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2024-01-31

截面

在‘钢结构设计’类别的表格截面中列出了您在模型中创建的所有截面。

允许的截面

钢结构设计适用于多种截面类型。截面字体颜色可说明该截面的使用情况和适用性。颜色含义如下:

  • 黑色:截面适用于设计,并用于待设计对象
  • 红色:截面不适用于钢结构设计
  • 蓝色:截面未在模型中使用
  • 灰色:截面未用于待设计对象

信息

用于钢结构设计时,大多数属于标准型薄壁型组合型杆件类别的截面均可使用。这些截面还必须分配有类型为的材料。


此外,还可以设计来自截面特性程序RSECTION的薄壁截面(见章节RSECTION-截面)。各个截面的类别在表格列“截面类型”中注明。

具有无效截面的对象在设计中不予考虑——即使该截面已启用“待设计”选项。它们会在表格待设计对象中自动标记为“无效 / 已停用”。

信息

只有在存在剪切连接(即存在“相互作用”)时,才能对组合截面进行设计。此时也可以确定塑性承载力并与内力进行比较。没有剪切连接的组合截面必须在设计前拆分为两个独立的杆件。

从设计中移除截面

对于有效截面,您可以通过取消选中“待设计”复选框,将所有分配了该截面的对象从设计中排除。这样,这些对象会在表格待设计对象中被归类为“无效 / 已停用”,并且在设计中不进行检查。

截面分类(适用于 EN 1993、NTC 和 SIA 263)

通过截面分类,在某些规范中可考虑局部屈曲对截面部件承载能力和转动能力的限制。如果某截面已定义单元板件,则默认启用自动截面分类。程序会检查受压截面部件的 c/t 比,并将该截面划分为截面类别 1 至 4。

信息

对于4 类截面,在验算时会确定有效截面特性,以考虑局部屈曲的影响。如果未按规范为局部屈曲定义单元板件,则该截面会自动归为3 类并按弹性方法进行设计。此时不会进行 c/t 比检查和局部屈曲验算。

您也可以在表格列列表中手动指定截面类别。

  • 1/2 类:采用塑性截面承载力进行设计,不再对 c/t 构件进行进一步检查。
  • 3 类:采用弹性设计,不再进一步检查局部屈曲。
  • 4 类可能:在设计时会检查是否需要考虑有效截面特性。根据结果,将截面归类为 3 类或 4 类并相应进行设计。

冷弯截面的设计(适用于 EN 1993 和 AISC)

冷弯截面通常需要针对局部屈曲和截面稳定性进行特殊验算。对于制造方式为‘冷弯’且设计规范为EN 1993的截面,该截面的对象会自动按 EN 1993-1-3 [1] 进行验算(冷弯空心型钢除外)。对于设计规范AISC 360,冷弯截面按 AISI S100 [2] 进行验算。

对于其他设计规范,尚未实现冷弯截面的专门设计。

调整截面

如有必要,您可以在编辑对话框中调整截面的属性。为此,请双击截面行或点击表格工具栏中的按钮 打开编辑对话框

提示

对于任意截面形状的建模和设计,我们推荐使用程序RSECTION

在表格列“选项”中,会显示用于各种现有设置或已修改数值的图标(见图截面输入表)。它们可让您快速了解所使用的截面。例如,图标 薄壁截面 分配给所有按薄壁理论计算的截面。

重要

杆刚度修改结构修改中定义的刚度修改系数,在钢结构设计附加模块的验算中不予考虑。

应力计算说明

基于截面的应力验算取决于截面中所选的计算理论。如果该截面启用了“薄壁模型”,则截面特性以及用于设计的应力均按薄壁理论(“TWA”)确定。如果未启用该选项,则截面特性和应力基于 FEM 解确定。

各应力计算方法的单位应力为理解验算中所用应力值提供了良好依据。您可以在截面的编辑对话框中进行查看。

RSECTION-截面

来自程序RSECTION的截面之设计能力取决于截面的建模方式:如果截面包含单元,则会自动生成单元板件(截面部件),从而可计算有效截面。但如果截面是通过不含单元的部件定义的,则无法生成单元板件。因此,自动截面分类也无法进行。

为设计使用其他截面

您可以用于设计的截面不同于 RFEM 计算所用的截面:为此,请点击表格列“为设计使用其他截面”中相应的行。然后可通过按钮 编辑对象 从型录中导入一个截面。

重要

该更改不会影响静力分析的内力。设计时也会采用新的截面进行验算。

如果该列中已设置了其他截面,则右键菜单中会提供更多选项。借此,您可以将新截面传递给 RFEM,使其也用于静力分析。也可以将原始截面重新导入表格。

优化截面

钢结构设计附加模块可对标准截面进行优化。在该简化优化过程中,程序会在同一截面系列中查找尽可能小的截面,只要其所有验算均满足最大利用率小于在对话框全局设置中设定的允许最大利用率。

要优化某个截面,请点击表格列“为设计使用其他截面”中的对应单元格。然后在列表中选择优化选项。

对于参数化型钢,将显示截面的编辑对话框。在“优化 | 钢结构设计”选项卡中,您可以设置优化参数。

在“几何”列中勾选需要更改的参数。在“最小值”和“最大值”列中,您可以输入该参数的下限和上限。“步长”控制优化过程中参数尺寸变化的间隔。如果需要保持“比例关系”,请勾选相应复选框,并输入用于外形尺寸优化的参数。

截面优化适用与使用其他截面相同的条件(见上文)。设计将基于静力分析的内力对所有截面变体进行验算。随后,最优方案会在表格列中输出。RFEM 模型中更改截面对刚度和内力的影响不予考虑。因此,请使用右键菜单的功能,将优化后的截面传递到模型中(见图导出或导入选项的上下文菜单)。

信息

建议在首次优化后,重新计算采用新截面的内力,然后再次对型钢进行优化。

通过附加模块模型优化可以实现全面的结构优化。


参考
上级章节