防止板结构节点和线支座的奇异性

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板支座的边界条件可以在有限元软件中快速输入为奇异和线支座。 但是,如果在结构建模时没有考虑支座的柔性,那么在设计过程中经常需要仔细考虑支座的定义,或者最晚确定所需的钢筋。

尽管在不连续点之外的位置上的计算结果越来越精确,并且最终几乎没有变化,但是在节点支座和线支座末端的结果值“冲高”越来越大。 结果通常是无法设计的位置或非常高的结果。 然后必须对这些奇异点进行论证,或者更精确地确定边界条件。

图片 01 - 支座反力

图片 02 - 要求 Reinforcement_resid

节点支座

如果板下方有柱子,则在二维建模中将其定义为节点支座。 为了避免在有限元节点中使用刚性支座进行局部支座,可以在RFEM中手动输入弹簧常数,或者使用“ Z柱子”选项自动确定基础系数。

只需输入几个参数就可以自动考虑弹性支座。

图片 03 - Z列

共有三个选项:

  1. 弹性面弹性地基: 在该程序中,考虑柱子尺寸的柔性面支座。 但是,这也必定会导致柱头受到局部垂直方向的力以及x和y方向的支撑弹簧的局部约束。
  2. 弹性节点支座: 为了提高柱子上方的刚度,在计算中使用板厚为2倍的面,并通过确定的弹簧常数进行有选择的支撑。
  3. 有限元网格的节点支座: 再次在内部应用双重厚度。 但是支座作为Z的刚性支座进行。

在最后两个选项中,可以在柱头处使用铰接或部分约束的支座,在所有三种方案中,在柱子基座上使用铰接,部分约束或支座的支座。

每次更改后,确定的弹簧常数直接显示在图形下方的右侧。 此外还可以考虑不同的柱头截面以及柱子的抗剪刚度。 该功能默认情况下处于激活状态,并减少水平支座弹簧以及支座的旋转弹簧。

在这三个变型中,柱子截面不包括在附加模块的面设计中,例如RF-STEEL Surfaces,RF-CONCRETE Surfaces或RF-LAMINATE。 因此在设计时总是考虑连接件的内力,从而得出更经济的结果。

图片 04 - 要求 钢筋_羽毛

RFEM结果也不会显示在该列上方。 如果仍然需要它们,可以在结果导航器中激活它们。

图片 05 - 列内结果

如果通过定义为柱的节点支座将两个板(通过线铰)相互铰接,请注意以下几点: 由于在内部考虑了附加面,线铰被中断,在板边缘产生了弯矩。

图片 06 - 支座约束

这可以通过以下方式避免:在“柱子”前面停放一个面,或者选择“正常”弹性铰接节点支座。 如果在柱定义中选择了弹性节点支座并且输入了参数,那么在打开“编辑节点支座”对话框后,可以取消“ Z柱子”复选标记。 预先确定的弹簧常数会自动传输。

图片 07 - 线释放的解决方案

线支座

如果板在墙上被支撑,则在二维建模中定义为线支撑。 在有限元计算中,线支座在每个有限元网格点内部被分为节点支座。 然后确定每个节点支座的支座力。 使用考虑相邻节点支座影响的平滑选项,可以创建各个支座点之间的线性分布。 为了避免在线支座处出现较大的峰值,可以使用“在Z方向安装墙”选项。

图片 08 - Z 方向墙

图片 09 - 弹性支座反力

特别是在墙墩的情况下,考虑到柔性,支座反力的定性过程可能会非常不同。

图片 10 - 墙柱

与作为柱子的节点支座不同,墙的线支座的结果“支座区域”没有被隐藏。

使用的文献材料

[1] Barth,C .;勒斯特勒W .: 结构工程中的有限元,第二版。 Berlin: Beuth,2013年
[2] 手册RFEM 5。 Tiefenbach: Dlubal Software,2016年2月。 下载

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