设计支座和挠度

1. 设计支座与挠度设计

当杆件或杆件集的设计特性被激活后，在编辑对话框中可使用 **设计支座与挠度** - 选项卡 (见图 激活杆件的设计特性）。设计支座主要具有两个功能：

1. 为“垂直于纹理方向受压”验算定义边界条件
2. 为木结构设计中的挠度验算将杆件或杆件集分段

您可以在面的编辑对话框的 **挠度** - 选项卡中为面的挠度验算设置默认值。

1. 杆件

1. 设计支座

如前所述，设计支座对于在支座处进行“垂直于纹理方向受压”验算是必需的。您可以在 垂直于纹理方向受压 选项卡中为此项验算定义具体参数。设计支座还为挠度验算提供了将杆件和杆件集分段的功能。

您不仅可以将设计支座分配给杆件始端和末端，还可以分配给内部节点。因此，表中会自动预设类型为“线上/杆件上的节点”的节点以及杆件集中各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 创建一个新类型（见图 新的设计支座）。您可以使用按钮 编辑所选类型，使用按钮 在模型中选择一个已分配的设计支座。

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结构材料，则默认预设为 **木材** 类型。否则，请在列表中选择此选项。

您可以使用两个 **激活** 选项来控制设计支座作用于哪些方向（z 轴和/或 y 轴）。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”，改为激活 y 轴。

如果不进行“垂直于纹理方向受压”验算，但设计支座用于为挠度验算对杆件或杆件集进行分段，则请取消激活 **直接支承** 选项：这样就不需要输入支座几何尺寸和位置；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“一般”，该类型不进行支座承压验算。

• 支座长度** 始终指实际梁。它在对话框图形中，从静力体系或节点出发，一半在杆件的正 x 方向显示，另一半在负 x 方向显示。

通过 **支座远离边缘** 选项，程序会自动识别设计支座是否承受压力或拉力。相应地，只会在承受压力的情况下进行“垂直于纹理方向受压”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。根据设计标准，此设置将影响有效支座面积的计算。

使用 **剪力折减** 选项，将根据控制剪力在支座处进行抗剪验算。此时，会在距支座边缘一定距离处考虑该剪力进行设计。该距离取决于设计标准。前提是力作用于支座的相对侧，通常作用于梁的顶面。

如果横向压应力过大，可通过螺旋钉进行加固来承受（仅适用于 EN 1995-1-1 和直接支承）。为此，请勾选 **增强元件** 复选框。然后，您可以在 增强元件 选项卡中定义全螺纹螺旋钉的属性。

使用 **激活进行防火设计** 复选框，可以控制是否也需要为火灾情况进行支座承压验算。

如果在分段时不考虑某个设计支座，请取消激活 **激活进行挠度设计** 选项。

1. 挠度验算

1. 分段和参考长度

在选项卡 设计支座和挠度设计 的右侧区域，列出了通过为挠度验算的各个方向分配设计支座所产生的分段。对于分段中的每个验算点，显示的 L_c 将用作确定极值的参考长度。

如果您想更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有偏差），请勾选“自定义长度”复选框。然后就可以编辑这些值。但是，如果您后来在模型中更改了杆件长度，这些自定义长度将不会自动调整。

1. 梁和悬臂梁的极值

两端支承梁和悬臂梁的挠度极值在 正常使用极限状态配置 中进行管理。在验算时，会根据设计支座的布置，对每个分段应用相应的极值：两侧都有设计支座或没有设计支座的分段被视为 **梁** 分段类型，而仅在一侧有设计支座的分段被视为 **悬臂梁**。

1. 验算方向

使用“验算方向”来确定应检查哪些挠度结果值。列表中提供了局部轴 y 和 z、合成挠度以及局部辅助轴 y' 和 z' 供选择。下方的分段会相应调整。

1. 位移参考

使用“位移参考”列表中的选项，您可以影响待验算的挠度值：

• **未变形的体系**：直接采用结果中的局部变形值 u_y 和 u_z。
• **变形的分段末端**：将验算用的挠度值减去起始节点和结束节点的变形值，从而只检查局部的相对挠度。

