1493x
001436
2017-05-10

Einfluss der Anschlusssteifigkeiten auf die Bemessung von Stäben und Verbindungen

本文解释了在支座区域中所选模型对内力和变形的影响。

模型描述A-E

模型A表示使用纯杆件模型的标准情况。 梁的两侧都是刚性的,所有六个自由度都被锁定。 该模型没有非线性。 杆件模型由“刚性”类型的节点支座支撑。

在模型B中,杆件的两端都有一个刚性的端板,该端板是线性支撑的。 刚性表示不考虑板的变形。 该支座建模为纯面支座。

在模型C中,杆件的两端都有一个刚性的端板,该端板是非线性支撑的。 在面支座中只吸收压应力。 剪力和拉力被非线性定义的节点支座吸收。

在模型D中,杆件的两端都有一个有限的厚端板(t = 100 mm),并且是非线性支撑的。 在面支座中只吸收压应力。 剪力和拉力被非线性定义的节点支座吸收。

在模型E中,杆件的两端都有一个有限厚的端板(t = 40 mm),并且是非线性支撑的。 在面支座中只吸收压应力。 剪力和拉力被非线性定义的节点支座吸收。

“销钉”建模注意事项: 在我们的示例中,模型C,模型D和模型E包含非线性平移弹簧,以传递拉力。

结果评估和比较

简单的杆件模型(模型A)在刚度约束中表现出最大的弯矩,因此在跨度中最小。 关于端板和紧固件的设计,这是最保守的结果。 但是,跨度中的弯矩被低估了。

模型B的结果与模型A几乎相同。 带有线性支座的刚性面不考虑其他结果。 这种建模在实践中是不合理的。

与简单杆件模型相比,在模型C中非线性计算表明跨距中的弯矩明显增加了27%。 约束力矩相应减小。

支座条件越真实,跨距中的弯矩越大。 因此,模型D中的弯矩比简单杆件模型高大约34%。

当使用钢板的实际厚度时,支座条件的影响最大。 如模型E所示,在这种情况下,空间中的弯矩增加了56%。

变形也是重要的边界条件。 这些图清楚地表明了各个模型对梁的变形有何影响。 在模型A和模型B中,约束位置完全不变形。 在这里,跨度变形很小。 相反,在模型E中,由于高荷载作用,实际钢板厚度为40 mm时会出现明显的板变形。 在这种情况下,板的实际刚度对梁变形的影响特别明显。

应该注意的是,在这个简化的例子中没有考虑材料的非线性(塑性)。 当然,在端板中达到屈服强度后会发生较大的变形。

小结

根据不同的任务和目标,使用有限元方法模拟接近真实的支座条件。 这可以在RFEM中快速有效地完成,RFEM提供了各种有用的工具,并且可以直观的输入。 因此可以更好地评估在支座作用下构件的结构性能。

此外,这种详细的连接设计可以精确评估施加到其他结构构件上的荷载。 因此,工程师可以在满足高安全性标准的同时提供高效可行的解决方案。

在重新计算现有的构件或紧固件时,支座条件的有限元建模也非常有用。例如由于他们的转换。 在极限范围内移动越多,实际建模的工作量就越合理。


链接