一个拱形钢管结构,完美诠释了先进的建筑工程原理。
案例研究

拱形大厅精准规划:Breinbauer结构力学事务所在RFEM 6中的钢结构工作流程

管截面拱形结构

与传统使用轧制型材的厂房结构相比,管截面拱形厂房对结构分析提出了特殊的要求。弯曲的几何形状需要精确确定临界荷载,并仔细评估结构的稳定性,特别是在风荷载和雪荷载作用下的屈曲行为。对于 Statik Breinbauer 来说,他们定期为一家专门从事这种建造方式的客户服务,开发一个可靠且可重复的工程工作流程至关重要。这个工作流程需要能够处理二阶分析效应、复杂的连接节点几何形状以及不同的荷载工况。

使用 RFEM 6 进行钢结构设计

Statik Breinbauer 使用 RFEM 6 作为主要工具,对拱形厂房项目进行完整的结构设计。通过使用“结构稳定性”模块,其团队能够确定临界荷载,并直接从计算出的屈曲模态中导出缺陷,这些缺陷会应用到后续的设计计算中。“钢结构设计”模块负责执行符合规范的稳定性分析,而“钢连接”模块则允许对由独立组合部件构成的连接进行详细的、基于有限元方法的评估。通过 DXF 导入背景图层的方式,实现从 CAD 到 RFEM 的工作流程,进一步加快了建模速度——从几何导入到完全验证的结构模型,所需工作量极少。

使用 Dlubal 软件的优势

  • 针对弯曲结构的精确稳定性分析 — “结构稳定性”模块能够可靠地确定临界荷载,并根据屈曲模态导出缺陷 — 这对于拱形厂房的设计计算是不可或缺的。
  • 通过 DXF 导入实现更快速的建模 — 在 RFEM 中将 CAD 几何图形作为背景图层导入,显著减少了建模工作量,并最大限度地减少了重复项目类型中的输入错误。
  • 在同一环境中完成完整的连接设计 — “钢连接”模块允许为复杂的管截面节点独立组合部件 — 这是其他软件常常不具备的功能。
  • 为审查工程师提供顺畅的文档 — 提交计算书和 RFEM 模型文件,确保了审查过程顺利进行,无需就基于有限元方法的连接设计提出疑问。

聚焦拱形仓库

Statik Breinbauer 的拱形仓库项目涵盖了广泛的应用领域——从农业仓储棚和遮盖设施,到展览厅和体育赛事顶棚。尽管这些结构看似简单,却需要严谨的工程关注。拱形几何形状结合客户提供的轻型预弯管状型材,构成了一种由稳定性而非单纯强度决定设计的结构体系。

Patrick Wimmer 使用 RFEM 6 中的结构稳定性附加模块来确定临界荷载系数和屈曲模态。这些随后用于定义几何缺陷,然后再根据相关规范进行完整的二阶分析设计。整个过程完全在 RFEM 中完成,为团队提供了技术精确性和连续的工作流程。

RFEM 中的高效工作流程

对 Statik Breinbauer 而言,一个关键的效率因素是可以将客户的 CAD 数据作为数据交换格式背景图层直接导入 RFEM。Patrick Wimmer 无需从头开始构建几何形状,而是以导入的布局作为结构杆件建模的基础。这显著加快了拱形仓库及其他项目的建模阶段。该方法确保了几何精度,并减少了类似结构类型中重复的手动工作量。

此外,RFEM 6 使得整个设计过程,如稳定性分析、钢结构设计和节点计算,都能在单一软件环境中完成。钢结构连接附加模块因其能够从单个构件组合出自定义的连接配置而尤为出色——Patrick 强调这种灵活性是独一无二的。在定期参加 Dlubal 每周网课的支持下,Statik Breinbauer 团队建立了一个扎实且高效的 RFEM 工作流程。