在结构设计中,由于结构系统不稳定导致的计算中止有多种原因。 一方面,它可能由于系统过载导致的 "真正 "的不稳定,另一方面,建模不准确也可能是导致这一错误信息的原因。 接下来我们分别来介绍一种查找造成结构失稳原因的可行方法。
1. 建模验算
- 支座的定义错误或缺少支座
缺少支座和做支座定义不准确可能会导致结构的不稳定。 因此,必须使结构处于平衡状态。 超静力未定义的结构体系也会由于缺乏边界条件而导致计算中止。
- 杆件绕自轴扭转
如果杆件绕自轴扭转,同样会导致不稳定。 问题往往出在杆端铰的设置。 一种可能是在始端节点和终端节点都插入了绕自轴扭转。 这种情况下,程序在计算开始时,会通过一个提示窗口提醒用户注意。
- 杆件连接丢失
特别是在大型复杂的模型中,很容易出现一些杆件之间没有设置连接,从而出现杆件 "自由浮在空中 "的情况。 或者忘记了给本应该是相互交叉的杆件定义交叉剪切,这也会导致不稳定。 模型检查中的 "交叉不连接的杆件 "可以用来搜索交叉但在交点处没有公共节点的杆件。
- 没有公共节点
粗看起来两个或多个节点似乎重叠,但放大查看节点的坐标又略有不同。 出现这种情况的常见的原因是模型从CAD导入的。模型检查中的 "交叉不连接的杆件 "可以用来搜索进行清理。
- 产生铰链
一个节点上的太多杆端铰,会造成铰链效应,从而导致计算中止。 每个节点可能同时连接n个杆件,但是只能最多定义n-1个铰。 线铰也是如此。
2. 加劲肋验算
3. 数值问题
4. 确定结构失稳的原因
- 自动模型检查并图形输出结果
为了用图形方式说明结构失稳的原因,可以使用附加模块( RFEM 5)或结构稳定性(RFEM 6)模块。 选择“计算不稳定模型的特征向量”(见图 09)或者“在不加载的情况下计算以通过振型进行不稳定检查”来计算不稳定的结构。 在结构数据的基础上进行特征值分析。计算结果显示结构失稳部分构件。
- 临界荷载问题
如果可以按照一阶分析计算荷载工况或荷载组合,但是计算只从二阶分析开始,那么说明存在稳定性问题(临界荷载系数小于1.00)。 如果荷载情况或荷载组合按一阶理论计算时顺利进行,在进行二阶计算时会计算中断,那么可以判定,结构存在稳定性问题,临界荷载系数(或称屈曲因子) 小于1。 因此: 如果荷载系数小于1,说明结构在当前荷载下已经失稳。 临界荷载系数必须大于1,才能保证结构的稳定。 为了找到“薄弱点”,我们建议使用以下方法,该方法需要使用RF-STABILITY (RFEM 5)、 RSBUCK (RSTAB 8)或模块的结构稳定性(RFEM 6/RSTAB 9)(另见视频)。 “下载”下的“临界荷载问题”)。
首先,应该适当地减少当前荷载组合中的荷载大小,直到当前荷载组合下结构稳定。 在荷载组合的计算参数中可以调整荷载系数。 如果没有上述模块或模块,则这相当于手动确定临界荷载系数。 对于纯线性结构构件,根据线性静力分析计算荷载组合可能就足够了,并且可以直接在附加模块中进行计算,或者由公司计算得出临界荷载。 通过该荷载组合的屈曲模式图形,可以找到结构的"薄弱点",并采取纠正措施。 为了不仅可以确定全局振型,还可以确定杆件的局部破坏模式,建议在 RF-STABILITY(RFEM 5)中激活杆件划分,或者至少将桁架的划分设置为“2”。 对于模块(RFEM 6/RSTAB 9)的结构稳定性,您应该检查杆件的杆件分段是否被激活。