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2023-12-13

基本

基本 选项卡中管理着杆件的各项基本参数。 当您在对话框的'选项'部分中勾选时,通常会添加另一个对话框选项卡。 Dort können Sie jeweils die Details festlegen.

杆件类型

杆件类型决定了杆件可以承受何种荷载和特殊属性。 在该列表下可以选择不同的杆件类型。

杆件类型梁可以承受和传递各种类型的内力和弯矩。 默认梁的两端为刚接,没有自由度的释放。 梁类型的杆件可以承受所有类型的荷载。

刚性杆件

刚性类型的杆件将杆件的始端节点和末端节点刚性连接,使这两个节点的各个方向上的平动和转动强制一致。 用户可以在这类杆件的两端指定铰,使始端节点和末端节点仅在某个方向上平动或转动一致或拥有某种对应关系 。 刚性类型的杆件的刚度被程序设定为一个足够大的数值,用户可认为这类杆件的刚度无穷大。 因为刚度是根据系统调整的,所以几乎不会出现任何数值问题。 程序会计算并显示荷载作用下,这类杆件的内力和弯矩。

肋梁

肋类型的杆件适用于模拟钢筋混凝土楼盖中的混凝土肋梁。 程序会自动考虑这类杆件截面的中和轴偏移和有效梁宽。

程序是根据混凝土的相关规范考虑【肋】类型的杆件与【面】的协同受力的, 对于钢板和钢梁的协同作用,应使用【面】与【杆件】偏心连接来进行模拟。

在“肋布置”下拉菜单中提供了各种选项,用以确定杆件和面的相对位置。

通常,肋类型的杆件考虑了【面】与杆件的协同作用,杆件与面形成了T形梁,杆件截面的中和轴会发生移动。 程序会根据面的厚度和杆件截面高度来自动计算新的中和轴位置, 用户也可以自定义T形梁中和轴的位置。 用户可通过对话框中的“翼缘尺寸”下定义该种类型的有效宽度。 程序默认勾选“选项”中的“自动查找”和“将局部 z 轴与面的局部 z 轴对齐,

用以自动检测肋类型杆件两侧的面。 对于沿肋类型的杆件的线相邻的面多于两种,用户需要取消勾选“自动查找”, 手动指定两个面用以定义肋类型的杆件。

Zur Eingabe der Integrationsbreiten b-y,int und b+y,int bestehen verschiedene Möglichkeiten (siehe Bild Neue Rippe). Die Breiten können direkt eingegeben oder mit den Optionen Lref / 6 und Lref / 8 automatisch aus der Stablänge ermittelt werden. 用户也可使程序根据欧标 'EC2' 的 5.3.2.1 计算有效宽度。

如果用户在【肋】类型杆件对应的【线】上创建了类型【为在杆件上】的节点,

可以分段为肋类型的杆件定义各种参数。 有效宽度不会对结构的整体受力产生影响,但会影响杆件和面之间的内力、弯矩分布。

桁架单元

桁架类型的杆件相当于两端铰接的梁类型的杆件。 Zusätzlich wird die Verdrehung um die Längsachse am Stabanfang durch ein Gelenk φx freigegeben. 程序会计算并显示这类杆件在各种荷载作用下的弯矩和扭矩。

桁架(只有轴力)

这种类型的杆件仅具有轴向刚度,杆件仅传递轴力。 程序仅显示这类杆件两端节点和中间节点的内力和弯矩。 当杆身上无集中荷载作用时,杆件内力随杆件线性变化。 软件不显示由自重或线荷载产生的弯矩分布。 节点力是根据杆件荷载计算的,这样可以确保正确传递。

信息

'桁架(仅 N)' “桁架(仅有轴力)”类型的杆件均为轴向受压。 所以不会产生屈曲。

提示

Der Unterschied zwischen den Stabtypen 'Fachwerkstab' und 'Fachwerkstab (nur N)' wird in einem Webinar an einem Beispiel erläutert.

