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2023-12-01

截面

一个截面是描述杆件属性所需的:截面的截面特性和对应的材料属性会影响杆件的刚度。

并非每个定义的截面都必须在模型中使用。这样,您可以快速建模不同的变体,而无需删除截面。然而,截面不能重新编号。

名称

您可以为截面指定任意名称并输入截面值。如果名称与库中的某个条目匹配,RFEM会读取存储的特性值。要在库中选择截面,请点击输入框末尾的按钮 库 。在章节截面库中描述了截面的调用。

提示

如果您在文本框中输入常用名称,例如 "ipe 240",将出现一个按不同标准列出的该截面类型的列表。

来自库的截面,其截面特性是固定的且不可更改。例外情况是剪切面积和不均匀温度负载的尺寸。

对于自定义截面名称,所有截面值都需手动定义。您可以使用该截面进行内力的确定。然而,由于无法定义应力点,这个截面无法进行设计。

基础

基础选项卡管理基本截面参数。

材料

每个截面必须指定一种材料。您可以在已定义的材料列表中选择它。输入框旁边的按钮提供了从库中选择或重新定义材料的选项(见章节材料)。

类别

截面类型

对于来自库的截面,'截面类型'按常见的分类预设(见章节截面库)。用户定义的截面被分配为'基础'类型。

制造方式

对于库中的截面,显示截面的制造方式。它控制某些设计规范,例如冷成型空心型材的屈曲曲线。

选项

禁用剪切刚度

考虑剪切刚度会因横向力而导致变形增量。对于轧制和焊接型材,剪切变形影响较小。然而,对于实心截面和木材型材,建议在变形计算中考虑剪切刚度。

禁用翘曲刚度

如果在基础设置中激活了分析附加模块扭力翘曲,则可以访问考虑翘曲刚度的控件框。在这种情况下,您可以控制在七个自由度计算时是否应用截面的翘曲刚度。

截面旋转

截面旋转描述截面旋转的角度。您可以在截面旋转选项卡中定义旋转角α'。

对于不对称截面,该选项卡还提供了“镜像”型材的功能。因此,您可以例如将L型材放置在正确的位置。

如果您从库或RSECTION导入一个截面,则无需担心截面旋转角α'。RFEM会自动读取角度。然而,对于自定义的剖面,您需要自行确定主轴方向,然后通过截面旋转来调整位置。

信息

所有具有该截面的杆件将根据截面旋转角被旋转。如果不希望如此,您应为特定杆件定义杆件旋转角。

混合

对于'参数化 - 厚壁II'类型的截面以及由多种材料组成的RSECTION型材,可访问“混合”选项。在混合选项卡中,您可以将材料属性分配给复合木材截面的组件。

指定'参考材料' – 被用来确定复合型材的理想截面值的组件材料之一。组件的刚度成分将根据各自的材料属性相对于参考材料进行计算。选择参考材料本身不会影响整体截面的刚度。

薄壁模型

使用“薄壁模型”控件框,您可以控制如何计算“标准 - 钢”和“参数化 - 薄壁”类型截面的截面值。对于厚壁截面,剪切面积和扭转惯性矩例如通过不同的方法确定,因为只对薄壁截面适用解析解。

截面值的美式写法

截面值的符号在欧洲和美国的惯例中有所不同。使用控件框,您可以控制例如将静力矩称为S还是Q。

成本估算

成本估算通常基于分配给截面杆件的材料成本(见章节材料)。如果截面需要特定的参数,您可以在选项卡成本估算中单独设置单价和单位。

CO2排放估算

CO2排放估算通常基于截面的材料。然而,您可以在选项卡CO2排放估算中为每个截面单独设定单位排放量和单位。

应力平滑以避免奇异性

应力平滑主要适用于复合木材截面,以避免连接区的奇异性。那里剪应力通常导致应力集中,对设计产生不利影响。通过这个功能,可以更好地分布应力。

截面值

本节列出了主要的截面值。更多特性值请参见选项卡截面值

截面面积

截面面积分为总面积“轴向A”和“剪切Ay”以及“剪切Az”的面积。剪切面积Ay与惯性矩Iz有关,剪切面积Az则与 Iy有关。

以下技术文章中提供了剪切面积的计算信息:

剪切面积影响剪切变形,尤其在短实心杆件中应予以考虑。如果更改剪切面积,应避免极小的值:剪切面积在公式的分母中,因此可能会出现数值问题。

制动惯性矩

惯性矩定义了截面对于力矩作用的刚度:扭转惯性矩 IT描述了抵抗绕纵轴扭转的刚度,二次面积矩 Iy 和 Iz 定义了绕局部轴 y 和 z 的弯曲刚度。y 轴被认为是“强”轴。二次翘曲面积矩 Iω描述了抵抗翘曲的能力。

