按照EN 1999-1-1进行截面分类

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截面的分类应该确定由截面部分局部屈曲引起的承载力和旋转能力的极限。 在EN 1999-1-1中6.1.4.2(1)中定义了四个类别。

  • 属于第1类截面的构件,其可转动的塑性系数为5%,而铰接的截面塑性为铰,却没有降低阻力。
  • 第2类截面是那些可以产生塑性抗弯承载力的截面,并且由于局部屈曲而具有有限的旋转能力。
  • 当在第3类截面中,在铝合金构件的极限受压纤维中的应力计算可以达到其极限强度,但局部屈曲则有可能阻止整个塑性抗弯承载力的发展。
  • 类别4的截面是在屈服应力达到一个或多个局部值之前在截面上发生局部屈曲。

截面部分的基本类型

截面的分类取决于受压截面的宽/厚比b/t。 根据EN 1999-1-1 [1]中6.1.4.2(6),薄壁构件分为以下基本类型。

  • 平外伸部分
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  • 弯曲的内部

这些构件可以不加固,也可以通过纵向加劲肋,边缘翼缘或球茎进行加固(图1)。

长细比参数

未配筋的扁形件对局部屈曲的敏感度通过参数β定义。 根据EN 1999-1-1中6.1.4.3(1),它具有以下值。

  • 没有应力梯度的内部扁平构件,没有应力梯度的无突出特征或者脚趾峰值压缩
    β= b/t | EN 1999-1-1,(6.1)
  • 内部零件的应力梯度是中间
    β= 0.40·b/t | EN 1999-1-1,(6.2)
  • 内部部分具有应力梯度,根部具有峰值压缩效应
    β=η·b/t | EN 1999-1-1,(6.3)

这里:
b ... 截面板件宽度
t ... 截面厚度
η... 应力梯度计算公式为:
η= 0.70 + 0.30·ψ对于1≥ψ≥-1 | EN 1999-1-1,(6.4)
当ψ<-1时η= 0.80/(1 -ψ) | EN 1999-1-1,(6.5)
ψ... 板边缘位置的应力与最大压应力的比值。 通常,中性轴为弹性中性轴,但在检查截面是否为1类或2类时,允许使用塑性中性轴。

在EN 1999-1-1中6.1.4.3(3)中给出了加劲肋截面截面的长细比参数。

在EN 1999-1-1中6.1.4.3(4)中包含了在两侧约束的平曲线,未加劲劲的截面部分的长细比参数信息。 EN 1999-1-1,6.1.4.3(5)考虑了薄壁管状截面的长细比参数。

截面部分的分类

β必须与限制值进行比较所计算的细长度参数β1被确定根据EN 1999年1月1日,表6.2(见下文),以β3,。
ε=√(250/fo
fo单位N/mm²

材料分类按照表3.2内部部分突出部分
β1β2β3β1β2β3
A类,无焊缝11162234,56
A类,焊缝913182.545
B级,无焊缝1316,5183.54,55
B类,焊缝1013,51533.54

弯曲梁和受压杆件分为两类。 在EN 1999-1-1 6.1.4.4(1)中规定了以下限值。

弯曲梁的截面部分
β≤β1→1
β1<β≤β2→2
β2<β≤β3→3
β3 <β→4类

受压杆件的截面部分
β≤β2→类1或2
β2<β≤β3→3
β3 <β→4类

对于完全或部分受压的截面构件,必须将其归入截面分类。 截面类别最不利的截面部分决定了整个截面的类别。 带有受弯荷载和纵向力的结构构件截面必须按照欧洲规范EN 1999-1-1中6.3.3分别进行分类。 对于组合应力状态,不需要分类。

示例

进行分类,如图02所示的I形截面,纯受压和受压。

结构和荷载如图03所示。

材料和尺寸
EN-AW 6082(EP,ET,ER/B)T4 | EN 1999-1-1,表3.2b
fo = 110 N/mm²
fu = 205 N/mm²
屈曲等级B
ε=√(250/fo )=√(250/110)= 1.508 | EN 1999-1-1,表格6.2
bw = h -2∙(tf + r)= 220 -2∙(8 + 12)= 180毫米
bf = 0.5∙(b -tw -2∙r)= 0.5∙(100 -6 -2∙12)= 35 mm

截面分类 -纯弯
腹板(内部,无焊缝,屈曲等级B)
βW = 0.4∙bW/TW = 0.4∙六分之一百八十= 12 | EN 1999-1-1,(6.2)
β1 = 13∙ε= 13∙1.508 = 19.6 | EN 1999-1-1,表格6.2
βW = 12<β1 = 19.6
腹板的截面分类为1。
翼缘(悬臂,无焊缝,屈曲等级B)
βF = BF/TF =8分之35= 4.38 | EN 1999-1-1,(6.1)
β1 = 3.5∙ε= 3.5∙1.508 = 5.28 | EN 1999-1-1,表格6.2
βF = 4.38<β1 = 5.28
腹板归入截面分类1。
整个截面将被归类为截面等级1。

截面分类 -纯受压承载力
腹板(内部,无焊缝,屈曲等级B)
β瓦特= BW/T瓦特= 180/6 = 30 | EN 1999-1-1,(6.1)
β3 = 18∙ε= 18∙1.508 = 27.14 | EN 1999-1-1,表格6.2
βW =30>β3 = 27.14
腹板的截面分类为4。
翼缘(悬臂,无焊缝,屈曲等级B)
βF = BF/TF =8分之35= 4.38 | EN 1999-1-1,(6.1)
β2 = 4.5∙ε= 4.5∙1.508 = 6.79 | EN 1999-1-1,表格6.2
βF = 4.38<β2 = 6.79
翼缘分为截面分类1或2。
整个截面按照纯压力分类为截面分类4。

RF-/ALUMINIUM

RF-/ALUMINUM可以计算压缩截面部分的宽/厚比,并自动进行分类。 或者也可以在“ 1.3截面类型”窗口的“截面-截面分类”列表中单独定义截面类别(图04)。 在规范RF-/ALUMINUM中,截面没有被规范规范使用的截面归类为“一般”,并且仅被归类为截面类别3或4。

RF-/ALUMINUM仅考虑根据EN 1999-1-1中图6.1(a)进行考虑的非加劲截面部分,以及根据EN 1999-1-1中6.1.4.3(5)的薄壁管状截面部分。 在按照简化版方法的计算中,仅按照EN 1999-1-1,6.1.4.3(4)约束在两侧的稍微弯曲的,未加劲劲的内部截面部分。 不考虑加劲肋的影响按照EN 1999-1-1,6.1.4.3(3)进行。

在RF-/ALUMINUM中对每一个荷载分量按照EN 1999-1-1,6.3.3对受弯和纵向力的结构构件进行截面分类。 但是也可以对组合应力状态进行分类。 为此,可以在“详细信息”对话框的“最大极限状态”选项卡中取消激活“按照6.3.3注释1和注释2分别进行荷载作用分量分类”和复选框选项(图05)。

详细显示在RF-/ALUMINUM中的截面类别中间值中的每个受压截面部分。 图06和07显示了本例中纯受弯和受压的截面分类。

在“ c/t-部分”对话框中对截面部分的编号组(图08)。

作者

Sonja von Bloh, M.Sc.

Sonja von Bloh, M.Sc.

Product Engineering & Customer Support

von Bloh女士为客户提供技术支持,并负责SHAPE-THIN程序的开发。

关键词

截面等级 分类 等级

参考文献

[1]   EN 1999-1-1: Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln. CEN, Brüssel, 05, 2007.

链接

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  • 更新 2021年10月27日

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