拉杆

【拉杆】类似于【桁架(只有轴力)】, 但只能承受拉力,例如柔性支撑。

该类型的杆件受压时会退出工作。 第一步,计算所有杆件的内力和弯矩。 由于【拉杆】的力学性能在受压和受拉转变时发生突变,属于非线性的一种, 故程序需要对含有此类型杆件的模型进行反复迭代计算,以确定该类型杆件最终的受力状态。 这个过程一直持续到没有其他受拉杆件失效。 系统会由于受拉杆件的失效而变得不稳定。

信息

Ein ausgefallener Zugstab wird wieder in der Steifigkeitsmatrix berücksichtigt, wenn er in einem späteren Iterationsschritt aufgrund von Umlagerungseffekten Zugkräfte erhält (siehe Kapitel Statikanalyseeinstellungen ).

压力

【压杆】类似于【桁架(只有轴力)】,但只能承受压力。 该类型的杆件受拉时会退出工作。 受压构件失效会导致系统失稳。

屈曲杆件

【屈曲】类似于【桁架(只有轴力)】,该类型的杆件受拉时不会发生屈曲;受压时,如果压力小于临界荷载,该类型的杆件正常工作; 如果压力大于临界荷载,该类型的杆件发生屈曲,退出工作。

程序在使用 P-∆ 二阶分析和三阶大变形分析时,该类型的杆件仍会按照一阶线性分析(理想欧拉临界力)的方法计算杆件稳定性。 在使用 P-∆ 二阶分析和三阶大变形分析时,如果模型种存在该类型的杆件会使计算出的结构稳定性高于实际的结构稳定性,偏于不安全。

电缆

索只能受拉力。 如果模型中存在该类型的杆件,需要使用大变形分析、迭代计算才可得到正确的结果。

【索】的变形通常很大,不可忽略,其内力和弯矩会随着索的变形不断变化。 一般的结构变形都为小变形,对于像屋盖这样的简单拉杆,受拉杆件就足够了。

结果梁

【结果梁】类型的杆件适用于展示【面】、【实体】或【杆件】的计算结果,是一种虚拟的杆件。 由于是一种展示结果用的虚拟杆件,

【结果梁】的线可以放置在模型中的任意位置。 不需要设置支座或与主体模型连接, 但需要为该类型的杆件分配截面。 用户无法对该类型的杆件施加荷载。

信息

由于是一种虚拟杆件,【结果梁】的截面对结构的刚度不会产生影响。

用户可以在“集成应力和力”中“类型”下拉菜单中选择【结果梁】的类型,以定义结果梁上显示的结果。 用户可以在“参数”标签卡中定义尺寸。 它们在杆件的重心上与杆件的线相关。

在“包括对象”标签卡中,用户可以选择集成结果的【面】、【实体】和【杆件】。 或者,您可以在对话框的'不包含对象'部分中选择所有对象,然后排除某些元素。

虚梁

Dieser Stabtyp ermöglicht es, die Querschnittseigenschaften für Open Web Steel Joists anzusetzen, die das Steel Joist Institute in sogenannten "Virtual Joist"-Tabellen hinterlegt hat. Diese Virtual Joist-Profile repräsentieren äquivalente Breitflanschträger, die der Trägergurtfläche, dem effektiven Trägheitsmoment und dem Gewicht sehr nahe kommen. Der Träger wird damit durch einen Stab mit einem virtuellen Querschnitt ersetzt. So lassen sich komplexe Trageinheiten wie beispielsweise ein Fachwerkträger im Gesamtsystem simulieren.

Wählen Sie in der Liste die 'Reihe' des virtuellen Trägers aus.

In der Liste 'Virtueller Träger' können Sie dann den genauen Typ festlegen.

Die Schaltfläche 虚梁 im Abschnitt 'Querschnitt und Material' ermöglicht es, den virtuellen Träger aus der Querschnittbibliothek zu importieren.

