Способы моделирования составных сечений

Техническая статья из области расчета конструкций и использования программ Dlubal Software

  • База знаний

Техническая статья

Эта статья была переведена Google Translator

Посмотреть исходный текст

В RFEM существуют различные способы моделирования составных поперечных сечений. В следующем примере будут показаны и объяснены три различных варианта моделирования составного сечения, состоящего из прокатного стального сечения HEA 300 и бетонного прямоугольного сечения w/l = 100/30 см.

конструктивная система

Составная балка поддерживается в виде однопролетной балки на длине 15 м. На самом деле, композит создается с помощью соединителей, работающих на сдвиг, которые приварены через каждые 1,25 м. Собственный вес принят в качестве нагрузки (Рисунок 01).

Pисунок 01 - Система

Вариант 1: композитный вариант с использованием общих узлов по экцентриситету стержня

Оба элемента сечения моделируются каждый как (2 ⋅) 12 ⋅ 1,25 м элементов стержня (стержень типа стержня). Поскольку оба сечения изначально расположены на одной линии, необходимо активировать функцию «Разрешить двойные стержни» в разделе «Изменить», чтобы их можно было рассматривать отдельно, но при этом они поддерживались в одном конечном узле. Соответствующий эксцентриситет стержня должен быть назначен всем 2 × 12 элементам стержня таким образом, чтобы верхний край стального профиля был равен нижнему краю сечения бетона (Рисунок 02).

Pисунок 02 - Вариант 1:

Таким образом, двенадцать отдельных составных элементов соединяются друг с другом в начале и на конце стержня.

Вариант 2: композит с применением жестких элементов

Для элементов выполняется то же моделирование, что и для варианта 1, с той разницей, что сечениям не присваиваются эксцентриситеты, но оба сечения стержня находятся на двух отдельных линиях. Чтобы создать двенадцать составных элементов из 24 элементов стержня, отдельные сечения соединены друг с другом жесткими стержнями. У обеих опор жесткий стержень разделен на два стержня, так что узловые опоры находятся в составном соединении, как в варианте 1. Опора осуществляется с помощью жестких стержней (Рисунок 03).

Pисунок 03 - Вариант 2:

Жесткие стержни соединяют оба полных сечения таким же образом, как и эксцентриситет. Эта опция предлагает возможность изменить жесткости жестких стержней так же, как у существующих соединителей с головками, работающими на сдвиг, на их концах, или даже заменить их другими типами стержней. Кроме того, есть возможность увидеть внутренние силы муфт (жестких стержней). Поэтому необходимо активировать функцию «Результаты по соединениям» в навигаторе «Изобразить» в разделе «Результаты» → «Деформация» → «Стержни» (Рисунок 04).

Pисунок 04 - Активировать «Результаты для соединений»

Вариант 3: Составной по типу стержня «Ребро»

Этот вариант основан на совершенно ином моделировании. Сечение бетона моделируется как поверхность, сечение стали - как ребро. Эксцентриситет ребра можно определить в диалоговом окне «Изменить ребро» на стороне +z поверхности. Чтобы получить ту же опорную ситуацию, что и в Варианте 1 и Варианте 2, поверхность (и, таким образом, автоматически также ребро) может быть с обеих сторон соединена с опорой с жестким стержнем, от его центральной оси к его стороне +z , Кроме того, чтобы получить внутренние силы для всего сечения, необходимо активировать функцию «При добавлении стержней компонентов поверхности» в навигаторе «Изобразить» → «Результаты» → «Стержни» → «Ребра - эффективное влияние на поверхность/стержень» ). Более подробную информацию о ребре типа стержня можно найти в соответствующих часто задаваемых вопросах .

Заключение

В то время как первые два варианта являются своего рода каркасной моделью и, таким образом, изгибающие моменты благоприятно передаются из-за соединений, третий вариант представляет собой идеальное составное сечение. Из-за внутренних сил, интегрированных по бетонной поверхности, внутренние силы имеют другой размер, чем в первых двух вариантах, и должны оцениваться по-разному (Рисунки 05 и 06).

Pисунок 05 - Варианты 1 и 2:

Pисунок 06 - Вариант 3:

Тем не менее, сравнение прогиба показывает, что для моделирования можно использовать все три варианта (рисунок 07).

Pисунок 07 - Прогиб трех вариантов

Кроме того, что касается эффекта сдвига между сечением бетона и сталью, можно утверждать, что результаты сопоставимы. Продольная поперечная сила VL отображается при активации внутренней силы VL в разделе «Диаграмма результатов» (щелкните правой кнопкой мыши по ребру) (Рисунок 08).

Pисунок 08 - Отображение продольной поперечной силы VL

Это сопоставимо с поперечной силой жестких стержней варианта 2 (рисунок 09).

Pисунок 09 - Поперечная сила первого жесткого стержня от края опоры

Внутренние силы и
прогибы
в сравнении
Вариант 1Вариант 2Вариант 3
My [кНм]32,6432,64240,5
u [мм]20,120,120,4
v Pисунок 03 - Вариант 2: [кН]132,3132,3128,3

Автор

Bastian Ackermann, M.Sc.

Bastian Ackermann, M.Sc.

Поддержка заказчиков

Г-н Аккерманн оказывает техническую поддержку клиентам Dlubal Software и отвечает за их запросы.

Ключевые слова

составное сечение Гибридная Составная колонна Составная балка

Загрузки

Ссылки

Добавить комментарий...

Добавить комментарий...

  • Просмотры 3852x
  • Обновления 20. июля 2021

Контакты

Связаться с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы по нашим программам или вам просто нужен совет?
Тогда свяжитесь с нами через бесплатную поддержку по электронной почте, в чате или на форуме или ознакомьтесь с различными решениями и полезными предложениями на страницах часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

Онлайн тренинги | Английский

Программа RFEM для студентов | США

Онлайн-обучение 11. августа 2021 13:00 - 16:00 EDT

Онлайн обучение | Английский

Еврокод 3 | Стальные конструкции по норме DIN EN 1993-1-1

Онлайн-обучение 25. августа 2021 8:30 - 12:30 CEST

Онлайн тренинги | Английский

Еврокод 5 | Деревянные конструкции по норме DIN EN 1995-1-1

Онлайн-обучение 23. сентября 2021 8:30 - 12:30 CEST

Расчет стекла в программе Dlubal

Расчет стекла в программе Dlubal

Webinar 8. июня 2021 14:00 - 14:45 CEST

Ветровые нагрузки на здания

Ветровые нагрузки на здания

Длительность 4:00 мин

Что такое воздействия?

Что такое воздействия?

Длительность 3:04 мин

}
RFEM
RFEM

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