对于非对称截面,惯性矩按截面的主轴u 和 v 标出。在截面图中显示了局部截面轴。

您可以通过您定义为截面特定的“结构修改”的因子调整截面面积和惯性矩(见章节结构修改)。

主轴倾角

主轴倾角描述了相对于对称截面的标准主轴系统的主轴位置。对于非对称截面,这是 y 轴与 u 轴之间的角度α(顺时针为正)。对称截面的主轴标为 y 和 z,非对称截面的标为 u 和 v(见截面值和轴图)。

主轴倾角通过以下公式计算:

库截面的主轴倾角不可编辑。您可以通过自定义角度旋转截面:为此,请在选项“选项”中激活“截面旋转”控件框(见截面旋转节)。

尺寸(不均匀温度载荷)

截面的宽度 b 和高度 h 的尺寸用于温度载荷计算。

RSECTION

如果截面是用 RSECTION 创建的,您可以使用按钮打开截面程序并修改截面。

截面值

在选项卡截面值中,截面特性值详细列出。

参数化截面的截面值由RSECTION确定。

信息

FAQ 5400中描述了用哪些公式计算抵抗矩Wy和Wz。

统计

选项卡统计提供关于使用该截面的模型杆件的概览。您可以例如将'总重量'用于钢材清单或成本估算。

截面的几何形状通过点定义。它们也是线的基础。

定义点的坐标在表格中列出。当您选择一行时,该点将在截面图中以红色显示。对于薄壁截面,定义点在中线上标有符号。弧的生成控制点通过带的锁的符号来识别。截面边缘上的点由元素厚度决定。

对于弧段,除了点坐标外,还可以在“参数”部分中查看弧参数。

线

截面的通过线连接,以确定截面的轮廓。线也构成部件的基础。

线的定义点及线型和长度列在表格中。当您选择一行时,该线将在截面图中以红色显示。

部件

截面的轮廓线生成一个或多个部件。

对于每个截面部件,定义线、材料、截面面积及长度相关的质量已给出。

应力点

应力点用于确定截面的应力。所有库中的截面在设计相关的型材位置都配备了应力点。

应力点选项卡由最多四个子选项卡组成。在那里,您可以读取应力点的坐标、静力矩和扭曲坐标(薄壁截面情况下)及基于薄壁理论TWA(薄壁截面情况下)和有限元法FEM计算的单位应力。

您可以在截面图中检查截面轮廓和应力轮廓:点击值列或在图形下列表中选择类型。

提示

根据FSM计算屈曲模态的过程在线性分支负载分析与有限条法(FSM)的技术文章中描述。

有限元网格

最后一个选项卡管理用于确定截面值和单位应力的有限元网格设置。

两个输入框提供了影响离散化的可能性。因子小于1会生成更细的网格,因子大于1则会生成更粗的网格。通常情况下,这里不需要进行调整。

信息

使用单纯形法分析截面的塑性承载能力和确定截面的利用率。有关单纯形元素的更多信息,请参见DUENQ手册的第8.9章“塑性”。

成本估算

如果在“基础”选项卡中勾选了成本估算选项,将显示成本估算选项卡。

如果截面的材料已存在成本估算的规定,则默认激活“从材料继承”控件框。这样,适用于杆的单位成本定义生效,避免了重复的规定。如果您希望为具有特定截面的杆件单独设定单位成本和单位,请取消激活控件框。

选择哪些截面特性是成本估算的变量:重量、体积、面积或长度。在“单位成本”列中输入每单位参数的成本。单位列的列表中有各种选项可供选择。

信息

货币在模型的基础设置的选项卡设置和选项中管理。

“数量”列中显示的重量、体积、面积和长度取决于分配给截面的杆件的属性。

“成本”显示所有具有该截面的杆件的总价。这也代表“汇总成本”。如果有多个截面被激活进行成本估算,您可以在汇总成本中阅读该截面相对于总成本的比例[%]。

CO2排放估算

如果在“基础”选项卡中勾选了CO2排放估算选项,则显示CO2排放估算选项卡。

如果截面的材料已存在CO2排放估算的规定,则默认激活“从材料继承”控件框。这样,适用于杆件的排放定义生效,避免了重复的规定。如果您希望为具有特定截面的杆件单独设定单位排放和单位,请取消激活控件框。

选择哪些截面特性是CO2排放估算的变量:重量、体积、面积或长度。在“单位排放”列中输入每单位参数的CO2排放量。在“单位”列的列表中有各种CO2当量排放单位选项可供选择。

“数量”列中显示的重量、体积、面积和长度取决于分配给截面的杆件的属性。排放量由这些值和单位排放计算得出。

“汇总排放”给出所有具有该截面的杆件所产生的CO2当量。此外,还会显示该截面占总排放量的比例[%]。通过加总每个截面的汇总排放得出“总排放”。

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