SHAPE-THIN 薄壁截面和冷弯型材截面

薄壁截面和冷弯型材的截面属性和应力

结果 - 弯曲截面的正应力曲线

结果 - 截面类型和正应力分布

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独立程序 SHAPE-THIN 可以计算开口和闭口薄壁截面以及冷弯型材的截面属性,并且进行应力分析和塑性计算。

独立程序 SHAPE-THIN 与主软件 RFEM 和 RSTAB 相连接:用户可以在 RFEM 和 RSTAB 的截面库中选择 SHAPE-THIN 创建的截面,反之也可以在 SHAPE-THIN 中导入 RFEM 和 RSTAB 计算的内力并且验算截面。

用户可以通过图形、表格形式或者 DXF 格式的文件导入截面。

  1. 产品特性

    • 通过块单元、型钢、圆弧和点单元创建截面
    • 扩展的材料特性,屈服强度和极限应力库
    • 开放,封闭或非连接截面的截面属性
    • 由不同材料组成的截面的有效属性
    • 确定角焊缝中的焊接应力
    • 应力分析,包括一次和二次扭矩
    • 检查C/T比
    • 有效截面按照
      • European UnionEN 1993-1-5(包括按照4.5节的加固屈曲板)
      • European UnionEN 1993-1-3
      • European UnionEN 1999-1-1
      • GermanyDIN 18800-2
    • 截面等级按照
      • European UnionEN 1993-1-1
      • European UnionEN 1999-1-1
    • 与MS Excel交互,导入和导出表格
    • 打印报告
  2. 截面属性和应力

    SHAPE-THIN决定了任意打开,闭合,组合或非连接截面的截面特性和应力。

    截面属性
    • 截面面积 A
    • 剪切面积A y ,A z ,A u和A v
    • 重心位置 yS、zS
    • 惯性矩I y ,I z ,I yz ,I u ,I v ,I p ,I p,M
    • 回转半径i y ,i z ,i yz ,i u ,i v ,i p ,i p,M
    • 主轴倾角 α
    • 截面重量G
    • 截面周长U
    • 扭转常数J,J St.Venant ,J Bredt ,J s
    • 剪力中心y M ,z M的位置
    • 侧向约束的翘曲常数Iω,SIω,MIω,D
    • 最大/最小截面模数S y ,S z ,S u ,S vSω,M
    • 截面范围r u ,r v ,r M,u ,r M,v
    • 折减系数λ 中号
    塑性截面属性
    • 轴力N pl,d
    • 剪力V pl,y,d ,V pl,z,d ,V pl,u,d ,V pl,v,d
    • 弯矩M pl,y,d ,M pl,z,d ,M pl,u,d ,M pl,v,d
    • 截面模量Z y ,Z z ,Z u ,Z v
    • 剪切面积A pl,y ,A pl,z ,A pl,u ,A pl,v
    • 区域等分轴f u ,f v的位置
    • 显示惯性椭圆
    静力矩
    • 区域Q u ,Q v ,Q y ,Q z的一阶矩,以及最大位置和剪切流参数
    • 整经坐标ωM
    • 翘曲面积Qω,M
    • 单元格面积A m封闭截面
    应力
    • 正应力σX由于轴向力,弯矩和翘曲双力矩
    • 由剪力以及一次和二次扭转力矩引起的剪应力τ
    • 效应力σeqv ,自定义系数为剪应力
    • 与极限应力有关的应力比
    • 单元边缘或中心线的应力
    • 角焊缝中的焊接应力
    剪力墙截面
    • 非连接截面的截面特性(高层建筑的核心,组合截面)
    • 弯曲和扭转引起的剪力墙剪力
    塑性分析
    • 塑性承载力设计,计算增大系数αpl
    • 按照DIN 18800的el-el,el-pl或pl-pl设计方法检查c/t比
  3. 输入

    SHAPE-THIN 包含大量的轧制截面和参数化截面, 它们可以通过新建单元进行组合或补充完整。 可以创建由不同材料组成的截面。

    图形工具和功能可以让您按常见的 CAD 程序中常用的方法创建复杂的截面形状。 图形输入项包括设置点元素,角焊缝,弧,参数化矩形和圆形截面,椭圆,椭圆拱,抛物线,双曲线,样条曲线和NURBS。 也可以导入DXF文件作为进一步建模的基础。 您也可以使用辅助线进行建模。

    此外,您还可以使用参数化输入法建模,通过改变特定的变量来输入模型和荷载数据。

    单元可以通过图形方式进行划分或添加到其他对象上。 SHAPE-THIN 会自动划分单元,并通过引入虚单元提供不间断的剪力流。 对于虚单元,可以定义一个特定的厚度来控制剪力的传递。

  4. SHAPE-THIN 9 中冷弯 Z 形截面的有效截面

    验算

    SHAPE-THIN 可以计算所有相关的截面属性,包括塑性极限内力。 重叠区域被设置得贴近实际。 如果截面由不同的材料组成,则 SHAPE-THIN 会确定相对于参照材料的有效截面属性。

    除了弹性应力分析外,您还可以对任意截面形状进行包括内力相互作用在内的塑性设计。 塑性相互作用设计按照单纯形法进行。 您可以根据 Tresca 或 von Mises 来选择屈服假设。

    SHAPE-THIN 按照 EN 1993-1-1 和 EN 1999-1-1 进行截面分类。 对于截面类别 4 的钢型材截面,程序根据 EN 1993-1-1 和 EN 1993-1-5 确定未加劲或加劲的屈曲板的有效宽度。 对于截面类别 4 的铝型材截面,程序会根据 EN 1999-1-1 来计算有效厚度。

    SHAPE‑THIN 还可以选择根据 DIN 18800 的弹性-弹性、弹性-塑性或塑性-塑性方法来检查 c/t 极限值。 同一方向连接的单元的 c/t 区域会被自动识别。

    冷弯型材

    SHAPE-THIN 根据 EN 1993-1-3 和 EN 1993-1-5 确定冷弯型材的有效截面。 您可以选择检查几何条件是否符合EN 1993‑1‑3第5.2节中规定的标准。

    板的局部屈曲的影响按照减小宽度的方法进行考虑,并且根据 EN 1993-1-3 第5.5 节考虑加劲截面加劲肋的可能屈曲(不稳定性)。

    可以选择迭代计算来优化有效截面。

    可以图形方式显示有效截面。

  5. 结果

    所有结果都可以通过数值和图形方式进行分析,并以可视化方式显示。 选择功能有助于目标评估。

    打印报告符合有限元软件RFEM框架分析软件RSTAB的高标准要求 。 修改会自动更新。

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