KB 001516 | 铰接端板连接的建模与设计

主题：
铰接端板连接的建模与设计

注释:
RFEM提供以下方法来设计铰接端板连接。 首先，在模块 RF-JOINTS Steel-Pinned 中快速方便地输入相应的参数，以便接下来得出包括图形在内的结构设计计算书。 也可以在 RFEM 中单独对该连接建模，然后对结果评估或者手动验算。 在下面的例子中，将解释这种建模的特性，并将螺栓的剪力与 RF-JOINTS Steel-Pinned 的相应结果进行比较。

论文摘要:
系统

整个结构是一个铰接的半框架，由 6 米长的 IPE-160 梁和 4 米长的 IPE-200 柱组成。 梁通过与 5mm 厚的端板焊接和 4 个螺栓 M12 连接到柱子的腹板上。

结构的荷载除了自重外，还有作用在梁上沿着 Z 方向正向作用的 8kN/m 荷载（图01）。

端板的尺寸为宽/高 = 82/160mm。 螺栓的边缘距离为 e1 / e2 = 44 / 20.5 mm（图02）。

情况 1： 使用模块 RF-JOINTS Steel-Pinned 设计连接节点

在 RFEM 中对结构进行建模（包括荷载工况和荷载）之后，打开附加模块 RF-JOINTS Steel-Pinned， 并定义相应的输入数据，以便在短时间内计算进行该连接设计。

这个例子中主导螺栓抗剪承载力（使用率 47 %，图 03）， 单个螺栓的最大已知剪力F_n，Ed是6,12 kN。

情况 2: 在 RFEM 中对连接节点建模

该情况在 RFEM 中建模的步骤如下：

复制模型
定义梁的杆件偏心（Z 方向偏心为一半梁高，端板厚度 + 在 Y 方向一半柱子腹板厚度，仅在连接末端，见图 04）
在杆件处右击鼠标→“由杆件生成面”
删除节点支座，定义在梁翼缘下边框的铰接线支座和柱子腹板的末端（见图 05）
删除杆件荷载（8 kN / m），并换算成面荷载（作用在梁翼缘上 97.6 kN/m²）

连接:

端板作为体单元建模（长方体，见图 06）
插入螺栓孔通过洞口（见该专题报告）
将实体端板拷贝到梁末端。 请注意： 由于铰接连接，端板不应与柱腹板接触，因此力只能通过螺栓传递（参见图 07）
将端板的洞口（螺栓孔）拷贝到柱腹板
检查端板与柱腹板之间确实没有接触，可以在此开始计算。 应该出现一条关于不稳定的信息
四个螺栓可以作为圆柱形实体建模，由圆形面和四边形面组成

为了得到螺栓中的内力，必须在每个螺栓的中间设置一个结果梁（见图 08）。 在这个例子中，使用直径为 12mm 的圆钢截面。 有关结果杆件的更多信息，请参阅我们的专题报告。

计算得出螺栓内的最大剪力V_z = 6.69 kN（见图09）。

概述总结

由主程序RFEM和由附加模块 RF-JOINTS Steel-Pinned 得出的结果很接近，也具有可比性。 在这个例子中，很明显在 RFEM 中建模的可能性很大。 与在附加模块 RF-JOINTS Steel-Pinned 中的快速设计相比，手动建模的工作量相对较高，因此用户必须首先决定使用哪种情况进行设计。

更多视频：
► KB 001516 | 铰接端板连接的建模和设计 https://www.youtube.com/watch?v=lwDeOPxL2rw