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2024-01-10

弯矩长度

对于根据《等效杆方法》进行的屈曲和弯扭屈曲验算,例如,根据EN 1993-1-1 [1] 6.3.1至6.3.3,需要定义屈曲长度,以便程序可以确定稳定性失效的临界载荷。

如果已为杆件或杆件组合分配了屈曲长度,则在该对象的稳定性设计时会考虑相应的设置和屈曲长度。如果未定义屈曲长度但启用了稳定性验算,则在表格 Fehler & Warnungen 中会输出警告结果。

基础

在“基础”选项卡中需要进行基本规定。随后可以在选项卡 Knotenlager und Knicklängen 中定义屈曲长度系数和节点支座。输入选项与模型基础信息中存储的 标准 相匹配。

考虑屈曲长度

通过复选框设置哪些稳定性失效形式需要验证杆件或杆件组合。在受压情况下,可能弯曲屈曲绕强轴或弱轴以及弯扭屈曲是决定性的。对于不对称截面受压,还将在纯压下考察作为弯曲屈曲和扭转屈曲结合的弯扭屈曲。选项“弯扭屈曲”激活在弯曲受力下的弯扭屈曲验算。

理想临界力矩的确定方法

根据规范,对于确定理想的弯扭屈曲力矩 Mcr(分叉力矩)提供了不同的选择。默认使用特征值法。如果希望手动设置该值,请激活“自定义”选项。对于某些规范,还有其他选择。例如,在根据 AISC 360 的设计中可以根据第 F 章确定理想临界力矩。

信息

如果禁用某个失效形式,则相应减少进一步的定义选项。在验算时将不检查该失效形式。

屈曲轴

通常需要检查绕“主要截面轴 y/u 和 z/v”的屈曲行为。然而,对于不对称截面,可能还需要考虑绕“截面轴 y 和 z”的弯曲屈曲。这种特例对于在格子塔结构中的角钢截面验算尤为相关。

杆件类型

像 GB 50017 [2] 这样的规范在进行稳定性验算时区分不同的结构类型。在此部分中,您可以将杆件分类为悬臂梁或双端支撑梁。

屈曲长度系数类型

美国设计规范区分理论值和推荐值的屈曲长度系数。为例如单端固定杆件定义的屈曲长度系数将根据选择进行调整。

选项

通过复选框“从稳定性分析导入”可以基于屈曲形状设置屈曲长度系数。相应的输入可以在附加的选项卡中进行 从稳定性分析导入

重要

该功能在激活分析附加模块 结构稳定性 时可用。

节点支座和屈曲长度

节点支座

杆件或杆件组合的节点支座为弯扭屈曲验算提供边界条件。此外,节点支座用于将杆件或杆件组合划分为段。

重要

默认情况下,每个杆件或杆件组合的起始和结束节点都有一个“铰接支座”。因此,节点支座不会自动从模型中继承!在大多数情况下,需要手动调整节点支座。

定义支座时,您可以在“支座类型”列中从列表中选择典型选项。或者,可以在各列的单元格中激活(固定支座)或停用(无支座)复选框。

对于某些方向,可以使用弹簧刚度作为选择。使用单元格上下文菜单进行操作。弹簧刚度可在 节点支座 - 附加数据 部分输入。

信息

弯扭屈曲验算中仅在特征值求解器中考虑支座的弹簧刚度。弯曲屈曲和扭转屈曲的承载能力仅基于 屈曲长度系数 计算。

中间节点

您不仅可以在对象的起始和结束处定义支座,还可以为中间节点进行定义。中间节点包括杆件组合内的标准节点以及杆件上的节点(参见 RFEM 手册的 节点 章节)。插入后,节点编号将在“节点”列中显示。

中间节点的定义不基于节点编号,而是基于在杆件上的顺序:“.1”表示从杆件开始的第一个中间节点,“.2”表示第二个中间节点,等等。如果被分配屈曲长度的杆件在模型中具有比这里指定的多或少的中间节点,则会从杆件起始位置开始考虑。多余的输入或节点将被忽略。

信息

屈曲长度被视为“类型”。它们可以分配给多个、不同的杆件和杆件组合,因为片段和中间节点始终从杆件起始位置开始计数。

要手动插入中间节点,请勾选“中间节点”复选框。使用 插入行 按钮可以添加新的中间节点。要删除中间节点,选择行并点击 删除 按钮。表格上下文菜单还提供了行编辑选项。

