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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。
本文介绍了结构动力学的基本概念及其在结构抗震设计中的作用。 着重于以浅显易懂的方式对技术问题进行说明,以便即使没有太深技术基础的读者也可以快速深入地理解该主题。
弯扭屈曲(LTB)是当梁或结构构件在受弯作用下,其受压翼缘没有得到足够的侧向支撑时发生的现象。 这会导致侧向位移和扭转的组合作用。 它是结构构件设计中的一个重要考虑因素,特别是在细长的梁上。
加拿大国家建筑规范 (NBC) 2020 第 4.1.8.7 条对地震分析方法进行了明确的规定。 更高级的方法,即第 4.1.8.12 条中的动力分析程序,适用于所有结构类型,但不满足 4.1.8.7 中规定的标准。 更简单的方法,即第 4.1.8.11 条中的等效静力法(ESFP),可用于所有其他结构。
为了评估在动力分析中是否也必须考虑二阶分析,在 EN 1998-1 中 2.2.2 和 4.4.2.2 中规定了层间位移的灵敏度系数 θ。 可以使用 RFEM 6 和 RSTAB 9 进行计算和分析。
系数 θ 的计算方法如下:$$\mathrm\theta\;=\;\frac{\displaystyle{\mathrm P}_\mathrm{tot}\;\cdot\;{\mathrm d}_\mathrm r }{{\mathrm V}_\mathrm{tot}\;\cdot\;\mathrm h}\;$$
系数 θ 的计算方法如下:$$\mathrm\theta\;=\;\frac{\displaystyle{\mathrm P}_\mathrm{tot}\;\cdot\;{\mathrm d}_\mathrm r }{{\mathrm V}_\mathrm{tot}\;\cdot\;\mathrm h}\;$$
对于承载能力极限状态设计,EN 1998-1 节 2.2.2 和 4.4.2.2 要求计算考虑二阶效应(P-Δ效应)。 只有当层间位移敏感系数 θ 小于 0.1 时,才不必考虑这种影响。
土工分析模块为 RFEM 提供了附加的土层材料模型,能够以合适的方式表现复杂的土层材料行为。 本文主要介绍如何确定土材料模型的应力相关刚度。
固有振动的计算和反应谱分析总是在线性系统上进行。 如果系统中存在非线性,则将它们线性化,因此不予考虑。 例如可以是受拉杆件、非线性支座或非线性铰。 本文的目的是说明如何在动力分析中处理这些问题。
如果计算规则的结构,输入通常并不复杂,但非常耗时。 输入的自动化可以节省宝贵的时间。 本例中的任务是将房屋的楼层视为独立的施工阶段。 必须使用 C# 程序输入,这样用户就不必手动输入各个楼层的元素。
对于结构的正常使用极限状态,变形不得超过特定的极限值。 该示例显示了如何使用附加模块来验证杆件的挠度。
本文讨论了在按照 2020 年铝合金结构设计手册进行设计时如何确定局部屈曲极限状态的公称抗弯强度 Mnlb 。
在木结构杆件结构中经常出现的情况是: 此外,杆端条件可以包括类似的情况,其中梁采用支座类型。 在任何一种情况下,梁都必须按照规范 NDS 2018 的规定考虑横纹方向的承载力。 3.10.2 以及CSA O86:19中的6.5.6和7.5.9。 在一般的结构设计软件中,由于承压面积未知,所以通常无法进行这种全面的设计验算。 但是,在新一代 RFEM 6 和木结构设计模块中,通过增加的“设计支座”功能,可以对支座方向为 NDS 和 CSA 横纹设计进行验算。
考虑到实际确定的土壤条件对建筑物的结构分析质量有很大影响,所以在 RFEM 6 中提供了“岩土分析”模块,用于确定要分析的土体。
在知识库文章“在 RFEM 6 中从土样创建土体”中讨论了如何在模块中提供现场试验获得的数据,以及使用土样的属性来确定感兴趣的土层。 本文将讨论钢筋混凝土建筑的沉降和土压力的计算方法。
在知识库文章“在 RFEM 6 中从土样创建土体”中讨论了如何在模块中提供现场试验获得的数据,以及使用土样的属性来确定感兴趣的土层。 本文将讨论钢筋混凝土建筑的沉降和土压力的计算方法。
在 RFEM 6 和 RSTAB 9 中的动力分析分为几个模块。 模态分析模块是所有其他动力模块的先决条件,因为它可以对杆件、面和实体模型进行自振分析。
模态分析是结构体系动力分析的起点。 您可以使用它来确定固有振动值,例如固有频率、振型、模态质量和有效模态质量系数。 该结果可用于振动设计,也可用于进一步的动力分析(例如,按反应谱计算荷载)。
如果土层条件尽可能地符合实际,那么建筑物的结构分析质量就会得到显着提高。 在 RFEM 6 中,借助“岩土分析”模块,您可以实际确定要分析的土体。 该模块可以在模型的基础数据中激活,如图01所示。
使用“施工阶段分析(CSA)”模块,可以在 RFEM 6 中对杆件、面和实体结构进行设计时考虑与施工过程相关的特定施工阶段。 这一点很重要,因为建筑物不是一次性建造的,而是通过逐步组合各个结构部分来建造的。 将结构构件和荷载添加到建筑物中的单个步骤称为施工阶段,而过程本身称为施工过程。
因此,在施工过程完成后即可获得结构的最终状态;即所有施工阶段。 对于某些结构,施工过程(即所有单个施工阶段)的影响可能很大,因此应该考虑到这一点,以避免计算中出现错误。 在“RFEM 6 中考虑施工阶段”的知识库文章中对 CSA 模块进行了概述。
因此,在施工过程完成后即可获得结构的最终状态;即所有施工阶段。 对于某些结构,施工过程(即所有单个施工阶段)的影响可能很大,因此应该考虑到这一点,以避免计算中出现错误。 在“RFEM 6 中考虑施工阶段”的知识库文章中对 CSA 模块进行了概述。
RFEM 6 提供了“铝材设计”模块,可以按照欧洲规范 9 对铝杆件进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。 除此之外,您还可以按照 ADM 2020(美国规范)进行设计。
新的 RFEM 软件提供了按照等效杆件法对变截面木结构杆件进行稳定性设计的选项。 如果满足 DIN 1052 第 E8.4.2 节中关于可变截面的规定,则可以按照该方法进行设计。 在各种技术文献中,这种方法也适用于欧洲规范 5。 本文将演示如何对变截面屋面梁使用等效杆件法。