在线手册 RFEM 6

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006106

Dipl.-Ing. (FH) Robert Vogl

2026-02-10

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计算书

基本

'基础'选项卡用于管理基本杆件参数。如果您在'选项'区域中勾选某个复选框，通常会添加另一个选项卡。您可以在其中分别指定详细信息。

定义杆件类型和杆件选项

杆件类型

杆件类型用于控制内力的吸收方式或杆件的预设属性。列表中提供了多种杆件类型供选择。

选择杆件类型

梁

梁是一种可传递所有内力的受弯杆件。梁构件在其杆端没有铰。这种杆件类型可以承受各种荷载类型。

刚性杆件

刚性杆件通过刚性连接将两个节点的位移耦合。因此，它原则上对应于耦合。它可以用来定义具有非常大刚度的杆件，并可以考虑铰，也可以包含弹簧常数和非线性。几乎不会出现数值问题，因为刚度已适应于系统。

对于刚性杆件，如果您在导航器 - 结果下方的'杆件'类别中激活耦合的结果，则输出内力。

以下刚度适用于刚性杆件：

轴向刚度 E · A	瑞方国际单位制 10¹³ · ℓ [SI-Einheit] 其中 ℓ = 杆件长度
抗扭刚度 G · I_T	10¹³ · ℓ [SI-Einheit]
弯曲刚度 E · I	10¹³ · ℓ³ [SI-Einheit]
剪切刚度 G_Ay / G_Az (如果激活)	10¹⁶ · ℓ³ [SI-Einheit]

信息

这些刚度假设也适用于耦合类型的杆件。

肋构件

肋可以用来表示带板梁。对于这种杆件类型，有限元模型会考虑偏心距和有效板宽。

肋主要适用于钢筋混凝土杆件，因为肋的内力和截面会影响到混凝土设计。焊接有"肋"的钢板应建模为一个带有偏心连接杆件的面。

定义新肋

'肋布置'的列表提供了多种选择。

选择肋的排列

肋通常是偏心布置的杆件。偏心距会自动从一半的面厚度和一半的杆件高度得出。但也可以手动定义。肋的偏心会增加模型的刚度。在中心布置时，肋的重心轴位于面的中间。

肋的有效宽度需要在'翼缘尺寸'区域中为左侧和右侧定义。大多数情况下，可以保留'自动检测'设置，程序会自动确定这两个面。如果在肋杆件线上有多于两个的面交汇，则必须手动指定相关的面。

有多种方式可以输入积分宽度 b_-y,int 和 b_+y,int（见图新建肋）：可以直接输入宽度，或者使用选项 L_ref / 6 和 L_ref / 8 从杆件长度自动确定。它们也可以根据规范的规定来确定，例如按照 'EC2' 章节 5.3.2.1。

积分宽度值定义了积分内力的面或影响区域的宽度。有效宽度值表示从腹板中心点到各自边缘的肋翼缘截面宽度。默认情况下，积分宽度和有效宽度相等。但您可以在点击按钮后单独定义它们。

如果定义了“杆件上的节点”类型的节点，则可以为各个段分节定义肋。如果定义了多个段，可以通过表格列“线性分布”将突变宽度区域线性连接，以防止肋杆件中出现过大的刚度跳跃。

在三维模型中，有效宽度对刚度没有影响，因为增加的刚度已经由偏心杆件予以考虑。但是有效宽度会影响杆件和面内力的分布。

桁架杆件（桁架）

桁架杆件对应于两端带有弯矩释放的梁构件。此外，杆件起点处绕纵轴的旋转被释放。对于这种杆件类型，程序会从杆件荷载输出弯矩和扭矩。

桁架杆件（仅轴力）

这种类型的桁架杆件具有刚度 E ⋅ A，能够以拉力和压力的形式承受轴力。仅输出节点内力。只要杆件上没有集中荷载作用，杆件就呈现线性内力分布。不会输出由于自重或线荷载可能引起的弯矩分布。但是节点力是根据杆件荷载计算的，从而保证了正确的传递。

信息

对于“桁架杆件（仅轴力）”，不可能发生与主轴垂直的偏移。因此，不考虑杆件屈曲效应。

提示

在一次网络研讨会中，通过一个示例解释了'桁架杆件（桁架）'和'桁架杆件（仅轴力）'类型之间的差异。

防屈曲支撑 (BRB)

这种类型允许对包含钢芯（扁钢或十字形截面）和方形或圆形空心截面中的混凝土填充涂层的杆件进行建模。它主要用于美国地震危险地区的建筑加固。

拉杆

拉杆只能承受拉力。该杆件类型对应于'桁架杆件（仅轴力）'，在受到压力时失效。

带有拉杆的杆件系统是迭代计算的：第一步，确定所有杆件的内力。如果拉杆承受负轴力（压力），则开始另一个迭代步骤。这些杆件的刚度分量不再被考虑——它们已经失效。这个过程一直持续到没有拉杆失效为止。系统可能因拉杆失效而变得不稳定。

