Сечения

Сечение необходимо для описания свойств стержня: Силовые характеристики сечения и сопутствующие материалы влияют на жесткость стержня.

Не каждое определяемое сечение должно использоваться в модели. Так можно быстро моделировать варианты, не удаляя сечения. Однако, сечения не могут быть перенумерованы.

Диалоговое окно «Новый сечение»

Имя

Вы можете задать любое имя для сечения и указать его характеристики. Если обозначение совпадает с записью в библиотеке, RSTAB загружает хранимые параметры. Чтобы выбрать сечение из библиотеки, нажмите кнопку в конце строки ввода. Импортирование сечений описано в разделе Библиотека сечений.

Для сечений из библиотеки характеристики фиксированы и не подлежат изменению. Исключением являются сдвиговые площади и размеры для неравномерных температурных нагрузок.

Для пользовательского имени сечения все характеристики необходимо задавать вручную. Затем вы можете использовать сечение для определения усилий. Однако, расчёт этого сечения невозможен, так как невозможно определить точки напряжений.

База

Вкладка База управляет основными параметрами сечения.

Материал

Каждому сечению должен быть назначен материал. Вы можете выбрать его из списка уже определённых материалов. Кнопки рядом с полем ввода позволяют выбрать материал из библиотеки или определить его заново (см. раздел Материалы).

Категории

Тип сечения

Для сечений из библиотеки тип сечения предварительно установлен по классификационным стандартам (см. раздел Библиотека сечений). Пользовательские сечения относят к типу 'База'.

Список типов сечений

Способ изготовления

Для сечений из библиотеки отображается способ изготовления профиля. Он управляет определёнными расчетными предписаниями, например, линиями изгиба для холодногнутых полых профилей.

Опции

Отключить сдвиговую жесткость

Учет сдвиговой жесткости ведет к увеличению деформации под воздействием поперечных сил. Сдвиговая деформация имеет второстепенное значение для прокатных и сварных профилей, но для массивных сечений и деревянных профилей рекомендуется учитывать сдвиговые жесткости при расчёте деформаций.

Отключить жесткость по кручению

Контрольное поле для учета жесткости по кручению доступно, если в основных параметрах активировано дополнение Крутильная жёсткость. В этом случае вы можете управлять применением жесткости по кручению сечения в расчётах с семью степенями свободы сомодействия.

Поворот сечения

Поворот сечения описывает угол, на который сечение повёрнуто. Вы можете задать угол поворота α' во вкладке Поворот сечения.

Определение поворота сечения и зеркальное отображение L-образного сечения

Для несимметричных сечений эта вкладка также предлагает возможность 'отразить' профиль. Таким образом, вы можете, например, расположить L-профиль в правильной позиции.

Если вы импортируете сечение из библиотеки или RSECTION, вам не нужно беспокоиться о повороте сечения α'. RSTAB загружает угол автоматически. Однако для собственных профилей вам придётся самостоятельно определять угол между главными осями и настраивать расположение через поворот сечения.

Гибрид

Опция 'Гибрид' доступна для сечений типа 'Параметрические - Толстостенные II', а также для профилей RSECTION, состоящих из нескольких материалов. Вкладка Гибрид позволяет, например, задавать материал отдельным компонентам составных деревянных сечений.

Определение гибридного сечения

Модель Тонкостенной Оболочки

С помощью контрольного поля 'Модель Тонкостенной Оболочки' вы можете управлять определением характеристик сечения для сечений типов 'Стандартные - Стальные' и 'Параметрические - Тонкостенные', в зависимости от используемой теории. Для толстостенного сечения, например, сдвиговые площади и момент инерции при кручении определяются другим методом, так как аналитическое решение применимо только для тонкостенных сечений.

Американская нотация для значений сечений

Символы значений сечений различаются в европейских и американских конвенциях. С помощью контрольного поля можно управлять, обозначать ли, например, статические моменты как S или Q.

