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2021-04-28

剪力面积类型及其含义

RFEM 和 RSTAB 中的截面属性包括不同类型的剪切面积。 Dieser Fachbeitrag erklärt die Berechnung und Bedeutung der unterschiedlichen Werte.

剪切面积 Ay 和 Az

剪切面积由截面积使用剪切修正系数 κ 确定。 它是根据相应的理论计算的,具体取决于所选的薄壁截面或厚壁截面。 厚壁截面的计算按照 GRASSHOF-ZURAVSKI 理论进行(另见 SHAPE-MASSIVE 的程序说明);对于薄壁截面,受剪面积的计算详见本技术文章

在 RSTAB/RFEM 中默认使用截面的剪切面积来确定内力和弯矩以及变形。 剪切变形的影响也可以通过计算参数中的相应设置忽略不计;则与截面的受剪面积无关。 本文以木结构建筑为例,介绍了剪切变形对变形和内力的影响。

根据 EC3 Av,z和 Av,y计算的有效剪切面积

验算时通常按照相应规范确定单独的受剪面积,例如按照 EC 3 确定有效受剪面积。 根据截面形状,计算方法见章节 6.2.6(剪切)。

附加模块 RF-/STEEL EC3 中使用该剪切面积来验证设计的塑性抗剪承载力。 但是,如果在 RF-/STEEL 中进行弹性应力分析,则不需要剪面积,因为剪应力的确定是通过应力点独立进行的。

塑性剪切面积 Apl,z和 Apl,y

塑性剪切面积是确定塑性抗剪承载力的一种简化方法。 首先,将截面分解为矩形单元。 塑性剪切面积是平行于受力方向的单元的面积;不考虑现有的圆角以及垂直于所考虑的力方向的单元。 倾斜单元将考虑角度。

在独立程序 SHAPE-THIN 中按照相同的方法计算塑性剪切面积。

薄壁截面和厚壁截面的区分

对于某些截面,很难说是薄壁截面还是厚壁截面。 如果情况不明确,那么查看剪切面积 Az或 Ay可能会有所帮助。

例如,参数化的 I 形截面 IS 300/40/25/20/0 作为薄壁截面输入。 根据薄壁理论,确定剪切面积Ay = 95.4 cm2 。 因此,它大于截面积A=81 cm2 ,这可能表明该截面实际上应该按质量截面计算。 因此,在 RSTAB/RFEM 中对具有这种截面的杆件进行计算之前,由于真实性检查,会出现相应的警告信息。

如果在设计参数中禁用了抗剪刚度,则可以忽略该警告。 如果要考虑剪切刚度,可以使用参数化的厚壁工字形截面,也可以在截面表格中手动调整剪切面积。 由于在 RF-/STEEL EC3 中进行后续设计时需要定义为薄壁截面,并且此处不使用剪切面积,因此我们建议调整定义为薄壁的截面的剪切面积。


作者

Metzkes 先生负责钢结构领域的研发工作,并为我们的客户提供技术支持。

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