信息

一个失效的拉杆，如果在随后的迭代步骤中由于内力重分布效应而承受拉力，则会被刚度矩阵重新考虑（见章节力学分析设置）。

压杆

压杆只能承受压力。该杆件类型对应于'桁架杆件（仅轴力）'，在受到拉力时失效。失效的压杆可能导致系统不稳定。

屈曲构件

屈曲构件对应于'桁架杆件（仅轴力）'，可以无限承受拉力，但是承受压力只能达到临界力。对于欧拉情况 2，该力确定如下：

N_{cr} = \frac{π^{2} \cdot E I}{l_{cr}^{2}}

临界压力

使用这种杆件类型，通常可以避免在大变形或非线性分析中由于桁架杆件屈曲而产生的数值不稳定。将其替换为屈曲构件（这更符合实际情况）后，在许多情况下可以提高临界荷载。

索杆

索只能在拉伸下工作。因此，可以通过考虑纵向力和横向力的三阶分析来迭代计算索链。

索适用于那些可能发生大变形并伴随内力显著变化的模型。对于如雨棚那样的简单拉线，使用拉杆就完全足够了。

钢筋

使用这种杆件类型，可以在钢筋混凝土单元的有限元模型中表示普通钢筋。例如，可以研究基于桁架模型的非连续性区域（如牛腿的拉压杆、带洞口的梁等）。

如果钢筋在物理上位于其他元素（如杆件或面）内部，则钢筋具有到这些其他元素的自动连接功能。与桁架杆件（仅轴力）类似，钢筋只有切向刚度。目前还不可能进行非线性材料行为。

重要

这种杆件类型不能使用附加模块混凝土设计进行设计。

钢筋参数

在'设置'区域中，杆件类型被设置为普通钢筋。如果附加模块预应力被激活，则可以使用其他钢筋类型。

在'主控对象'区域中，分配钢筋所在的杆件或面。为此，请使用按钮。然后，您可以使用按钮将钢筋自动连接到主控对象。

提示

对于主控对象，建议使用非线性材料（例如损伤模型）。

滑轮索

这种索杆类型也只承受拉力，并根据索理论（三阶理论）进行计算。然而，滑轮索只能定义在至少三个节点的多段线上。因此，这种杆件类型适用于柔性受拉构件，其纵向力通过转向点引导穿过模型。一个应用示例是滑轮组。

与普通索杆不同，内部节点只允许在纵向 (u_x) 上有位移。因此，杆件不能承受作用在局部 y 或 z 方向上的杆件荷载。只考虑纵向位移 u_x 和轴力 N。

带板索杆模型 (左) 和索杆 (右): 正常力和支座反力比较

在多段线的内部节点上，是否存在节点支座或将杆件连接到另一结构上并不重要：会在整个多段线长度上分析索杆的总系统。

结果梁

结果梁适用于在虚拟梁中集成面、实体或杆件的结果。例如，这可以用于读取砌体验算所需的面上的合剪力。

结果梁的线可以任意放置在模型中。结果梁既不需要支座，也不需要与模型连接，但要进行设计则需指定一个截面。在结果梁上不能施加任何荷载。

信息

结果梁的截面对系统刚度没有影响。

定义结果梁

在'集成应力和内力'区域中，选择结果梁的类型以定义积分区域的几何形状。在'参数'区域中，您可以随后定义尺寸。它们参考了位于其重心的梁的线。

在'包括对象'区域中，定义那些结果在积分时要被考虑的面、单元、实体和杆件。或者，选择'全部'对象，然后在'排除在包含对象之外'区域中排除某些特定元素。

结果线

结果线适用于在一条线上集成的面、实体或杆件的结果。这条线可以任意放置在模型中。

定义结果线 | 结果线

其原理对应结果梁。但是您无需指定截面。在'截面'选项卡中，您可以读取线的长度，并且在必要时可以旋转该线以用于结果显示；该选项卡没有其他功能。

导荷虚面

使用这种杆件类型，可以将荷载施加到在端部节点或中间节点与杆件相连的对象上。杆件本身没有刚度。您可以在新选项卡中定义导荷的标准。

定义荷载传递属性

目前通过条带方法进行荷载传递。导荷虚面的荷载——类型为力、力矩或质量的杆件荷载或节点荷载——将按比例传递到最近的公共结构对象上。例如，这些对象是支座的节点、杆件、面的节点或支座的线。

如果要考虑杆件的自重，可以在'参数'区域中定义杆件重量。

在'受载对象'区域中，指定用于将杆件荷载传递到后续对象的节点编号。如果并非所有这些节点都相关，则可以在'无效应于'区域中排除特定节点。

虚拟托梁

使用该杆件类型，可以应用由[Steel Joist Institute]（钢托梁学会）存入所谓的'虚拟托梁'表中的'Open Web Steel Joists'的截面属性。这些虚拟托梁截面代表着等效的宽翼缘梁，它们非常接近弦杆面积、有效惯性矩和重量。这样，便可通过具有虚拟截面的杆件来替换该托梁。从而，可以在整个系统中模拟复杂的承重单元，例如桁架梁。