面模型

Dieser Stabtyp eignet sich in erster Linie, um Loch- und Wabenträger oder Querschnittsschwächungen wie Durchbrüche für Versorgungsleitungen im Stabmodell abzubilden. Dabei wird der Stab in ein Flächenmodell konvertiert, in dem die Staböffnungen nach Benutzervorgabe angeordnet sind. Der Stab bleibt jedoch erhalten. Folgende Voraussetzungen müssen erfüllt sein:

  • Der Querschnitt stellt ein genormtes oder parametrisiertes dünnwandiges Profil mit einem Steg dar.
  • Das Material des Querschnitts basiert auf einem isotrop linear-elastischen Materialmodell.

Beim Stabtyp 'Flächenmodell' liegt der Stab sowohl als Stab- als auch als Flächenobjekt vor. Die geometrischen Eigenschaften sind identisch; beide Modelle haben denselben Schwerpunkt. Die Darstellung wird im Navigator - Anzeige über den Eintrag Modell → Basisobjekte → Stäbe → Flächenmodell oder die Schaltfläche 面模型 in der Symbolleiste gesteuert.

Das FE-Netz des Flächenmodells wird automatisch erzeugt, es kann derzeit nicht beeinflusst werden. Bei der statischen Berechnung wird das Flächenmodell verwendet. Zur Auswertung stehen dann sowohl die Stabergebnisse zur Verfügung (wie bei einem Ergebnisstab, bei dem die Spannungen der Stab-Teilflächen zu Stabschnittgrößen integriert werden) als auch die Flächenergebnisse. Die Steuerung lässt sich auch hier über den Navigator - Anzeige oder die Schaltfläche 面模型 vornehmen.

Die Bemessung eines Flächenmodell-Stabes in den Add-Ons erfolgt mit den Stabschnittgrößen und dem Stabquerschnitt.

Wie im Bild oben zu sehen, entstehen an den Stabenden eines Flächenmodell-Stabes mehrere Starrstäbe. Sie verbinden das Flächenmodell mit den Endknoten der anschließenden Stäbe. Damit ist die korrekte Übertragung der Schnittgrößen zu den 1D-Objekten gewährleistet. Falls mehrere Flächenmodell-Stäbe aneinander anschließen, werden diese Koppelstäbe für jeden Stab erzeugt.

信息

Lasten, die in der Schwerelinie des Stabes wirken, fehlen unter Umständen im Bereich der Staböffnungen: Bei der Konvertierung in ein Flächenmodell werden alle Linien in der Öffnung entfernt, sodass keine Last zugewiesen werden kann.

Definieren Sie in diesem Fall für die Stablast eine Kraftexzentrizität am Querschnitt. Die Last wird so realitätsgetreu am Querschnittsrand angesetzt und bleibt auch im Flächenmodell erhalten.

提示

Im Fachbeitrag Anwendung des Stabtyps "Flächenmodell" werden die Ergebnisse eines Stabmodells und eines Flächenmodells verglichen.

刚度

用户可以直接定义该类型杆件的杆件刚度。 杆件的各个刚度属性可以在【可定义刚度】选项卡中设置。

耦合

该类型的杆件为一种虚拟杆件,用于使两个节点的自由度相互关联。 系统提供了四种耦合类型的杆件用于关联两个节点的自由度。 连接力和弯矩的传递可以用于模拟特殊情况。 轴力和剪力或者扭矩和弯矩直接从一个节点传递到另一个节点。

信息

耦合类型的杆件的刚度由模型自动确定,以免在计算中出现数值错误。

弹簧

Ein Federstab bietet die Möglichkeit, lineare oder auch nichtlineare Federeigenschaften mit definierbaren Wirkbereichen abzubilden. Für einen Federstab brauchen Sie im Register 'Querschnitt' nur die Stablänge Lz festlegen, keinen Querschnitt: Die Steifigkeit des Stabes ergibt sich aus den Federparametern, die Sie im Dialog 'Neue Stabfeder' definieren (siehe Kapitel Stabfedern).

