RFEM 6 中的截面分类按照 EN 1993-1-1

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截面的设计按照欧洲规范 3 进行。 截面的分类很重要,因为它决定了截面部件的局部屈曲和旋转能力。

EN 1993-1-1 [1]定义了以下四种截面类别(也显示在图 1 中):

  • 第 1 类: 在不减少阻力的情况下,可以形成具有塑性分析所需旋转能力的塑性铰的截面
  • 第 2 类: 可产生塑性弯矩承载力但由于局部屈曲导致转动能力有限的截面
  • 第 3 类: 杆件经计算得出的极压纤维中的应力可以达到其保证强度的截面,局部屈曲可能会阻止其发挥全部塑性弯矩承载力。
  • 第 4 类截面是指在截面的一个或多个部分达到屈服强度之前将发生局部屈曲的截面。

通过将提供的宽厚比与标准中给出的每个类别的极限值进行比较,对所有截面部件分别进行分类。 因此,每个截面部分的类别都是确定的,最不利的值决定整个截面。 极限值取决于以下因素:

  • 截面零件的支座状况(一侧或两侧)
  • 以系数 ε 表示的钢材屈服强度
  • 截面部分的应力曲线
  • 抗压强度大小

欧洲规范 3 提供了一些表格,根据这些表格可以计算截面部件的最大宽厚比,并将其与极限值进行比较。 例如,将内部受压部件归类为 3 类的最大宽厚比由图 2 中所示的系数决定。

单独受压或受弯构件的极限值由与钢材屈服强度相关的系数 ε 确定。 另一方面,对于同时受弯和受压的零件,应力分布通过参数 α(塑性,1 类和 2 类)或 ψ(弹性,3 类)来确定。 前者表示截面部分中压应力的长度百分比,而后者表示边界应力的比值(图 3)。 因此,受弯构件和受压构件的宽厚比的极限值除了 ε 外,还涉及 1 类和 2 类参数 α,以及 3 类构件 ψ。

RFEM 6 中的截面分类

RFEM 6 中提供的钢结构设计模块可以在开始设计之前对每个设计位置进行详细的截面分类。 每个设计校核类型的截面分类都可以在其相关的设计校核详细信息中找到。

如图 4 中所示的梁(IPE 300,钢 S355)所示,已经进行了附加模块钢结构设计的计算,并且已经提供了每种设计类型的结果。 例如,如果显示设计验算详细信息,您可能会注意到还详细提供了截面分类(图 5)。

如前所述,对所有截面部件(在这种情况下称为 RFEM 6 中的子面板)分别进行分类。 因此,可以将不同的截面类别分配给每个子面板,但是值最不利的那个将决定整个截面的大小。 这样,根据 6.2.4,在截面检验中感兴趣的截面被归类为类别 4,即子面板编号 3 的截面类别。

因为子面板编号。 3 是两端受压的,其分类按照欧洲规范 3 中的表 5.2 [1] 。 该钢的屈服强度为 355 N/mm 2 ,因此系数 ε 为 0.814(图 5)。 基于该系数,根据上表计算类别1、2和3的宽厚比的极限值(分别为λ1 、λ2和λ3 )。 接下来,根据截面部分的长度 (c) 和厚度 (t) 计算 c/t 比,并将其与截面类别的极限值进行比较。 对于该子板,提供的 c/t 比值大于为截面分类 3 计算的值,因此该子板被分配到分类 4。 考虑到其他子面板被归类为第 1 类,则控制整个截面的值最不利的子面板(例如子面板编号 3)。 因此根据 6.2.4,感兴趣的截面被归入第 4 类截面验算。

为了更好地理解截面分类,您可以在截面信息窗口的子面板选项卡中显示截面的各个子面板(图 6)。

结束语

RFEM 6 中用于钢结构杆件设计的截面分类是根据欧洲规范 3 [1]中的规定进行的。 通过将提供的宽厚比与标准中给出的每个类别的极限值进行比较,对所有截面部件分别进行分类。 该极限值取决于截面的支座条件、钢筋的屈服强度、截面内的应力曲线以及抗压强度的大小。 计算完成后,将宽厚比与这些进行比较,然后定义每个截面部分的类别。 最后,对各个子面板中最不利的类别分配给整个截面。

作者

Irena Kirova, M.Sc.

Irena Kirova, M.Sc.

营销和客户支持

Kirova女士负责撰写技术文章,并为Dlubal客户提供技术支持。

关键词

截面分类 钢结构设计 钢杆件

参考文献

[1]   Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1‑1: General rules and rules for buildings; EN 1993‑1‑1:2010‑12

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  • 更新 2022年03月14日

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结构分析程序 RFEM 6 是模块化软件系统的基础。
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