或者,可以使用按钮 多选 从模型中导入对象的中间节点。在工作窗口中选择杆件或杆件组合。中间节点的数量将被传输到表格中。

如果已将屈曲长度分配给杆件或杆件组合,您可以使用按钮 选择节点 检查节点的分配。在工作窗口中选择一个节点后,表格中将选定与其相应的中间支座行(如果定义了)。

提示

一旦将屈曲长度分配给了杆件或杆件组合,您可以通过对话窗口中的按钮 模型视图 验证支座图(参见图 定义节点支座和屈曲长度)。

屈曲长度系数

“屈曲长度系数”表格与节点支座的数量相一致。如果没有定义中间节点,则只有一个所谓的“段”。您可以通过为不同的失效形式减少或增加屈曲长度系数来调整该段的屈曲长度以适应边界条件。

重要

对于每种失效形式,默认设置屈曲长度系数为1.0。因此,屈曲长度系数不会从模型或上面定义的节点支座中继承!在大多数情况下,需要调整系数。

中间节点的支撑将各失效情况下的杆件或杆件组合分成段:

  • z/v 方向上的支座分割绕主要轴的折曲长,用系数 ky/u
  • y/u 方向上的支座分割弱主轴的折曲长,用系数 kz/v
  • x 方向的固支分割扭转屈曲长,用系数 kT

列中的箭头表示跨段屈曲长度系数。当不存在中间支撑时,在“节点支座”表中显示这种情况。

您可以直接输入系数或从单元格上下文菜单的列表中选择预定义的案例来调整段的屈曲长度系数和屈曲长度。

用于在段内失效形式处的验算的屈曲长度是在段的长度与对应的屈曲长度系数相乘后得到的。

也可以直接指定屈曲长度。勾选“绝对值”复选框即可进行操作。然后列标题将更改为长度单位。

信息

绝对值用于所有分配了屈曲长度的对象。与屈曲长度系数不同,绝对值不随实际段长做相对调整。因此,建议通过屈曲长度系数定义屈曲长度。

在使用特征值求解器进行的弯扭屈曲验算中,考虑每个对象段和对应的支撑。程序在一个具有四个自由度(φx, φz, uy, ω)和已定义节点支座的内部等效杆件模型中确定理想的弯扭屈曲力矩 Mcr。如果您在 基础 选项卡中选择了 Mcr 的自定义输入,则可以手动为每个段设定临界弯扭屈曲力矩。该值将用于段内的所有验算处。

节点支座 - 附加数据

如果定义了支座弹簧或存在未经x方向刚性固结的y/u横向支撑,则该部分出现。您可以详细设置参数。

信息

输入始终引用在“节点支座”表中所选的上方行。

提供“弹簧”的特征值,适用于被支撑的轴的横向支撑或旋转。您也可以设置卷曲弹簧的刚度。

“偏心度”与y/u方向的横向支撑有关。根据压弦的位置,可能对弯扭屈曲产生稳定或不稳定的影响。可选择上翼缘支撑、下翼缘支撑或手动定义。

在特征值方法使用中,弹簧刚度和偏心度将用于理想的弯扭屈曲力矩计算。

从稳定性分析导入

如果在 基础 选项卡中启用了相应的复选框,则“从稳定性分析导入”选项卡将可见。在这里,您可以选择屈曲形状及其所依据的杆件以设置屈曲长度系数ky/u或kz/v

绕 y/u 轴 / 绕 z/v 轴

指定要从哪些稳定性分析的荷载情况中导入屈曲长度。您可以为每个主要轴指定特定荷载情况的特征形状。

特征形状是荷载情况或荷载组合的属性。首先,在“荷载情况/荷载组合”列表中选择屈曲形状的关键荷载情况。列表中仅包含进行稳定性分析的荷载情况和荷载组合。

接下来,设置关键“形状编号”。特征形状列表适用于所有计算过的荷载情况和荷载组合。

通过 选择振型 按钮可在主程序的图形窗口中显示这些特征形状。

然后在列表中选择“杆件编号”。通过按钮 选择单独 也可以在工作窗口中以图形方式选择杆件。

屈曲长度系数

表中显示了从稳定性分析中导入的两种主要轴的屈曲长度系数。如果要手动调整某个值,请在“绕轴”部分上方激活“自定义”复选框。这样将启用输入字段。

从这里显示的屈曲长度系数组将传输到 节点支座和屈曲长度 选项卡。在那里将不可再编辑。

使用“绝对值”选项也可从稳定性分析结果中获取杆件的屈曲长度 Lcr,y/v 和 Lcr,z/v。这也可以在需要从包含的杆件中为杆件组合设置屈曲长度时使用。


参考
上级章节