最简单的方法是使用附加模块 RSBUCK(RSTAB 8)或 RF-STABILITY(RFEM 5)。
RF‑STABILITY 和 RSBUCK 对具有特定轴力状态的整个模型进行特征值分析。 轴力会以迭代方式增加,直到出现临界荷载工况。 在数值分析中,稳定性荷载由刚度矩阵的行列式变为零来表示。
如果有效长度系数已知,则在此基础上确定屈曲荷载和屈曲模式。 对于最小屈曲荷载,所有有效长度和有效长度系数都被确定。
根据所需的特征值个数,结果显示了临界荷载系数和相应的屈曲曲线,以及围绕每个杆件的长轴和副轴的有效长度,具体取决于振型。
由于每个荷载工况在单元中通常有不同的轴力状态,因此对于每个荷载工况,框架柱都有一个相应的有效长度结果。 屈曲模式导致柱在相应平面内屈曲的有效长度是相应荷载情况设计的正确长度。
由于不同的荷载情况,每个设计的结果可能不同,所有计算分析的最长有效长度假设在所有荷载情况下都相等。
手动计算和 RF-STABILITY/RSBUCK 示例
有一个二维框架,宽12 m,高7.5 m,并带有简单的支座。 柱截面符合 I240,框架梁符合 IPE 270。 柱子承受两种不同的集中荷载。
l = 12 m
h = 7.5 m
E = 21 000 kN/cm²
Iy,R = 5,790 cm4
Iy,S = 4,250 cm4
NL = 75 kN
NR = 50 kN
$EI_R=E\ast Iy_R=12159\;kNm^2$
$EI_S=E\ast Iy_S=8925\;kNm^2$
$\nu=\frac2{{\displaystyle\frac{l\ast EI_S}{h\ast EI_R}}+2}=0.63$
由此得出以下临界荷载系数:
$\eta_{Ki}=\frac{6\ast\nu}{(0.216\ast\nu^2+1)\ast(N_L+N_R)}\ast\frac{EI_S}{h^2}=4.4194$
框架柱的有效长度按下式计算:
$sk_L=\pi\ast\sqrt{\frac{EI_S}{\eta_{Ki}\ast N_L}}=16.302\;m$
$sk_R=\pi\ast\sqrt{\frac{EI_S}{\eta_{Ki}\ast N_R}}=19.966\;m$
手动计算的结果与 RF‑STABILITY 和 RSBUCK 的计算结果非常吻合。
RSBUCK
$\eta_{Ki}=4.408$
$sk_L=16.322\;m$
$sk_R=19.991\;m$
RF-STABILITY
$\eta_{Ki}=4.408$
$sk_L=16.324\;m$
$sk_R=19.993\;m$
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