在 SHAPE-THIN 中进行截面分类以及塑性分析

技术文章

This article was translated by Google Translator

View original text

截面属性软件SHAPE-THIN根据欧洲规范3和欧洲规范9确定薄壁截面的有效截面属性。 此外,该程序还可以按照“单纯形法”对普通截面进行塑性设计。 在这个过程中,对于弹性确定的内力迭代计算塑性截面储备。
下面的示例描述了轧制I形截面的缺口区域中的有效截面属性。 然后将结果与塑性分析进行比较。

截面

使用截面库创建截面。 当设置轧制截面IPE 200时,“将截面缩减为单个单元”选项被激活。 截面材料为结构钢S 235。

图片 04 - 4-杆件2的内力: 无弯矩轴力My

该缺口可以通过将腹板单元分开30 mm来生成。 然后可以删除重叠的单元和圆角。

内力

在我们的例子中,给出了一个很大的弯矩较小的压力。

可以使用不同的荷载工况,X位置或杆件编号来分析内力的星座。 此外,SHAPE‑THIN还提供了从RFEM或RSTAB导入内力的选项。

截面分类

计算后,将截面类别1分配给法兰。 该腹板属于截面类别3。

为了使腹板达到在弹性应力分布下的屈服强度,由于局部屈曲不能产生塑性抗弯承载力。 但是,在达到屈服强度之前不会发生局部屈曲。

有效截面

如在应力图中所示,弯矩My减小了腹板自由边缘处的压应力。 为了进行进一步的设计,该弯矩设为零。 修改后的内力分布例如可以分配给一个新的杆件。

图片 01 - 4-杆件2的内力: 无弯矩轴力My

因此,该腹板现在被归入截面类别4。 截面部分的有效宽度仅为杆件长度的62%。

图片 05 - Stresses on Full and Reduced Cross-Section (Class 4)

应力可以显示在整个截面(在图的左上角)和缩小的截面(在右图)上。

塑性分析

在SHAPE-THIN中也可以对两个内力星座进行塑性分析。 为此必须在“常规数据”对话框中选择“塑性设计”选项。 在此设计中,放大因子αPLAST是为了达到塑料截面电阻确定为最大的线性优化任务的,考虑到相互作用的条件(“修订的单纯形算法”)。

图片 02 - 冯·米塞斯屈服准则(单纯形法)

单面计算得出两个杆件内力分别为541%和862%。

图片 03 - SHAPE-THIN表“ 8.1塑性”和杆件2的塑性等效应力(类别4)

可以看出,在压缩情况下(截面2)的截面阻力要远大于在组合作用下的截面阻力,尽管按照欧洲规范3腹板只有一部分是有效的。 但是,在此分析中不能将两种方法的不同方法混为一谈: 根据欧洲规范3,截面部分是否易于屈曲是有争议的。 类别4的截面就是这种情况。 然后需要分析剩余的有效截面是否能够吸收内力。 另一方面,单纯形法可以对应力进行塑性计算,不受截面c/t的影响。 因此,这里不进行局部屈曲分析,而只是进行塑性应力分析。

小结

SHAPE-THIN通过计算有效宽度和有效截面属性,按照EC 3和EC 9对薄壁截面进行分类。 可以根据减小的截面检查应力。 相比之下,按照单纯形法的塑性分析没有考虑局部屈曲效应。 在某些情况下,这可能会导致更好的设计比率,但是由于稳定性破坏,在截面中无法实现。

参考

[1]  欧洲规范3: 钢结构设计-第1-1部分: 一般规则和建筑物规则EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
[2]  Kindmann,R .; Frickel,J .: 弹性和塑性研究。 Berlin: Ernst&Sohn,2002
[3]  手动调整形状。 Tiefenbach: Dlubal软件公司,2016年8月。 下载

关键词

分类 截面等级 有效宽度 Effective Cross-Section 塑性分析 单纯形法

下载

更多信息

联系我们

如果您有任何关于我们产品的问题或者建议,请联系我们的技术支持或者搜索我们的问题和解答 (FAQs)。

+49 9673 9203 0

(可要求接中文热线)

info@dlubal.com