Оценка стоимости

Оценка стоимости обычно производится на основе стоимости материала, назначенного стержням сечения (см. раздел Материалы). Если для сечения необходимо задавать специфичные параметры, вы можете установить элементы стоимости и единицы измерения отдельно во вкладке Оценка стоимости.

Оценка выбросов CO₂

Также оценка выбросов CO₂ обычно основана на материале сечения. Вы можете отдельно задавать единичные выбросы и единицы измерения для каждого сечения во вкладке Оценка выбросов CO₂.

Сглаживание напряжений для избежания сингулярностей

Сглаживание напряжений в первую очередь рекомендуется для составных деревянных сечений для предотвращения сингулярностей в соединительных областях. В этих местах напряжения среза часто вызывают пики напряжений, неблагоприятно влияющих на расчет. Эта функция позволяет добиться лучшего распределения напряжений.

Сравнение результатов без сглаживания напряжений (слева) и со сглаживанием напряжений (справа)

Характеристики сечения

В этом разделе указаны основные характеристики сечения. Дополнительные параметры можно найти во вкладке Характеристики сечения.

Площади сечения

Площади сечения делятся на общую площадь 'Осевой A' и площади 'Сдвиг A_y' и 'Сдвиг A_z'. Сдвиговая площадь A_y связана с моментом инерции I_z, а сдвиговая площадь A_z соответственно с I_y.

В следующей статье вы найдете информацию о расчете сдвиговых площадей:

• KB 000966 | Типы плоскостей сдвига и их значение

Сдвиговые площади влияют на сдвиговую деформацию, которую особенно следует учитывать для коротких и массивных стержней. Если вы изменяете сдвиговые площади, старайтесь избегать экстремально малых значений: Сдвиговые площади находятся в знаменателе уравнений, что может вызвать числовые проблемы.

Моменты инерции поверхности

Моменты инерции определяют жесткость сечения по отношению к нагрузке моментами: момент инерции при кручении I_T описывает жёсткость против закручивания вдоль продольной оси, а моменты инерции 2-го порядка I_y и I_z относятся к жёсткости против изгиба вокруг локальных осей y и z. Ось y считается "сильной" осью. С помощью момента инерции 2-го порядка I_ω описывается сопротивление к моменту закрутки.

Для несимметричных профилей моменты инерции указываются относительно главных осей u и v сечения. Локальные оси сечения показаны на графике сечения.

Характеристики сечения и оси L

Вы можете настраивать площади сечения и моменты инерции через факторы, которые задаёте как 'Структурную модификацию' специфичную для сечения (см. раздел Структурные модификации).

Наклон главных осей

Наклон главных осей описывает положение главных осей относительно стандартной системы главных осей симметричных сечений. Для несимметричных профилей это угол α между осью y и осью u (положительный по часовой стрелке). Главные оси для симметричных профилей обозначаются как y и z, для несимметричных профилей как u и v (см. рисунок Характеристики сечения и оси).

Наклон главных осей определяется по следующему уравнению:

Наклон главных осей библиотечных профилей не подлежит редактированию. Однако вы можете повернуть сечение на угол, заданный вручную: Для этого активируйте контрольное поле 'Поворот сечения' в разделе 'Опции' (см. раздел Поворот сечения).

Размеры (для неравномерных температурных нагрузок)

Размеры по ширине b и высоте h сечения необходимы для расчёта температурных нагрузок.

RSECTION

Если имеется сечение, созданное с помощью RSECTION, вы можете открыть программу для сечений и изменить сечение, нажав кнопку .

Характеристики сечения

Во вкладке Характеристики сечения представлены детали характеристик сечения.

Характеристики параметрического сечения

Характеристики сечения параметрических профилей определяются с помощью RSECTION.

Точки

Геометрия сечения определяется точками. Они также служат основой для Линии.

Точки сечения

Координаты точек заданы в таблице. При выборе строки эта точка отображается красным цветом на графике сечения. Для тонкостенных профилей точки определяются по средним линиям, обозначенным символом +. Созданные контрольные точки дуг обозначены символом замка с символом +. Точки на краях сечения зависят от толщин элементов.

