设计支座与挠度

ZH: 寄存器设计支座与挠度位于杆件或杆件集的编辑对话框中，前提是该对象的设计特性已激活（见图启用杆件设计特性）。设计支座主要有两个功能：

1. 为“横纹承压”验算定义边界条件
2. 为木结构设计的挠度验算对杆件或杆件集进行分段

面挠度验算的预设值，您可以在面编辑对话框的挠度寄存器中进行设置。

杆件

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@designsupports@

设计支座

如前所述，设计支座对于在支座处进行“横纹承压”验算是必需的。您可以在横纹承压寄存器中设置该验算的特定参数。此外，设计支座还提供了为挠度验算对杆件和杆件集进行分段的功能。

设计支座不仅可以分配给杆件始端和末端，也可以分配给内部节点。因此，表格中会自动预设类型为“在线/杆件上的节点”的节点以及杆件集中杆件之间的标准节点。

在列表中选择一个设计支座，或使用按钮 创建一种新类型（见图新建设计支座）。使用按钮 可以修改所选类型，使用按钮 可在模型中选择已分配的设计支座。

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该对话框已根据规范进行了调整。如果您为杆件或杆件集分配了木材料，则类型木是预设的。否则，请在列表中选择此选项。

通过两个激活选项，您可以控制在哪些方向（z 轴和/或 y 轴）上存在设计支座。例如，如果杆件旋转了 90°，您可以取消激活“在 z/z' 轴上的支座”，转而激活 y 轴方向的支座。

@direct-support@ 如果不需进行“横纹承压”验算，但设计支座应用于为挠度验算对杆件或杆件集进行分段，请取消激活直接承压选项：这样就无需输入支座几何形状和位置；该支座仅用于为变形验算进行分段。或者，您也可以选择设计支座类型为“通用”，此时将不验算承压应力。

支座长度始终参照实际梁。它从结构体系或节点出发，在对话框图示中一半显示在杆件正 x 方向，一半显示在杆件负 x 方向。

通过边缘支座选项，程序会自动识别设计支座是承受压力还是拉力。因此，仅在承受压力的情况下，才会进行“横纹承压”验算。

如果设计支座作用于中间支座，请勾选内部支座复选框。根据不同的设计规范，此设置将影响有效支座面积的计算。

使用剪力折减选项，将在支座处使用控制剪力进行抗剪验算。此时，设计中会考虑距离支座边缘一定距离处的剪力。该距离取决于设计规范。其前提是荷载作用在支座的对面一侧，即通常作用在梁的上部。

@reinforcement@ 如果横纹压应力过大，可以通过螺钉加固来承受（仅适用于 EN 1995-1-1 和直接承压）。为此，请勾选加固单元复选框。然后，您可以在加固单元寄存器中定义全螺纹螺钉的属性。

使用在防火设计中激活复选框，您可以控制是否也应在火灾情况下进行承压应力验算。

如果不需要为分段考虑某个设计支座，请取消激活在挠度设计中激活选项。

@timberDeflectionAndDesignSupportsTab@

挠度验算

分段与参考长度

在设计支座与挠度寄存器的右侧区域，列出了通过分配设计支座为相应挠度验算方向得到的分段。对于分段中的每个验算位置，所显示的长度 L_c 都用作为确定极限值的参考长度。

如果您希望修改自动确定的参考长度（例如，因为弯曲杆件的参考长度与分段长度不同），请勾选“用户自定义长度”复选框。然后，数值将变为可编辑。但如果您随后在模型中修改了杆件长度，这些用户自定义长度不会自动调整。

梁和悬臂梁的极限值

双端支承梁和悬臂梁的挠度极限值在正常使用极限状态配置中进行管理。验算时，根据设计支座的布置，为每个分段应用相应的极限值：两端均有设计支座或无设计支座的分段，其分段类型被视为梁；仅一端有设计支座的分段被视为悬臂梁。

验算方向

通过“验算方向”来确定应检查哪些挠度结果值。列表中可选择局部轴 y 和 z、合成挠度以及局部辅助轴 y' 和 z'。下方的分段会相应地调整。

位移参考

通过“位移参考”列表中的选项，您可以影响验算中要检查的挠度值：

• 未变形体系：局部变形值 u_y 和 u_z 直接采用计算结果。
• 变形的分段末端：验算用的挠度值会减去始端和末端节点的变形值，从而只检查局部的挠度。

@precamber@

预拱度

在验算中，您可以为每个分段考虑一个预拱度，从而减小挠度值。对于梁分段，预拱度形状假设为单坡波形；对于悬臂梁分段，假设为线性分布。如果预拱度 w_c,z 或 w_c,y 与局部杆件轴 z 或 y 方向相反，请输入正值。对于合成方向的验算，会将预拱度分量换算到合成方向上。

