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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。 Im folgenden Beispiel werden drei verschiedene Modellierungsvarianten eines Verbundquerschnittes, bestehend aus einem Stahl-Walzprofil HEA 300 und einem Beton-Rechteckquerschnitt b/h = 100/30 cm, dargestellt und erläutert.

框架结构

组合梁作为单跨梁被支撑,长度为15 m。 在实际中,组合是使用每1.25 m焊接一次的带头双头螺栓剪切连接器创建的。 自重假设为荷载(图01)。


情况 1: 通过杆件偏心使用公共节点进行组合

两个截面单元分别建模为(2⋅)12⋅1.25 m长杆件单元(杆件类型梁)。 因为两个截面最初位于同一条线上,所以必须激活“编辑”下的“允许双杆件”功能,以便将它们分开考虑,但仍在同一末端节点处。 相应的杆件偏心距必须分配给所有2⋅12个杆件单元,这样钢截面的上边缘等于混凝土截面的下边缘(图02)。

这样,十二个独立的组合构件在它们的杆件始端和杆件末端相互连接。

情况 2: 使用刚性单元的组合

这里的单元和选项1一样建模,不同之处在于截面上没有分配偏心,但是两个杆件截面却位于两条不同的线上。 为了在总共24个杆件单元中创建12个组合杆件,各个截面通过刚性杆件相互连接。 在这两个支座上都将刚性杆件分成两部分,以便节点支座位于组合节点中,如方案1所示。 支撑由刚性构件完成(图03)。

刚性杆件连接两个完整的截面和偏心。 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。 Zudem hat man in dieser Variante die Möglichkeit, die Schnittgrößen der Kopplungen (Starrstäbe) einzusehen. 因此有必要在显示导航器中的“结果”→“变形”→“杆件”下激活“耦合结果”选项(图04)。

选项3: 按照杆件类型“肋”进行组合

该选项是基于完全不同的建模。 混凝土截面建模为面,钢截面建模为肋。 肋的偏心可以在对话框的“编辑肋”的面 +z侧进行定义。 为了获得与方案1和方案2相同的支承状况,面(以及自动还有肋)可以通过刚性构件的两侧在其中心轴到 +z侧连接。 。 此外,要获取整个截面的内力,必须在显示导航器中激活选项“在杆件上添加面构件”→“结果”→“杆件”→“肋杆 -面/杆件上的有效贡献” )。 有关杆件类型肋的更多信息,请参见相应的常见问题解答

小结

虽然前两种选择是一种框架模型,并且弯矩由于耦合作用而出现突变,但第三种选择则显示了理想的组合截面。 由于内力作用在混凝土表面上,内力的大小与前两个选项不同,因此计算方法也有所不同(图05和06)。

通过对挠度的比较可以看出,所有这三种方法都可以用于建模(图07)。

此外,关于混凝土截面和钢截面之间的剪力效应,可以说结果是可比较的。 当激活内力VL时,在结果图的结果对话框(右键点击肋梁)处显示纵向剪力VL(图08)。

这与选项2的刚性构件的剪力比较(图09)。

内力和
变形
比较
选项1选项2选项3
My [kNm]32.6432.64240.5
u [mm]20.120.120.4
vl [kN]132.3132.3128.3

作者

Ackermann 先生是该公司的销售联系人。

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