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2023-12-08

不完美工况

缺陷工况描述了缺陷的边界条件。通过它,您可以确定是否应考虑几何缺陷或等效荷载。相关规定在各个规范中均有规定。

基本

基本选项卡用于确定缺陷的类型。缺陷可以以等效荷载、几何初始变形或逐层倾角的形式加以考虑。

在分配选项卡中,您可以将缺陷工况分配给特定的荷载工况和荷载组合。

设置

列表中提供了多种缺陷类型供选择。

局部缺陷

缺陷通过等效荷载来模拟。初始侧移和初弯曲与轴力相关。您可以在局部缺陷类别中为杆件和杆件集定义缺陷。

来自荷载工况的等效荷载

缺陷基于某个特定荷载工况中的荷载。您可以在来自荷载工况的等效荷载选项卡中分配该荷载工况或新建一个荷载工况。

通过表格定义初始倾角

使用该缺陷类型可以逐层模拟缺陷。请在通过表格定义初始倾角选项卡中设定参数。

静力变形

缺陷基于某个荷载工况或荷载组合的变形。请在静力变形选项卡中设定相关参数。

在'来源类型'列表中选择位移是基于荷载工况还是荷载组合。

屈曲模态

重要

该缺陷类型仅在模型基础数据的 结构稳定性 附加模块(付费)被激活时可用。

缺陷基于稳定性分析得到的振型。您可以在屈曲模态选项卡中设定相关参数。

在'来源类型'列表中选择位移是基于荷载工况还是荷载组合。但也可以从所有已分配的荷载工况和荷载组合的屈曲模态中自动确定相关的缺陷模态。

动力振型

重要

该缺陷类型仅在模型基础数据的 模态分析 附加模块(付费)被激活时可用。

缺陷基于动力分析得到的振型。您可以在动力振型选项卡中设定相关参数。在'来源类型'列表中仅提供一个选项,因为在模态分析中位移只能针对荷载工况加以考虑。

缺陷工况组

该缺陷类型提供了将多个缺陷工况的规定组合起来的可能。您可以在缺陷工况组选项卡中对缺陷工况进行分组,并用因子进行缩放。

选项

'在生成的荷载组合中考虑'复选框默认处于激活状态。这样可以确保该缺陷工况在所有荷载组合中均被考虑,包括那些未通过分配选项卡中的手动选择所涵盖的荷载组合。

示例

在'分配'选项卡中,荷载工况"风"被手动分配。这样,所有使用该荷载工况的荷载组合也会被自动分配。而对于不含风的荷载组合,只有在激活'分配给所有未分配缺陷工况的荷载组合'选项时,该缺陷工况才会被考虑。

提示

激活的复选框可确保该缺陷工况在所有荷载组合中均被考虑。

来自荷载工况的等效荷载

等效荷载作为一种缺陷类型可用(参见图片 选择缺陷类型)。

您可以在某个荷载工况中通过等效荷载来描述缺陷。请为该荷载工况分配无荷载工况类别,这样它不会参与组合,而仅作为缺陷荷载工况被考虑。这样,例如您可以独立于轴力定义稳定荷载——这与作为等效荷载随轴力作用的倾角或"概念荷载"不同。

在列表中选择该荷载工况,或通过按钮 新建 新建一个荷载工况。

信息

列表中仅显示类别为'无'的荷载工况。

通过表格定义初始倾角

初始倾角作为一种缺陷类型可用(参见图片 选择缺陷类型)。

楼层缺陷

您可以在表格中描述建筑物的规范性侧移。这样就无需为每根柱子单独定义缺陷。表格中的楼层区域决定了建筑物各区段内的节点如何被移动。

请设定各楼层的纵坐标并分配倾角。通过按钮 新建 可以添加行。请注意纵坐标应按升序排列。RFEM 会根据规定计算几何位移,并将其应用于有限元节点。

选项

如果缺陷不应参照整体 XYZ 坐标系,您可以选择或新建一个用户自定义的'坐标系'。'楼层方向'规定了楼层的纵坐标方向,因此也可以定义竖向的初始倾角。

'缺陷方向'确定了倾角所作用的方向。采用默认设置'XY'时,需在表格中给出 X 和 Y 方向的倾角。如果倾角仅作用于一个方向,请在列表中设定相应的轴。

表格中以'倾角系数的倒数形式 1'显示。如果取消勾选该复选框,数值将以小数形式显示。

静力变形

静力变形作为一种缺陷类型可用(参见图片 选择缺陷类型)。

'缺陷模态'基于某个荷载工况或荷载组合的变形。此时几何初始变形被缩放至特征值幅度。

缺陷模态来源

在列表中选择相关的荷载工况或荷载组合。通过按钮 新建 可以新建荷载工况或荷载组合。

缺陷特征值幅度

'参考位置'确定了模型中其位移作为幅度参考的部位。通常为位移最大的位置。您也可以在列表中选择其他节点,或通过按钮 选择单独 以图形方式确定。

如果缺陷不应参照整体 XYZ 坐标系,您可以选择或新建一个用户自定义的'坐标系'。'缩放方向'确定了缺陷的取向。使用选项'S'和'-S'可以实现空间显著的缺陷,例如在壳体模型中出现的情况。