1. 预拱

在验算中，您可以为每个分段考虑一个预拱值，从而减小挠度值。预拱在梁分段中假定为单波形状，在悬臂梁分段中假定为线性分布。如果预拱方向与局部杆件轴线 z 或 y 的方向相反，请输入正的 w_c,z 或 w_c,y 值。对于合成方向的验算，会将预拱分量换算到合成方向上。

• 示例**：在下图中，中间节点编号 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。

如果在中间节点定义了一个设计支座，则会识别出两个分段。参考长度会相应调整。

如果某个分段不应进行变形验算，您可以通过复选框将其停用：

1. 增强元件

当根据 EN 1995-1-1 进行设计，并且您已在“基本数据”选项卡中勾选了 增强元件 选项时，此选项卡可用。您可以在此处定义全螺纹螺旋钉，这些螺旋钉将在“垂直于纹理方向受压”验算中被视为横向受压的增强元件。

目前只能使用类型为“螺旋钉”的增强元件。请根据制造商规格设置强度和螺旋钉长度。您也可以使用已经定义为 木结构螺旋钉 的增强元件的属性。为此，请使用列表中的相应选项。

选择已定义的木结构螺旋钉，或通过按钮 创建一个新类型。

在“在 z-/y-轴中的几何尺寸”区域中，您可以定义螺旋钉的数量及其布置。

螺旋钉会进行抗压入和屈曲验算。此外，还会在螺旋钉尖平面进行横向受压承载力验算。'荷载分布' 的荷载扩展角可以线性地以 45° 考虑，也可以如 [1] 中所述非线性的方式考虑（另请参见对话框中的示意图）。

1. 面

在承载能力极限状态下的面设计中，会检查各项应力分量。验算基于材料属性和面厚度。然而，对于正常使用极限状态的验算，则需要特定于面的数据。您可以在“编辑面”对话框的 **挠度** 选项卡中进行这些输入。

1. 面类型

使用面类型来确定验算中应用哪些挠度极值。列表中提供两个选项：

• 双向支承
• 悬臂梁

对于单向或双向支承的面在不同设计状况下的极值，存储在对话框 正常使用极限状态配置 中。

1. 位移参考

位移参考控制变形验算所参考的基准模型。列表包含三个选项：

• **变形的用户自定义参考平面**：如果支座的位移差异很大，应为待验算的位移 u_z 指定一个倾斜的参考平面。在“用户自定义参考平面”区域中，通过未变形体系中的三个点定义该平面。RFEM 确定这三个定义点的变形，通过移动后的这些点创建参考平面，并使用相关最大变形 u_z 进行验算。

• **在最小变形节点处的平行面**：当面为弹性支承时，建议使用该选项。最大变形 u_z 将参考一个平行于未变形体系且移动的参考平面，该平面由 RFEM 穿过具有最小位移值 u_z,min 的节点形成。

• **未变形的体系**：直接采用结果中的局部变形 u_z 进行验算。

1. 参考长度和定义类型

挠度的极值取决于参考长度 L_z。在定义类型选项“根据最长边界线”和“根据最短边界线”（默认）中，RFEM 根据面的几何形状确定最长或最短边缘的长度，并自动设置参考长度。如果您想定义参考长度，请从列表中选择定义类型“手动”，然后输入该值。

1. 垂直于纹理方向受压

当设计支座为 直接支承 时，“垂直于纹理方向受压设置”选项卡在杆件或杆件集的编辑对话框中可用。您可以在此处为杆件或杆件集的节点（这些节点在模型中未使用节点支座实现）描述空间体系的支座情况，例如，杆件（间接）支承在另一根杆件上的情况。

“垂直于纹理方向受压”验算所需的压力会从连接于节点的杆件内力中确定。如以下示例所示，在静力模型中所有杆件交汇于一个节点。

这种简化通常与实际不符：并非每根杆件都将其轴力或剪力直接传入支座，而是压在另一根杆件上，然后这根杆件再通过其内力将力传递到支座上。这导致出现了多种多样的支座情况。

通过复选框，您可以控制哪些杆件引起了横向压力，从而清晰地定义支座情况。