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2017-11-01

组合截面建模方法

在 RFEM 中有不同的组合材料截面建模选项。 下面的示例介绍组合截面的三种不同建模选项,即轧制型钢 HEA 300 和混凝土矩形截面 w/l = 100/30 cm。

系统

组合梁为单跨梁,长度为15 m。 实际上,这种组合类型是每 1.25 m 焊接一个抗剪连接件。 假定自重作为荷载(图01)。

选项 1: 节点效应通过公共节点显示的杆件偏心

两个截面单元都建模为 (2 ⋅ ) 12 ⋅ 1,25 m 长的杆件单元(杆件类型为梁)。 因为这两个截面最初时位于同一条线上,所以必须激活“编辑”下的“允许双杆件”功能,以便它们可以被分别考虑,但仍然在同一个末端节点得到支承。 必须将相应的杆件偏心分配给所有2 ⋅ 12个杆件单元,使截面的上边缘与混凝土截面的下边缘相同(图02)。

这样 12 个单独的组合构件在各自的杆件始端和末端相互连接。

选项 2:通过耦合杆件的粘结作用

这里的单元建模与方法 1 相同,不同之处在于没有为截面分配偏心,而是两个杆件截面位于两条不同的线上。 组合中全部 24 根杆件单元,需要创建 12 根组合单元,各截面的截面之间通过刚性杆件连接。 与选项 1 一样,刚性杆件在两个支座处被分成两个杆件,因此节点支座位于组合节点中。 由刚性杆件提供支座(图 03)。

刚性杆件连接两个完整的截面,类似于偏心距。 使用该选项后,可以像修改末端带帽螺栓的连接构件一样对刚性杆件的刚度进行修改,甚至可以用其他类型的杆件代替。 此外还可以查看杆件联轴器(刚性杆件)的内力。 因此,需要激活显示导航器中的“结果” → “变形” → “杆件” 选项下的“关于耦合的结果”(图 04)。

选项 3:按杆件类型组合“肋”

这种选项是基于完全不同的建模方法。 混凝土截面为面,钢截面为肋, 通过在面的 +z 侧的“编辑肋”对话框中定义肋的偏心。 为了获得与方法 1 和 2 相同的支座情况,从面的+z侧中轴到+z侧,通过刚性杆件的面(以及肋)连接到支座。 [SCHOOL.INSTITUTION] 此外,要获得整个截面的内力,必须在显示导航器 → “结果” → “杆件” → “肋”中激活“在杆件上添加的面分量”选项). 关于肋类型杆件的信息参见相应的 FAQ。

概述总结

前两个选项是一种骨架模型,通过耦合可以使弯矩跃变曲线更加有利;第三个选项是理想的组合截面。 第二种方法是考虑在板件上集成的内力,因此内力的大小与前两种方法不同,因此计算方法也不同(图 05 和图 06)。

通过挠度比较可以发现,这三种选项都适用于建模(图07)。

此外,可以说混凝土截面和钢截面之间的剪切效应可以说是可比的。 当在“结果图”下激活内力VL时,显示纵向剪力VL(右键单击肋)(图08)。

这是与选项 2(图 09)中刚性杆件的剪力进行比较。

比较内力和挠度 选项 1 选项 2 选项 3
My [kNm] 32,64 32,64 240,50
u [mm] 20,10 20,10 20,40
VL [kN] 132,30 132,30 128,30


作者

Ackermann 先生是该公司的销售联系人。

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