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2024-02-23

VE0099 | 空间弯曲与翘曲

说明

两端的铰支座限制 I 型钢的轴向转动（翘曲不被限制）。两个横向力在中间施加。示例中忽略自重。计算结构的最大挠度 u_y,max和 u_z,max ，最大转角 φ_x,max ，最大弯矩 M_y,max和 M_z,max以及最大扭矩 M_T,max, M_Tpri,max ， M_Tsec,max与 M_ω,max 验算示例是基于 Gensichen 和 Lumpe 提出的示例（参见参考资料）。

材料	钢	弹性模量	E	210000,000	MPa
材料	钢	横向应变	ν	0,300	<现在wiki>-
几何尺寸	梁	周长	l	6,000	m
	截面	高度	[SCHOOL.]	400,000	mm
		宽度	B	180,000	mm
		腹板厚度	S	10,000	mm
		翼缘厚度	t	14,000	mm
荷载		水平力	F_y	3,000	kN
荷载		垂直力	F_z	194,000	kN

空间翘曲翘曲

解析解

分析解不可用。本文中参考了软件 S3D 的计算结果。

RFEM 和 RSTAB 设置

在RFEM 5.26、RSTAB 8.26 或 RFEM 6.01、RSTAB 9.01中建模
单元尺寸 l_FE = 0.025 m
使用各向同性线弹性材料模型
使用二阶分析
翘曲扭转和钢结构设计模块用于 RFEM 6 和 RSTAB 9

结果输出

下图显示了在 RSTAB 9 中计算所选变形和内力后的变化情况。在结果表中可以对最大值进行排序和比较。

RSTAB 9 结果 - 变形 uy [毫米]

RSTAB 9 结果 - 变形 uz [mm]

RSTAB 9 结果 - 变形 phix [mrad]

RSTAB 9 结果 - 弯矩 My [kNm]

RSTAB 9 的结果 - 弯矩 Mz [kNm]

RSTAB 9 的结果 - 扭矩 MT [kNm]

版本号 RSTAB 9 的计算结果 - 主扭矩 MTpri [kNm]

软件 RSTAB 9 结果 - 次扭矩 MTsec [kNm]

RSTAB 9 结果 - 翘曲弯矩 Momega [kNm]

S3D	RFEM 6	比值	RSTAB 9	比值
u_y,max [mm]	25.0	26,6	1,064	27,1	1,084
u_z,max [mm]	19,8	20,8	1,051	18.9	0,955
φ_x,max [mrad]	81,0	87,7	1,083	84,1	1,038
M_y,max [kNm]	290,0	289,5	0,998	289,1	0,997
M_z,max [kNm]	-28.0	-，30.0	1,071	-28.7	1,025
M_T,max [kNm]	2,38	2,56	1,034	2,45	1,029
M_Tpri,max [kNm]	1,48	1,57	1,061	1.50	1,013
M_Tsec,max [kNm]	1,03	1,21	1,175	1.15	1,117
M_ω,max [kNm]	2,61	2,84	1,088	2,70	1,034

S3D	RFEM 5 - RF-FE-LTB	比值	RSTAB 8 - 有限元软件	比值
u_y,max [mm]	25.0	28,1	1,124	28,1	1,124
u_z,max [mm]	19,8	18.9	0,954	18.9	0,954
φ_x,max [mrad]	81,0	87,8	1,084	87,9	1,084
M_y,max [kNm]	290,0	289,0	0,997	289,0	0,997
M_z,max [kNm]	-28.0	-29.9	1,068	-29.9	1,068
M_T,max [kNm]	2,38	2,54	1,068	2,54	1,068
M_Tpri,max [kNm]	1,48	1,57	1,061	1,57	1,061
M_Tsec,max [kNm]	1,03	1,19	1,155	1,19	1,155
M_ω,max [kNm]	2,61	2,77	1,061	2,78	1,061

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验证示例0099 | 1

参考

LUMPE, G. 和 GENSITEN, V. 线性和非线性杆件分析评估理论和软件：示例、失效原因、详细理论。欧内斯特。
LUMPE, G. S3D（版本 2011 年 9 月 25 日）。 Biberach University of Applied Sciences, 2011.

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知识库 001877 | RFEM 6 中需考虑的规范ASCE 7-22 和NBC 2020 地震P-Delta

规范 [1] 中的 ASCE 7-22 部分。 12.9.1.6 规定了在进行抗震设计的模态反应谱分析时应考虑 P-delta 效应的情况。在 NBC 2020 [2] 的 Sent. 4.1.8.3.8.c 仅给出了一个简短的要求，即考虑重力荷载与变形结构的相互作用引起的侧移效应。在某些情况下，进行地震分析时必须考虑二阶效应，也称为 P-delta。