆分为较小的子模型。这使工程师能够无缝且同时地计算钢构件和混凝土构件,从而完全避免数据碎片化。

借助 RFEM,工程团队精确模拟了多边形预应力索结构,并研究了板件屈曲。此外,他们还能够基于直接来自全局计算的精确内力对复杂的钢结构节点进行设计,从而确保整体承载安全。

使用 RFEM 6 的主要优势

  • 统一的全局建模:工程师将所有构件——从历史钢桁架和用于加固的 40 mm 预应力索,到混凝土屋面板和基础——集成到一个单一、强大的三维模型中,包含超过 20,000 根杆件,确保了无误且整体性的视图。
  • 集成节点设计:借助 Dlubal 的钢节点附加模块,团队可直接在主计算中进行符合规范的验算。这消除了荷载的手动重新输入,最大限度减少了传递错误。
  • 自动荷载分配:RFEM 6 将复杂的风荷载和雪荷载安全高效地分配到约 30,000 m²、几何形状变化巨大的屋面上,并自动将大范围面荷载转换为精确的杆件荷载。
  • 为审查工程师提供透明的验算:只需单击一下,RFEM 6 即可直观显示局部杆件内力,并以类似可审查手算的形式展示公式——包括来自 Eurocodes 的准确条文来源和段落。这显著加快了外部审查工程师的批准流程。

在单一 3D 工作区内实施大型项目

“在 RFEM 中使用整体模型处理这种规模的项目是一项巨大的优势,”Werner & Balci GmbH 的结构工程师 Marin Shera 解释道。“这使我能够将项目的所有部分——从钢梁到基础——集成到一个工作区中。这样,我可以随时全面掌控项目的整体受力行为,而我们的团队也能够快速实施修改,而无需在不同文件或子模型之间切换。对于这种规模的项目,将模型作为一个整体来处理对于高效工作至关重要。”

稳定性与应力分析中无与伦比的清晰度

“另一个很棒的功能是稳定性分析中自振模态的图形显示,这使得能够快速识别复杂几何中的薄弱环节或不稳定性,”Shera 先生解释道。“此外,在出现超载时,只需单击一下即可显示精确的数学公式及其在规范中的具体来源。该软件实际上提供了手工计算般的透明度。因此,我们能够立即锁定局部超载的准确因素,并更快地找到技术解决方案。”

选择 Dlubal Software 的 4 个理由

  • 卓越的易用性: 采用直观的 3D 建模界面和自动荷载助手开发,为结构工程师在日常计算中带来真正的工作乐趣。
  • 真正的多材料集成: 一个单一的、模块化的软件系统,能够并行且协同地对钢结构、混凝土结构、木结构等进行结构分析。
  • 自动化荷载助手: 先进的荷载生成器,可将复杂的空间作用无缝转换为精确的荷载工况。
  • 专业、个性化的实时支持: 通过 TeamViewer 进行实时咨询,可直接获得钢结构、混凝土结构等领域的专业结构工程师支持,避免项目停滞。