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2019-04-30

使用不同的计算和建模方法比较扭转屈曲的临界荷载系数的计算结果

根据不同的稳定性分析方法,计算并比较单跨简支梁弯扭屈曲临界荷载和弯扭屈曲临界弯矩。

结构模型与荷载

给定的是单跨梁,长度为15 m。 单跨梁的截面为S355的IPE 400。 荷载为5 kN / m。 自重被忽略了。

没有稳定的设计

在附加模块RF- / STEEL EC3附加模块的规范设置(带横向和扭转限制的单跨梁)中验证,不符合要求。

这里的临界屈曲弯矩仅为72.61 kNm,通过技术文献中常见公式验证。

设计在上弦杆上的稳定性

在上弦杆的中间通过虚拟的横向杆固定上翼缘的位移。

这种稳定作用可以在RF- / STEEL EC3中通过横向中间约束进行,而不必为了这个目的而对杆件进行划分。

根据章节6.3.2.3 EN 1993-1-1 [1]的后续设计验算成功,临界屈曲弯矩为209.52 kNm。

作为杆件设计的一般方法比较

在下一步中验证将按照一般方法进行验算。 可以在Y方向上复制杆件,包括支座和荷载,在中间分成一次,可以创建一组杆件。

在RF- / STEEL EC3的一个新的设计案例中选择了一组杆件进行设计。 而不是“1.5有效长度 - 杆件”窗口,出现“1.7节点支座”窗口。 默认情况下,支座φx '和u y'的两个支座在设计支架的开始和结束处定义。

为了使其在中间稳定,必须创建另一个支座,在局部z方向上偏心距为-200 mm。

通过局部视图窗口中的按钮可以方便地显示支座。

验算成功,分支值为1.49。

使用最大弯矩可以得出209.54 kNm的临界屈曲弯矩,与上次计算相符合。

梁的长细比为1.488,是在下一节中应用缺陷所必需的。

与翘曲分析比较

在下一步中将分支值与翘曲分析进行比较,这意味着使用7个自由度而不是4个自由度。

必须在“详细”(详细信息)对话框的“翘曲扭转”(Warping Torsion)选项卡中选择“执行翘曲分析”(Perform warping analysis)选项。

与按照规范EN 1993-1-1中的方法一样,检查节点支座,必要时进行调整。

在窗口1.13中给出了缺陷值L / 400。

随后的设计更加有利,分支值达到1.489,与之前的设计相吻合。

与RF- / FE-LTB附加模块比较

在最后一步,使用附加模块RF- / FE-LTB设计单跨梁(一组杆件),在这里再次对分支值进行比较。

在模块RF / FE-LTB中直接输入在杆件上定义的节点支座。

然而,不能定义偏心,这就是为什么中间约束没有定义为节点支座,而是定义为窗口1.6中的端部弹簧。

在进入荷载时应注意偏心,否则会产生过于合理的计算。

对于第一个本征模式,手动应用于缺陷1.875 cm。

最终的计算结果是分支值为1.489,并与以前的计算结果一致。


链接
参考
  1. EC 3.(2009)。欧洲规范 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten − Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2010
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