按照欧洲规范 3 设计变截面单跨梁

结构模型与荷载

焊接I形钢的以下截面尺寸以mm为单位：
高度= 500/300
宽= 200
腹板厚度= 14
翼缘厚度= 14
焊缝厚度= 4

结构模型与荷载

按照一般方法设计6.3.4 EN 1993-1-1

梁的设计在RF-/STEEL EC3中按照多杆件的设计进行。 因为在RF‑/STEEL EC3中多杆件是默认按照一般方法设计的，所以不需要其他设置。 在窗口 1.7 节点支座和相应的局部视图中，您可以轻松检查杆件集的边界条件。 此外，您还可以在这里检查局部坐标系的方向。 局部坐标系可以通过在部分视图图形下点击激活。 从节点支座的边界条件中可以明显看出，在按照通用方法的设计中自由度是框架平面破坏的特征。 节点支座在本示例中定义为侧向约束和扭转约束。 因为预设支座与该支座类型相对应，所以可以直接开始计算。

输入节点支座

满足一般方法的计算，结果为0.97。 临界系数_αcr，op为1.647。

结果表

失效模式可以在单独的局部视图窗口中检查，通过点击最大设计比值右侧的[振型图]按钮可以打开。

振型

Grafische Ausgabe der Ergebnisse

Nachweis nach Theorie II. Ordnung mit RF-/STAHL Wölbkrafttorsion

为了比较按照一般方法和按照二阶方法进行设计的结果，通过点击“文件”→“复制工况”复制设计工况。 现在，可以根据二阶效应理论调整新的设计工况。 按照二阶效应理论计算并考虑了翘曲，作为等效应力设计，可以在“详细信息”→“翘曲扭转”中选择。

此设计方法仅适用于多杆件。 与第一种设计情况一样，检查和调整节点支座。 正如在输入节点支座的窗口中看到的那样，模块扩展RF-/STEEL Warping Torsion不仅考虑了四个自由度，还考虑了七个自由度。 在本示例中，必须在X方向上为杆件端部提供自由支座。否则轴心力将不会施加在构件上。

输入节点支座

对于后面的设计，不仅要输入节点支座，而且要特别指定缺陷。 例如，这可以在规范EN 1993-1-1的国家附录中找到。 表NA.2提供了该示例的相应信息： e₀/1 = 1/300适用于h/b> 2的焊接I形截面。 如果长细比在0.7到1.3之间，那么该值应该加倍。 在第一个设计情况下长细比可以_{按照一般方法由λcr，op设置。} 在本示例中，前弯曲杆的设置值是1/300。 最后进行验算。

缺陷的定义

得到的结果是0.90。 临界屈曲临界值为1.651。

结果表

Grafische Ausgabe der Ergebnisse

Nachweis nach Theorie II. Ordnung mit RF-/STAHL Wölbkrafttorsion und RF-/STAHL Plastizität

为了更有效的进行设计，可以使用附加模块RF-/STEEL EC3的RF-/STEEL Plasticity扩展。 它允许您根据翘曲扭转分析中的二阶效应分析对内力按照翘曲扭转分析进行计算，对多杆件稳定性计算可以使用基于Kindmann的分形内力方法，或者可以用于一般截面的单纯形法。

在复制第二个设计工况之后，可以在塑料层中点击“详细信息”→“可塑性”来激活塑性设计。 通过复制第二个设计工况，可以得出正确的节点支座。但是，这里的缺陷是必须检查和调整的。 表NA.2给出了h/b> 2的I形焊缝塑性验算的值1200。

缺陷的定义

现在就可以执行并满足设计要求。

结果表

Grafische Ausgabe der Ergebnisse

概述总结

在RF-/STEEL EC3中提供了针对变截面构件的两种设计方法。 此外还集成了通用的方法Ch。欧洲规范EN 1993-1-1中6.3.4的规定，可以在模块扩展RF-/STEEL Warping Torsion中考虑包括翘曲在内的二阶分析进行设计。 此外，翘曲扭转分析还可以应用于其他截面和荷载工况。

为了更有效的进行计算，除了翘曲扭转分析之外，您还可以在模块扩展RF-/STEEL Plasticity中按照分项内力法（PIFM）或者单纯形法进行塑性设计。

参考