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2021-01-13

焊接桁架梁设计

该模型是基于示例1.4,其可以在技术文献[1]中找到。 图01显示了结构的尺寸以及使用的截面。

作用和设计内力

在[1]中总结了这个分结构体系的特征作用,并传递到相应的荷载工况中。 在3D模型上生成荷载当然是更现实的,并且对于该建筑来说是更好的。 在RFEM或RSTAB中自动生成ULS和SLS设计状况的组合。

通过线性静力分析计算内力,弯矩和荷载组合中的变形。 对于最终承载力极限状态设计(图02),计算结果为:

截面分类

为了确定截面分类,在RF‑/STEEL EC3中创建了第一个对所有杆件的设计工况,未经稳定性验算。 对x位置计算现有内力的截面类别。 Eine grafische Anzeige der sich ergebenden Querschnittsklasse ist über den Ergebnis-Navigator möglich (Bild 03). 所有截面都位于截面“类别1”中,因此可以按照[2]中6.2.9节的要求进行塑性截面设计。

承载能力极限状态验算

Es werden nun die Querschnitts- und Stabilitätsnachweise für die Füllstäbe sowie den Ober- und Untergurt geführt. 为了设计内部杆件(杆件1到杆件16),在RF‑/STEEL EC3中创建第二个设计案例。 稳定性分析按照[2]中第6.3.1节进行。 根据[2]中BB.1.3(3)B章节规定,长轴和短轴的有效长度系数为0.75。 验算比例见图04。

在RF-/STEEL EC3中创建第三个设计工况,用于下弦杆的设计。 由于在吸力作用下下翼缘还有拉力,所以只需要进行截面设计验算。 此外,由于内部构件是焊接在和弦杆上的,所以净截面截面的计算就没有孔洞了。 请参见图05中的设计利用率。

为了设计上弦,在RF‑/STEEL EC3中创建第四个设计工况,并且选择相应的杆件组。 与[1]相比,按照[2]中第6.3.4节的通用方法进行设计,以便更好地表示边界条件。 考虑到在支座上的侧向和扭转约束。 在上桁架的the条连接位置可以忽略侧向或扭转约束。 HE-B 240的截面变形是通过在上部弦杆上设置侧向支撑来实现的。 请参见图06中的设计利用率。

正常使用极限状态设计

在RF-/STEEL EC3中介绍的第五种设计工况,是关于下翼缘的设计。 在这种情况下只选择SLS中的荷载组合。 在[2]中没有给出关于容许变形的信息。 他们必须在项目具体实施阶段与客户协调。 因此该计算需要考虑谈预型板中L/200的极限值。 请参见图07中的设计利用率。

连接设计

该文不涉及设计弦杆节点的焊接连接以及桁架与受约束的外部支座的连接。 在技术文章中将会阐述按照CIDECT方法并且使用FEA模型在下翼缘端部的板连接。


链接
参考
  1. bauforumstahl e.V.: Beispiele zur Bemessung von Stahltragwerken nach DIN EN 1993 - Eurocode 3. Berlin: Ernst & Sohn, 2011
  2. Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten − Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2010