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2023-12-01

截面

一个截面是描述杆件特性的必要条件:截面的特性值和对应的材料特性会影响杆件的刚度。

并不是每个定义的截面都必须在模型中使用。因此,您可以快速建模不同的方案,而无需删除截面。然而,截面的编号不能更改。

名称

您可以为截面指定任意名称并输入截面值。如果该名称与库中的一个条目匹配,RFEM 将读取存储的特性值。要从库中选择截面,请单击输入行末尾的按钮 库 。截面的导入在章节 截面库 中进行了描述。

提示

如果您在文本字段中输入常见名称,如“ipe 240”,会出现不同标准下该截面类型的列表。

对于源自库的截面,截面特性值是固定的且不可变更。唯一的例外是剪切面积和不均温荷载的尺寸。

对于自定义截面名称,所有截面特性值都需要手动定义。然后可以使用该截面来确定截面力。然而,这种截面无法进行设计计算,因为无法定义应力点。

基础

“基础”标签管理基本的截面参数。

材料

每个截面都必须分配一个材料。您可以从已定义的材料列表中选择。输入字段旁的按钮允许您从库中选择或新定义材料(见章节 材料)。

类别

截面类型

对于源自库的截面,'截面类型'是按照通常的分类预设的(见章节 截面库)。自定义截面被分配到'基础'类型。

制造类型

对于库中的截面,显示截面的制造类型。它控制一些特定的设计标准,例如冷成型空心截面的弯曲线。

选项

禁用剪切刚度

考虑剪切刚度会因横向力导致变形增加。对于轧制和焊接型材,剪切变形是次要的。然而,对于实心截面和木材截面,建议在变形计算中考虑剪切刚度。

禁用弯曲变形

“弯曲变形”的控制框在基础信息中激活“弯曲刚度”分析附加选项时可访问。在这种情况下,您可以控制截面的弯曲刚度是否在具有七个自由度的计算中使用。

截面旋转

截面旋转描述截面旋转的角度。您可以在“截面旋转”标签中定义旋转角度 α'。

对于非对称截面,此标签还提供“镜像”选项。例如,您可以将 L 型材调整到正确的位置。

如果您从库或 RSECTION 中导入截面,不需要担心截面旋转角 α'。RFEM 将自动读取角度。然而,对于自定义截面,您需要自己确定主轴角度,然后通过截面旋转调整位置。

信息

所有具有该截面的杆件都会旋转截面旋转角。如果不需要,您应为特定杆件定义杆件旋转角。

混合

对于类型为“参数化 - 厚壁 II”的截面以及由多个材料组成的 RSECTION 型材,'混合'选项是可用的。在“混合”标签中,您可以例如将材料特性分配给复合木材截面的组件。

输入“参考材料” - 组件材料之一 - 来确定复合截面的等效截面特性。组件的刚度份额会相对于参考材料进行计算。选择参考材料本身不影响总截面的刚度。

薄壁模型

“薄壁模型”控制框允许您选择对“标准化 - 钢”和“参数化 - 薄壁”截面,通过何种理论来确定截面值。例如,对于厚壁截面,会用不同的方法来确定剪切面积和扭转惯性矩,因为解析解仅适用于薄壁截面。

使用美国记法表示截面值

截面值的符号在欧洲和美国标准中是不同的。通过控制框,您可以选择静力矩等是用 S 还是 Q 表示。

应力平滑以避免奇异点

应力平滑特别适用于复合木材截面,避免连接区域的奇异点。那里的剪应力通常会导致应力集中,对设计不利。此功能实现应力的更好分布。

截面值

在本节中指出了最重要的截面值。详见截面值标签 Querschnittswerte

截面面积

截面面积被分为总面积‘轴向 A’和用于‘剪切 Ay’和‘剪切 Az’的面积。剪切面积 Ay 与惯性矩 Iz 相关,剪切面积 Az 与 Iy 相应相关。

在下面的专业文章中可以找到有关确定剪切面积的信息:

剪切面积影响剪切变形,尤其是在短实心杆件中应考虑。更改剪切面积时,应避免极小的值,因为剪切面积位于公式的分母中,可能导致数值问题。

惯性矩

惯性矩定义了截面关于力矩施加情况下的刚度: 扭转惯性矩 IT 描述了围绕纵轴的抗扭刚度,二阶面积惯性矩 Iy 和 Iz 描述了分别围绕局部 y 和 z 轴的抗弯刚度。y 轴被理解为“强”轴。二阶翘曲面积惯性矩 Iω 描述了抗翘曲的能力。

对于非对称型材,惯性矩是围绕截面的主轴 u 和 v 给出的。局部截面轴在截面图中表示。

您可以通过定义截面特定的“结构修改”因子来调整截面区域和惯性矩(参见章节 结构修改)。

主轴倾斜

主轴倾斜描述了主轴相对于对称截面标准主轴系统的位置。对于非对称型材,这个角度 α 是 y 轴与 u 轴之间的差(顺时针为正)。对称型材的主轴为 y 和 z,而非对称型材的主轴为 u 和 v(参见图片 截面值和轴)。

主轴倾斜通过以下公式计算:

源自库的型材的主轴倾斜不可编辑。不过,您可以通过自定义角度旋转截面: 在“选项”部分启用“截面旋转”控制框(参见章节 截面旋转)。

尺寸(对不均温荷载)

截面的宽度 b 和高度 h 的尺寸用于温度荷载的计算。

RSECTION

如果截面是通过 RSECTION 生成的,可以通过按钮 打开截面程序并进行更改。

截面值

在“截面值”标签中详细列出了截面的特性值。

参数化型材的截面值是通过 RSECTION 计算的。

信息

[在 FAQ 5400 中描述了 Wy 和 Wz 抗力矩的计算公式。

统计

“统计”标签提供模型中使用该截面的杆件的概览。'总重量'可以用于钢材清单或成本估算。

截面的几何形状通过点定义。这些点也是 线条 的基础。

定义点的坐标以表格列出。选择一行时,该点会在截面图中以红色显示。对于薄壁截面,定义点在中线处用 + 符号标出。生成的弧线控制点以锁定符号及 + 符号标识。截面边缘的点由元素厚度决定。

对于弧线,您可以在“参数”部分查看点坐标旁的弧参数。

线 =

截面的 通过线连接,以便截面的几何形状通过其轮廓确定。这些线条也是 部分 的基础。

线条的定义点以及线条类型和长度以表格形式列出。选择一行时,该线会在截面图中以红色显示。

部分

截面的轮廓线可生成一个或多个部分。

对于每个截面部分,定义线、材料、截面面积和线性质量均被列出。

应力点

应力点用于确定截面的应力。所有库中的截面均在剖面设计重要的地方设置了应力点。

“应力点”标签由最多四个子标签组成。您可以在这里查看应力点的坐标、静力矩和翘曲坐标及其厚度(对于薄壁截面)以及薄壁理论“ TWA ”(对于薄壁截面)和有限元法“ FEM ”计算的单位应力。

您可以通过截面图中的图表检验截面和应力分布:点击值列或从图下方列表中选择类型。

提示

根据 FSM 的模式计算在知识基础文章 线性分支荷载分析与有限条带法(FSM) 中有描述。

有限元网格

最后一个标签管理生成截面值和单位应力基础的有限元网格的设置。

两个输入框提供了影响网格细化的选项。因子小于1将生成更细的网格,因子大于1将生成更粗的网格。通常无需做出调整。

信息

The Simplex 方法用于分析截面的塑性承载能力并确定截面的利用率。进一步信息关于 Simplex 元素,可以找到在 DUENQ--手册 的第8.9节“塑性”。

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