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2017-05-30

在有限元计算RFEM计算中考虑SchöckIsokorb®

如果不对内部组件进行隔热,则外部组件的热损失是巨大的。 因此,外部结构构件使用特殊的内置组件与建筑围护结构隔热。 钢筋混凝土楼板和楼板的连接可以选择例如 Schöck Isokorb® 或哈芬 HIT 保温连接技术。 设计此类内置组件时,必须注意各自的技术许可。 以下文章介绍了在有限元计算中考虑 Schöck Isokorb® 的示例。

结构建模

对于混凝土结构,通常使用聚苯乙烯硬质泡沫保温隔热条对室内外保温隔热层。 保温隔热层 Schöck Isokorb® 承受拉力,由不锈钢承受拉力,通过超细纤维混凝土承受压力。 因此扭矩不会通过绝缘层传递。 根据所选的 Isokorb® 类型,可以传递弯矩和剪力。 在结构分析中必须考虑这种有限的力传递。

EC 2 [1]提供的关于 Isokorb® 的技术信息中是使用 FEM 进行建模的。 Schöck 公司建议使用以下有限元方法对 Schöck Isokorb® 进行设计:

  • 将外部组件从建筑物的支撑结构中分离出来。
  • 考虑弹簧刚度值计算作用在外部支座上的内力(Schöck Isokorb® 模块)。 Schöck Isokorb® 中推荐的近似弹簧值:
    10.000 kNm/rad/m - 转动弹簧
    250 000 kN/m² 对于竖向弹簧
  • 请选择静力减震的类型,并计算得出的剪力设计值 vEd和弯矩 mEd
  • 将计算出的剪力 vEd和弯矩 mEd作为外部边缘荷载,施加在承重结构(例如楼板)上。

当将建筑物的外部构件分离时,必须手动将外部构件荷载作为附加边缘荷载施加在支承结构上。 如图图 02 所示,单独对楼板进行了建模,楼板的边缘荷载定义了楼板的边缘荷载。

在 RFEM 中使用线铰建模

为了避免从外部组件施加边缘荷载,在 RFEM 中将外部组件与支承结构一起建模。 因此在有限元计算中正确地考虑了 Isokorb® 引起的有限的力传递,但必须在外部和内部构件之间的交点处( Isokorb®的安装位置)设置一个线铰。 通过定义铰的属性可以考虑力的传递。 线铰在这种情况下布置在外侧(阳台的一侧)。 请注意,使用线铰时,不能对铰属性进行非线性定义。 线铰对于 Isokorb® 的一般应用来说已经足够,例如在阳台上仅在一个方向上受弯矩和剪力的悬挑楼板。

在 RFEM 中使用线释放建模

根据所选的 Isokorb® 类型,可传递的力是不同的。 根据类型的不同,也可以只在一个方向上传递弯矩和剪力。 在 RFEM 中定义在外部和内部组件之间的连接线上的非线性力传递(例如一个方向上的失效)时,可以使用 RFEM 中的线释放。 第一步需要使用所选 Isokorb® 的相应属性来定义线释放类型。 要想停用弹簧在一个方向上的作用,请在“非线性”下选择“部分作用...”选项,然后在相应的详细信息中,在相应方向上选择“弹簧失效”选项。 图04显示了K型Isokorb的属性,可以传递力的方向(拉力)和平移方向。

图 04中所示的线释放是在外部和内部组件的连接线上进行的。

结果查看

Isokorb® 计算中需要传递设计内力。 当对组件单独建模时,如图 01 所示,可以使用外部组件的支座反力。 当使用线铰或线释放进行建模时,可以通过“截面结果显示”来显示要传递的力。 通过这种方式,您可以在连接线 (Isokorb®) 上生成一个截面,并为结果输出选择外部组件的面编号。 图&bsp;06 显示了通过上述建模方法得到的板弯矩 mx 对比图。 各种建模方法的结果之间非常相似。

参考

[1] Schöck Bauteile GmbH。 (2016)。技术信息 – Schöck Isokorb® 厚度为 80 mm 保温层。 巴登 2016 年 4 月。 下载
[2] Dlubal 软件。 (2016)。 RFEM 5 . 用户手册 蒂芬巴赫 2016 年 2 月。 下载

作者

Meierhofer 先生是混凝土结构领域软件开发的负责人,他可以为客户解答钢筋混凝土和预应力混凝土设计方面的各种问题。

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