Для дуг в разделе 'Параметры' дополнительно к координатам точек вы можете видеть параметры дуги.

Линии

Точки сечения соединены линиями, формируя контур и определяя геометрию сечения. Линии также служат основой для Частей.

Линии cечения

Линии определяются точками, а также указаны типы и длины линий в таблице. При выборе строки эта линия выделяется красным на графике сечения.

Части

Из конструкционных линий сечения создаётся одно или несколько частей.

Части сечения

Для каждой части сечения указываются его определяющие линии, материал, площадь поперечного сечения и масса на длину.

Точки напряжений

Вкладка Точки напряжений состоит из до четырех подвкладок. Здесь можно найти координаты точек напряжений, статические моменты и координаты тангенциального распределения вместе с соответствующими толщинами (для тонкостенных сечений), а также единичные напряжения, рассчитанные по теории тонкостенной оболочки TWA (для тонкостенных сечений) и методом конечных элементов FEM.

Проверка точек напряжений и характеристик сечений

Вы можете проверить ходы рассчитанных напряжений и поперечных сечений в графике сечения: кликните в колонке значения или выберите тип из списка под графиком.

Сетка конечных элементов (КЭ)

Последняя вкладка для управления настройками сетки КЭ, на основе которой вычисляются характеристики сечения и единичные напряжения.

Сетка КЭ сечения

Два поля ввода позволяют изменять дискретизацию. Коэффициент меньше 1 создаёт более плотную сетку, коэффициент больше 1 создаёт более грубую сетку. Обычно здесь изменений не требуется.

Оценка стоимости

Вкладка Оценка стоимости отображается, когда в базовой вкладке установлена опция Оценка стоимости.

Задание удельной стоимости и единицы измерения для сечения

Если для материала сечения уже заданы параметры для оценки стоимости, то контрольное поле 'Взять из материала' по умолчанию активно. Таким образом, действуют определённые на основе материала элементы стоимости и дублирование предотвращается. Если вы хотите отделить элементы стоимости для определённых свойств стержней, деактивируйте контрольное поле.

Отметьте, какой параметр сечения соответствует оценке стоимости: Вес, Объём, Площадь или Длина. Укажите в колонке 'Элементы стоимости' значение, которое определяет стоимость одного юнита параметра. В списке колонки 'Единицы' предложены различные возможности для единиц стоимости.

Значения для параметра 'Количество' в колонках Вес, Объём, Площадь и Длина определяются исходя из свойств стержней, которым назначено это сечение.

'Стоимость' показывает цену для всех используемых стержней. Они также представляют собой 'Суммарные стоимости'. Если несколько сечений активировано для оценки стоимости, вы можете также определить вклад сечения в общий процентный вклад стоимости.

Оценка выбросов CO₂

Вкладка Оценка выбросов CO₂ отображается, когда в базовой вкладке установлена опция Оценка выбросов CO₂.

Задание предельной эмиссии и единицы для сечений

Если для материала сечения уже заданы параметры для оценки выбросов CO₂, то контрольное поле 'Взять из материала' по умолчанию активно. Таким образом, действуют определённые на основе материала элементы оценки выбросов и дублирование предотвращается. Если вы хотите отделить оценки единичных выбросов для определённых свойств стержней, деактивируйте контрольное поле.

Отметьте, какой параметр сечения соответствует оценке выбросов CO₂: Вес, Объём, Площадь или Длина. Укажите в колонке 'Единичные выбросы' значение, которое вызывает один единичный выброс в CO₂. В списке колонки 'Единица' предложены различные единицы для эквивалентов выбросов CO₂.

Значения для параметра 'Количество' в колонках Вес, Объём, Площадь и Длина определяются исходя из свойств стержней, которым назначено сечение. 'Выбросы' рассчитываются на основе этих значений и единичных выбросов.

'Суммарные выбросы' показывают эквиваленты CO₂, вызванные всеми стержнями сечения. Также указываются процентные значения, какие данные выбросы оказывают на общий уровень выбросов. 'Общая сумма выбросов' рассчитывается путем суммирования суммарных выбросов каждого сечения.