使用块管理器建立塔架结构模型

技术文章

钢结构设计的一个重要应用领域为塔架结构的设计。 例如此类桁架结构可以应用于通讯天线塔架,管道塔架或者风电塔架,缆车塔架以及脚手架设备结构等。 在RFEM 和 RSTAB 软件中可以分别按照输入塔架各个结构单元进行建模。 这里将阐述使用不同的复制功能或者参数化的建模方式。 这种建模方式与建模的工作量直接相关。 建模阶段使用集成在软件中的产品目录模块化管理器,可以通过参数化的编辑自动添加塔架单元。 由此可以快速的添加塔架结构的柱脚、平台、天线托架、管道井等通过参数化方法按照结构构件模块化的生成不同形式的塔架结构。

附加模块 RF-/MAST 是专门用于塔架结构的建模和设计的专业软件。 本文将阐述如何使用产品目录构件单元模块化管理器参数化的创建某简单的格构式塔架结构。 例题中的塔架结构包含 2 个塔架节段和一个塔架平台。

块管理器

块管理器对话框可以通过下拉菜单 "文件" → "块管理器" 或者通过集成在对话框中的按钮激活打开。 管理器集成了不同的产品目录构件和单元,极大的简化了创建例如杆件和面等各种模型对象。

图片 01 - 块管理器集成的产品目录构件单元

塔架结构下部节段

塔架结构的下节段可以按照下列的目录 – 分类进行建模:
"塔架" → "塔架 – 节段" → "矩形"。
在右侧的列表产品目录中可以选择类型 TSR038。

图片 02 - 选择块 TSR038

双击块类型按钮可以打开 "添加块" 对话框。

图片 03 - 设置块 TSR038 的参数

通常情况下格构式塔架结构构件的截面形式为角钢。 可以根据需要修改在块中默认的截面形式和材料类型(单击截面表格可以显示正在使用的块的图形)。 本例中不再修改块中的型钢截面。

塔架节段的高度修改为 5.50 m。 修改参数后,图形会自动进行更新修改。

"块粘贴点"是表示塔架节段的脚点位置,例如设置在节点 6。 可以在节点列表中选择节点的编号或者在图形中直接点击选取添加塔架的脚点具体位置。 点击 [确认] 后数据将会有模块导出到 RFEM/RSTAB 主程序中。

塔架平台

选择塔架平台需要再次激活块管理器。 按照下列目录 – 分类操作步骤进行建模:
"塔架" → "平台" → "四边形塔架" → "外部平台" → "矩形"
对话框右侧可以选择类型 PRR000 的塔架结构平台。

图片 04 - 选择块 PRR000

图片 05 - 设置块 PRR000 的参数

为了使新添加的平台与原来设定的塔架节段模型的几何尺寸相符合,需要在对话框中修改平台的参数 a 和 b 每个减少到 2,00 m(见图 03)。 也可以在 RFEM/RSTAB 中抓取此间距: 具体方法是激活输入数据对话框后点击显示的选项 […]。

需将 "相关节点的全局位置" 修改为在节点 1 的位置。 用户可以在列表中选择添加塔架结构平台的节点位置,或者也可以在塔架图形中点击确定。 点击 [确认] 后数据将会有模块导出到 RFEM/RSTAB 主程序中。

上部塔架节段

上部塔架节段也可以通过块管理器创建,具体步骤是:
"塔架" → "塔架 – 节段" → "矩形"
选择节段类型 TSR035c。

图片 06 - 选择块 TSR035c

图片 07 - 设置块 TSR035c 的参数

"添加块的位置" 选择为在节点 2 的位置。 用户也可以在塔架图形中点击确定。

"相关节点的全局位置" 仍然设置在 RFEM-/RSTAB 模型中节点 1 的位置。

塔架阶段的高度 h 修改为 4.00 m,下部的间距 a2 和 b2 减少为 2,00 m, 上部间距 a1 和 b1 为 1,00 m。

点击 [确认] 建模完成后塔架结构的模型如图 08 显示。

图片 08 - RSTAB 塔架结构模型

在创建和添加块的操作时,可能会出现几何坐标相同和位置重复的节点。 为了清除多余的节点对象可以按照下列步骤进行检查: 
"工具" → "模型检查" → "相同节点"

图片 09 - 删除相同节点

通过选择对话框中的 "相同节点" 选项可以自动识别模型中重复的节点。 对话框中也有直接删除重复节点的选项。

塔架模型可以继续按照目录分类中的选项继续添加结构构件,例如天线托梁、电缆管道井、横梁或者支撑等。 并且此类的构件也可以进行参数化的编辑。

总结

塔架结构可以非常快捷的使用集成在软件中的产品目录模块化管理器通过参数化的编辑自动添加塔架单元。 塔架结构的各个构件可以根据需要由用户扩展数据库,由此可以通过参数化的编辑更加迅速的创建结构模型。

同时 Dlubal 公司还提供了多个塔架结构 RF-/MAST 模块用于设计和计算塔架结构。 例如可以添加特殊形式和要求的荷载等。 RF-/MAST 模块的网络课堂中有详细的讲解。

参考书目

[1] Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 3-1: Türme, Maste und Schornsteine - Türme und Maste; EN 1993-3-1:2006 + AC:2009
[2] Handbuch RF-/MAST. Tiefenbach: Dlubal Software, August 2017. Download

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