示例：在下图中，中间节点 50 处未定义设计支座。因此，程序只识别出一个分段，参考长度等于杆件长度。

如果在中间节点处定义了一个设计支座，则会识别出两个分段。参考长度相应调整。

如果需要不对某个分段进行变形验算，您可以通过复选框将其取消激活：

@timberStiffeningElementsTab@

加固单元

此寄存器在按照 EN 1995-1-1 进行设计时可用，前提是您在“基本”寄存器中勾选了加固单元选项。在这里，您可以定义在“横纹承压”验算中被视作横纹承压加固单元的全螺纹螺钉。

目前仅允许使用“螺钉”类型的加固单元。请根据制造商规格定义强度和螺钉长度。您也可以使用已定义为木螺钉的加固单元属性。为此，请在列表中选择相应的选项。

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选择一个已定义的木螺钉，或通过按钮 创建一种新类型。

在“z-/y- 轴几何形状”区域，您可以定义螺钉的数量及其布置。

螺钉将进行抗压入和屈曲验算。此外，还会在螺钉尖端平面内进行横纹承压承载力验算。“荷载分布”的应力扩散角可以按 45° 线性考虑，或按照[1]所述采用非线性方式（另见对话框图示）。

@deflectionAnalysisTab@

面

在承载能力极限状态下设计面时，会检查应力分量。验算基于材料属性和面厚度进行。而进行正常使用极限状态验算时，则需要面特定的数据。您可以在“编辑面”对话框的挠度寄存器中输入这些内容。

@image062703@

面类型

通过面类型确定验算时应用哪些挠度极限值。列表中有两个选项可供选择：

• 双端支承
• 悬臂板

极限值在正常使用极限状态配置对话框中针对单边或双边支座的面在不同设计状况下进行了存储。

位移参考

位移参考控制着使用哪个参考模型进行变形验算。列表包含三个选项：

• 变形的用户自定义参考平面：当各支座产生的位移差异很大时，您应指定一个倾斜的参考平面用于待验算的位移 u_z。在“用户自定义参考平面”区域，通过未变形体系上的三个点定义该平面。RFEM 确定这三个定义点的变形，通过位移后的点设置参考平面，并使用相关的最大变形 u_z 进行验算。

• 在最小变形节点位置的平行面：当面具有弹性支座时，建议使用此选项。最大变形 u_z 参照一个平行于未变形系统偏移的参考平面，RFEM 将该平面置于具有最小位移值 u_z,min 的节点处。

• 未变形体系：局部变形 u_z 直接从结果中采用，并用于验算。

参考长度与定义类型

挠度极限值与参考长度 L_z 有关。在定义类型选项为“按最大边界线”和“按最小边界线”（默认设置）时，RFEM 根据面几何确定最长或最短边缘的长度，并自动设置参考长度。如果您希望自行定义参考长度，请在列表中选择定义类型为“手动”，然后输入数值。

@elastic-support@

弹性支座

参考模型基于面边缘具有刚性支座的假设。如果面或面集通过杆件单元弹性支承，则变形验算无法通过上述平面位移参考的方式完成。这种情况下，建议采用以下方法：

1. 沿相关变形方向创建一条线。
2. 为该线分配一个结果杆件类型的杆件。
3. 在杆件属性中定义一个较小的积分宽度，例如 1 cm。这样，局部面变形 u_z 将作为杆件结果被积分。
4. 为该结果杆件分配一个适用于杆件的正常使用极限状态配置，并设置合适的设计参数。通过在分配承载能力极限状态配置时，在列表中选择选项“--”，来取消承载能力设计。

面的挠度将以杆件验算的形式进行验算。

@compressionPerpendicularToGrainSettingsTab@

横纹承压

“横纹承压”设置寄存器在杆件或杆件集的编辑对话框中可用，前提是某个设计支座存在直接承压。在此，您可以描述空间体系中的支座情况，用于杆件或杆件集上的、在模型中并未以节点支座形式存在的那些节点——例如，通过（间接）支座支承在另一杆件上的杆件。

“横纹承压”验算所需的压力将根据连接至该节点的杆件内力确定。在结构模型中，所有杆件在一个节点处交汇，如下例所示。

这种简化处理通常不符合实际情况：并非每根杆件都将其轴力或剪力直接传递到支座上，而是可能压在另一根杆件上，后者再通过其内力将荷载传递至支座。因此，会出现多种不同的支座情况。

您可以使用各复选框来控制哪些杆件引起横纹压力，从而明确定义支座情况。在一篇专题文章中，通过一个示例对此进行了描述：

• 木结构设计中的设计支座 – 正常使用极限状态、横纹承压与剪力折减