请输入'缺陷特征值幅度',它代表最大几何位移。有限元节点的位移将缩放至该值。以上述荷载工况或荷载组合的变形图为基础。

信息

如果您使用自由荷载,它们将被施加于变形后的模型。此时可能出现部分荷载位于定义的作用范围之外而未被考虑的情况。

屈曲模态

当使用 结构稳定性 附加模块计算某个荷载工况或荷载组合的临界荷载时,可以定义缺陷类型屈曲模态的参数。该选项卡的概念与来源类型相匹配。

来自荷载工况/荷载组合的屈曲模态

'缺陷模态'基于某个荷载工况或荷载组合的特征值。此时振型被缩放至特征值幅度。

缺陷模态来源

在列表中选择相关的荷载工况或荷载组合。通过按钮 新建 可以新建荷载工况或荷载组合。然后在列表中确定缺陷所基于的屈曲模态。

缺陷特征值幅度

参考位置确定了模型中其位移作为幅度参考的部位。通常为位移最大的位置。您也可以在列表中选择其他节点,或通过按钮 选择单独 以图形方式确定。

如果缺陷不应参照整体 XYZ 坐标系,您可以选择或新建一个用户自定义的坐标系。缩放方向确定了缺陷的取向。使用选项'S'和'-S'可以实现空间显著的缺陷,例如在壳体模型中出现的情况(参见图片 选择缩放方向)。

请输入缺陷特征值幅度,它代表最大几何位移。有限元节点的位移将缩放至该值。以上述荷载工况或荷载组合的振型为基础。

自动缺陷

在自动确定缺陷时,缺陷模态由模型中相应的与荷载相关的振型推导得出,并按所定义的缺陷振幅进行缩放。

自动确定的设置

请设定需研究的模态数量。需要注意以下几点:对于每个荷载工况和每个荷载组合,会生成所谓的"子荷载工况"或"子荷载组合",其中包含缺陷模态。每个振型会生成两个子荷载工况或子荷载组合,因为每个振型分别按正方向和负方向各缩放一次。这些子荷载工况和子荷载组合可以像普通荷载工况或荷载组合一样进行分析。

示例:您为 LC1 分配了自动缺陷,并指定需研究两个模态。这样会生成子荷载组合 LC1.1 至 LC1.4,即四个子荷载组合。

定义类型用于控制振型缩放的输入。目前列表中提供两种选择:

  • 相对:您可以在'参数'部分直接输入最大缺陷特征值幅度(参见图片 设定自动确定缺陷的参数)。该缺陷特征值幅度取决于振型内具有最大振幅的对象的虚拟计算长度。
信息

稳定性分析所得振型的最大振幅始终被缩放为无量纲值 1.0。此缩放必须调整到相应的缺陷特征值幅度。

  • EN 1993-1-1:缺陷特征值幅度按照 EN 1993-1-1 表 5.1 的规范规定确定。在后续部分中,您可以调整缺陷参数。

参数

请说明截面设计应采用'弹性'还是'塑性'。所使用的缺陷特征值幅度取决于该决定。

初弯曲用于

截面的屈曲曲线通常是已知的。对于'无屈曲曲线的杆件'(屈曲曲线未知),您可以手动输入该值。对于没有 EN 1993-1-1 屈曲曲线的'面和实体'同样适用。

信息

对于由多个对象组成的模型,缺陷特征值幅度采用加权插值:除了具有最大振幅的杆件外,系统中的所有对象均被考虑。根据每个对象在振型内提供的失稳能量,对其缺陷特征值幅度进行加权。系统中所有缺陷特征值幅度的加权平均值即为最终的缺陷振幅。

动力振型

当对某个荷载工况或荷载组合进行 模态分析 时,可以定义缺陷类型动力振型的参数。

'缺陷模态'基于某个荷载工况或荷载组合的动力特征值。此时振型被缩放至特征值幅度。

缺陷模态来源

在列表中选择相关的荷载工况或荷载组合。通过按钮 新建 可以新建荷载工况或荷载组合。然后在列表中确定缺陷所基于的振型。使用'自动'选项可以让程序确定相关振型。

缺陷特征值幅度

您可以按照缺陷特征值幅度部分中针对屈曲模态所述的方式定义参数。

缺陷工况组

缺陷工况组作为一种缺陷类型可用(参见图片 选择缺陷类型)。

您可以将多个缺陷工况汇总在一个组中,例如同时加以考虑。这一功能在壳体屈曲中尤为有用,可以同时施加整体缺陷和局部屈曲。

请设定需要组合的缺陷工况。通过按钮 新建 可以在表格中添加行。

您可以对每个缺陷工况乘以一个'因子'。通过'运算符'确定各缺陷工况是同时作用('与')还是相互排斥('或')。

分配

在分配选项卡中,您可以将一个或多个荷载工况或荷载组合分配给缺陷工况。只有这样,该缺陷工况才会在计算中被考虑。

分配

'分配'列中列出了您已创建的所有荷载工况。要将某个荷载工况移入'已分配对象'列表,可以使用以下方法:

  • 双击该荷载工况。
  • 选中该荷载工况,然后点击按钮 加 。

已分配对象

'已分配对象'列管理您分配给缺陷工况的所有荷载工况。例如,如果缺陷工况'风沿 +X'应与荷载工况'风沿 +X'一起考虑,则按照上述方法将该荷载工况移入列表。如果组合向导处于激活状态,则所有使用该荷载工况的荷载组合也会被分配。

信息

如果您在'基本'选项卡中勾选了分配给所有未分配缺陷工况的荷载组合选项,列表中还包含未被另行分配的荷载组合。

通过这种方式,您可以将缺陷工况与荷载工况的作用方向相匹配:例如,X 方向倾角的缺陷工况作用于 X 方向的风荷载,Y 方向的缺陷工况作用于 Y 方向的风荷载。对于未分配的荷载组合(即不含风荷载的组合),每个缺陷工况将被单独考虑。RFEM 会为每个缺陷工况生成两个具有相同叠加准则但缺陷工况不同的荷载组合。

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