Придание жёсткости конструкции

Техническая статья

Эта статья была переведена Google Translator Посмотреть исходный текст  

Здания должны быть спроектированы и рассчитаны таким образом, чтобы как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки действовали безопасно и без больших деформаций здания. Примерами горизонтальных нагрузок являются ветер, непреднамеренный наклон, землетрясения или взрывная волна.

Определение внутренних сил и расчет элементов конструкции жесткости возможно с помощью программ конечных элементов, таких как RFEM. Здание можно отобразить со всеми несущими конструктивными частями, проемами и так далее и рассчитанными в качестве полной модели.

Предварительная настройка систем жесткости может быть выполнена с помощью методов расчета, показанных в [1], путем ручного расчета или с помощью таких программ, как SHAPE-THIN. Они дают инженеру лучшее понимание передачи нагрузки в системе, а также вклад несущей способности отдельных конструктивных элементов.

Распределение горизонтальных сил

Горизонтальное распределение нагрузки для изгибов или крутильных напряжений на компонентах жесткости может быть рассчитано в соответствии с приведенными ниже формулами.

Силы изгибов
$$\begin{array}{l}{\mathrm V}_{\mathrm y,\mathrm i}\;=\;\frac{{\mathrm V}_\mathrm y\;\cdot\;({\mathrm I}_{\mathrm z,\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm y\;-\;{\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm{yz})\;-\;{\mathrm V}_\mathrm z\;\cdot\;({\mathrm I}_{\mathrm z,\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm{yz}\;-\;{\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm z)}{{\mathrm I}_\mathrm y\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm z\;-\;{\mathrm I}_\mathrm{yz}²}\\{\mathrm V}_{\mathrm z,\mathrm i}\;=\;\frac{{\mathrm V}_\mathrm y\;\cdot\;({\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm y\;-\;{\mathrm I}_{\mathrm y,\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm{yz})\;-\;{\mathrm V}_\mathrm z\;\cdot\;({\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm{yz}\;-\;{\mathrm I}_{\mathrm y,\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm z)}{{\mathrm I}_\mathrm y\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm z\;-\;{\mathrm I}_\mathrm{yz}²}\end{array}$$
Где
V y, i , V z, i : Сила сдвига в направлении y или z, которая загружает частичное сечение i
V y , V z : Сила сдвига в у-или z-направлении, которая нагружает все сечение
I y, i , I z, i , I yz, i : Инерция частичного сечения i, связанная с осями, параллельными Y и Z, через центр тяжести сечения S i
I y , I z : Общие моменты инерции, связанные с центром тяжести S

Силы из-за кручения
$$\begin{array}{l}{\mathrm V}_{\mathrm y,\mathrm i}\;=\;\frac{{\mathrm M}_\mathrm{xs}\;\cdot\;\lbrack{\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm y}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm y}_\mathrm M)\;-\;{\mathrm I}_{\mathrm z,\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm z}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm z}_\mathrm M)\rbrack}{\mathrm\Sigma\;\lbrack{\mathrm I}_{\mathrm\omega,\mathrm i}\;+\;{\mathrm I}_{\mathrm y,\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm y}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm y}_\mathrm M)²\;-\;2\;\cdot\;{\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm y}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm y}_\mathrm M)\;\cdot\;({\mathrm z}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm z}_\mathrm M)\;+\;{\mathrm I}_{\mathrm z,\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm z}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm z}_\mathrm M)²\rbrack}\\{\mathrm V}_{\mathrm z,\mathrm i}\;=\;\frac{{\mathrm M}_\mathrm{xs}\;\cdot\;\lbrack{\mathrm I}_{\mathrm y,\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm y}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm y}_\mathrm M)\;-\;{\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm z}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm z}_\mathrm M)\rbrack}{\mathrm\Sigma\;\lbrack{\mathrm I}_{\mathrm\omega,\mathrm i}\;+\;{\mathrm I}_{\mathrm y,\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm y}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm y}_\mathrm M)²\;-\;2\;\cdot\;{\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm y}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm y}_\mathrm M)\;\cdot\;({\mathrm z}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm z}_\mathrm M)\;+\;{\mathrm I}_{\mathrm z,\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm z}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm z}_\mathrm M)²\rbrack}\end{array}$$
Где
V y, i , V z, i : Сила сдвига в направлении y или z, которая загружает частичное сечение i
M xs : дополнительный крутящий момент, который нагружает все сечение
Травмы, моменты инерции частичного сечения i по отношению к осям, параллельным Y и Z, через центр тяжести с частичным сечением S i
I ω, i : коэффициент деформации по отношению к центру сдвига сечения M i
y M, i , z M, i : координата середины сечения поперечного момента M i
y M , z M : координата среднего момента сдвига M

Пример

Распределение горизонтальных нагрузок на элементы жесткости будет определяться в качестве примера для системы, показанной на рисунке 1.

Beck, H. Schäfer, H.: Расчет высотных зданий путем объединения всех компонентов жесткости в один балок. Гражданский инженер, выпуск 3, 1969

Ключевые слова

Фиксация Система жесткости Горизонтальное распределение нагрузки Частичное поперечное сечение поперечного сечения

Загрузки

Ссылки

Контакты

Свяжитесь с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы или необходим совет?
Свяжитесь с нами через бесплатную поддержку по электронной почте, в чате или на форуме или найдите различные предлагаемые решения и полезные советы на страницах часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

RFEM Основная программа
RFEM 5.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций методом конечных элементов (МКЭ) плоских и пространственных конструктивных систем, состоящих из плит, стен, оболочек, стержней (балок), тел и контактных элементов

Цена первой лицензии
3 540,00 USD
Сечения Тонкостенные
SHAPE-THIN 8.xx

Программа для расчета сечений

Харакетристики сечений, расчет напряжений и пластический расчет открытых и замкнутых тонкостенных сечений

Цена первой лицензии
1 120,00 USD