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2020-08-03

无侧向和扭转约束的工字钢檩条稳定性分析

该技术文章讨论了屋面檩条的稳定性,为了减少安装工作量,檩条通过下翼缘上的螺栓连接,不设加劲板。

在进行稳定性分析确定弹性弯扭屈曲的临界弯矩时,由于这种结构设计,所以无侧向和扭转约束。 这降低了结构构件的承载能力,因此必须予以考虑。 另一方面考虑由压型钢板压型的承载器的最终承载力作用。

本文的模型基于技术文献[1]中的例1.3屋顶Roof条。 屋面pur条为屋盖桁架之间的单跨梁,长度为9.0 m,倾斜角度为3.18°。

荷载和内力

连续梯形板位于五个roof条上,施工宽度约为4.50 m。 根据技术文献中有关连续梁的表格,支座荷载B的系数为1.143。 从[1]获得自重,雪和风的面荷载的特征值。 杆件荷载的输入或计算使用RFEM和RSTAB中的参数化方法进行。

RFEM/RSTAB中的自动组合功能仅会按照欧洲规范EN 1990中的公式6.10进行, 下面的设计内力来自于生成的荷载组合。

计算理想弹性临界弯矩和稳定性

根据本征值方法确定多个CR,我们创建与所述RF-四个自由度的内部构件的模型/STEEL EC3附加模块。 由于在支撑板外部没有加劲肋的情况下不能考虑横向和扭转约束,我们必须计算the条截面变形引起的旋转约束。 这根据[5]如下进行。


值:


更复杂的方法可以在[6]中找到。

此外,我们还要考虑梯形压膜板的最大承载能力(在正位置135/310-0.88)。 如果在输入表格1.12和1.13中输入了相应的数据,则在RF-/STEEL EC3中根据[3]中公式E.11自动计算有效转动约束CD。


值:



这些值可以按照[2]中第6.3节中的分析方法进行稳定性分析。 由于顶板倾角较小,因此可以忽略短轴方向上的分量。 因此可以按照第6.3.3节“弯曲和轴向受压时的均布杆件”或第6.3.4节“结构构件的横向和横向扭转屈曲的通用方法”进行设计。

由于在这种情况下支座条件的输入比较简单,所以我们按照6.3.4节中的方法进行选择。 如果再不能忽略绕短轴的弯矩,那么必须按照第6.3.3节的方法进行计算。

下图显示了特征值法(四个自由度的内部杆件模型)的节点支座的必填项。

屋顶pur条的极限状态可以通过通用方法进行验证。 计算得出的CO 3和定义的系统的临界荷载系数为2.535。 相应的振型也可以图形方式显示。

理想的弹性临界弯矩计算如下:

计算面模型的理想弹性临界弯矩

面模型用于验证理想弹性临界弯矩Mcr 。 只需在RFEM中使用“从杆件生成面”功能,就可以在RFEM中创建这类模型。 使用附加模块RF-STABILITY可以计算主荷载组合3的临界荷载系数2.55,得出:


链接
参考
  1. bauforumstahl e.V.: Beispiele zur Bemessung von Stahltragwerken nach DIN EN 1993 - Eurocode 3. Berlin: Ernst & Sohn, 2011
  2. 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
  3. Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-3: Allgemeine Regeln - Ergänzende Regeln für kaltgeformte Bauteile und Bleche. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2010
  4. Lindner, J.; Scheer, J.; Schmidt, H.: Stahlbauten - Erläuterungen zu DIN 18800 Teil 1 bis Teil 4. Berlin: Ernst & Sohn, 1994
  5. Stroetmann, R.: Zur Stabilität von in Querrichtung gekoppelten Biegeträgern, Stahlbau 69, Seiten 391 - 408. Berlin: Ernst & Sohn, 2000
  6. Geldmacher, G.; Lange, J.: Ein Konzept für den Traglastnachweis gurtgelagerter doppeltsymmetrischer I-Träger unter Berücksichtigung der Profilverformung, Stahlbau 79, Seiten 908 - 922. Berlin: Ernst & Sohn, 2010
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