成员旋转角度

技术文章

在空间结构中,成员位置在确定内力方面起着重要作用。构件轴的方向可以通过全局横截面旋转角度或特定构件旋转角度来定义。添加这两个角度是为了确定3D模型中构件的主轴的位置。

本文介绍了RFEM和RSTAB如何设置成员位置自动设置以及如何根据需要使用成员旋转角度进行调整。

本地会员轴

轴x,y和z的与构件相关的坐标系被定义为用右手螺钉直角。局部构件轴x始终表示构件的质心轴。它将初始节点连接到端节点,而轴x的正方向从成员的初始节点i定向到端节点j。在对称横截面的情况下,局部轴y和z表示构件的主轴(在非对称横截面的情况下,这些轴表示为u和v)。轴y是横截面的“主要”轴。

图01 - 本地成员轴x,y和z

成员旋转角β

如果构件围绕其纵向轴线旋转,则该旋转可以由角度β限定。通过指定初始节点i和结束节点j以及旋转角β,清楚地描述了位置并因此清楚地描述了局部构件坐标系xyz。

程序然后自动定义局部轴y和z的位置:轴z位于空间中,方向箭头的Z部分与全局坐标系相关,总是指向正的全局方向Z.然后根据右手定则获得轴y。从该位置,可以使用旋转角度β旋转构件,旋转角度β表示局部系统x,y,z相对于参考系x',y',z'的旋转。在默认设置β= 0°的情况下,参考系统同时是本地系统。在正角度β的情况下,方向y和z围绕纵向构件轴线(局部轴线x)旋转,如在右侧螺钉的情况下。

图02 - 构件旋转角β

如果将本地系统xyz右旋螺旋旋转90°,则轴y在旋转之前处于轴z的位置。

图02显示了左旋螺纹旋转。在这种情况下,角度β应输入为负值。

非横向成员职位的成员定位

如果该成员处于水平位置,则方向和旋转是清晰的,如图02所示。但是,如果该成员位于空间中,则程序将根据以下规则对该成员进行定向。

对于构件旋转角β= 0°,两种情况是可能的。

案例1:成员的一般位置,β= 0°
参考轴y'平行于全局XY平面。参考轴z'垂直于轴x'和y',而其Z分量始终指向全局轴Z的方向。如果Z轴在通用数据中向下定义,则它指向的方向正Z分量;如果Z轴向上定义,则它指向负Z分量的方向。轴的方向遵循右手规则。

图03 - 一般职位的成员

情况2:构件的垂直位置,β= 0°
参考轴y'指向全局Y轴的方向。轴z是使用右手规则获得的;如果β= 0°,则指向全局X轴的方向。

图04 - 垂直位置的构件,成员旋转角度为0°和45°

对于±90°和180°的构件旋转角度,程序对垂直位置的构件应用以下假设:

图05 - 垂直位置的构件,其构件旋转角度为±90°和180°

通过使用旋转角β,构件可以绕该构件的纵向轴线旋转。正角度对应于轴线y在轴线z的方向上的旋转。对于轴方向而言,重要的是,构件是从上到下还是从相反方向定义(参见图04和图05)。

会员位置导致会员轴修改

如果轴在支撑连续构件的情况下“跳转”,则原因通常是构件位置的自动分类:连续构件的位置被分类为“垂直”并且连接构件的位置被称为“一般” ”。如果成员的定义节点存在(最小)不同的X和Y坐标,则适用一般成员位置,因此该成员略微倾斜。

图06 - 成员轴修改

可变轴使局部构件载荷和缺陷的定义复杂化。它们也影响内力的象征和迹象。

特别是在导入DXF模型时,可能会发生定义节点的X和Y坐标与所有小数位不同的情况。这可以通过手动调整来纠正。更好的方法是使用“再生模型”程序选项补偿偏差,该选项还允许用户定义的公差。

图07 - 对话框'重新生成模型'和结果

摘要

在3D模型中,构件方向对于模型刚度以及分配局部载荷很重要。输入成员时,将根据定义节点自动定义本地轴系统。然后可以通过使用构件旋转角度来调整轴方向。 RFEM和RSTAB允许您在3D渲染中快速可靠地检查成员位置。

参考

[1] 手动RFEM (2013)。 Tiefenbach:Dlubal Software。 下载
[2] RSTAB手册 (2013年)。 Tiefenbach:Dlubal Software。 下载

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