阻尼器

Ein Dämpfer entspricht im Prinzip einem Federstab mit der Zusatzeigenschaft 'Dämpfungskoeffizient'. Dieser Stabtyp erweitert die Möglichkeiten für dynamische Analysen nach dem Zeitverlaufsverfahren.

Wie bei einem Federstab brauchen Sie im Register 'Querschnitt' nur die Stablänge Lz festlegen, keinen Querschnitt. Die Steifigkeit des Stabes ergibt sich aus den Federparametern, die Sie im Dialog 'Neue Stabfeder' definieren (siehe Kapitel Stabfedern). Die Dämpfungseigenschaften können Sie über den Dämpfungskoeffizienten X steuern.

信息

Hinsichtlich der Viskoelastizität ähnelt der Stabtyp "Dämpfer" dem Kelvin-Voigt-Modell, das aus dem Dämpfungselement und einer elastischen Feder (beide parallel geschaltet) besteht.

选项

In diesem Abschnitt können Sie über die Kontrollfelder weitere Stabeigenschaften festlegen.

杆件上的节点

Mit einem oder mehreren Knoten am Stab können Sie den Stab in Segmente gliedern, ohne den Stab zu teilen (siehe Kapitel Knoten ).

用户可以在杆件端部设置【铰】,来控制杆件内力和弯矩的传递情况。(参见 杆件铰 一章)。 对于某些杆件类型(例如桁架),用户无法指定杆件端部的铰。 用户可以在【铰】选项卡下指定杆件始端节点和末端节点的铰。

偏心

用户可以通过勾选“偏心”,在【偏心】选项卡中定义杆件在端部的偏心情况。(详见 杆件偏心一章)。 偏心可以分别在'杆件始端 i' 和 '杆件末端 j' 分配。

筒仓

用户可以为杆件分配杆件支座, 在【支座】选项卡下定义杆件支座的铰接、刚接、半刚性等情况。(见 杆件支座章节)。

横加劲肋

杆件上设置的横向加劲肋会影响杆件的抗扭刚度。 在进行考虑扭转的七自由度计算时,应考虑杆件上的横向加劲肋以更准确的计算杆件的翘曲,(见 杆件横向加劲肋一章)。

杆件开洞

Staböffnungen wirken sich auf die Querschnittswerte und den Schnittgrößenverlauf aus. Sie sind beim Stabtyp 'Flächenmodell' relevant. Im Kapitel Staböffnungen ist beschrieben, wie Sie den Typ und die Lage der Öffnungen definieren können.

类型

用户可以通过勾选“非线性”, 以定义具有非线性力学性能的杆件(见 杆件非线性一章)。

结果中间点

用户可以在杆件上指定结果中间点,程序会将这些节点的计算结果以表格的形式输出,以便用户更详细的了解杆件上各点的受力情况。 结果中间点需要在【新建结果中间点】对话框中定义,见 杆件结果中间点一章)。

信息

Result 结果中间点不影响计算。

端部调整

Mit Endmodifikationen können Sie die Geometrie des Stabes an seinen Enden grafisch anpassen. 以便用户模拟杆件在端部的延伸、截断或倒角等形状变化。

信息

【端部修正】不影响计算,仅用于用户更好的显示模型。

'Verlängerung': 用户可以为杆件始端和杆件末端定义“延伸”, Δ 缩短为负值,伸长为正值。

'Neigung': Mit einer Neigung können Sie jedes Stabende abschrägen. 可以输入绕杆件轴 y 和 z 的倾斜角。 绕杆件局部坐标轴 x 轴正方向顺时针选择为正。

计算时停用

用户可以通过勾选“计算时停用”,使程序计算时不考虑该杆件及施加在该杆件上的荷载。 可计算结构中该杆件失效时结构的力学性能(如用于计算结构抗连续倒塌性能)。 用户不需要删除该杆件,其荷载也将保持不变。

父截面