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2021-10-19

RFEM 6中的模型类型

结构在现实中是三维的。但是,它们可以被简化为二维或一维模型进行分析。 模型类型对结构构件的受力方式有决定性的影响,因此在建模和计算之前就应该定义模型类型。

RFEM 6中可用的模型类型如图1所示。


3D模型类型

第一种模型类型是基于考虑结构的所有三个尺寸。 在三维空间模型中,如图 2 所示,该模型有六个自由度,并且所有三个工作平面(XY、XZ 和 YZ)都可用。

3D 建模的优点是多方面的。 首先,并非所有建筑物都有规则的网格,这限制了将它们划分为具有清晰和受控的荷载传递的下部结构的可能性。 其次,相对于平面二维模型,对整个模型的全局稳定性破坏进行评估。

考虑空间振型和偶然扭转荷载以及 X 和 Y 方向地震激励的叠加,也有利于地震或其他动力分析的三维建模。 对于现代规划方法,3D模型对于建筑信息模型的使用至关重要。

二维模型类型

RFEM 6 提供了简化结构和处理平面(2D)模型的选项。 这些模型类型的优势在于减少了由于有限的坐标和自由度而导致的输入工作量。 由于二维模型只能在一个平面上绘制,并且具有三个自由度,因此建模和计算的时间和尺寸都较小。

如果荷载作用在面的方向上,那么对于平面框架结构,建议使用模型类型 2D|XZ|Plane Stress,而对于垂直于面的板结构受力,建议使用类型 2D|XY|Plate 模型,如图 3 所示。

因此,模型类型中的第一个名称 (2D) 代表系统的输入,而第二个名称 (XZ/XY) 代表系统建模所在的平面。 也可以选择允许在一个平面上建模的二维模型类型,但要施加三维荷载以及产生的三维内力和变形。

一维模型类型

在 RFEM 6 中也可以使用单轴表示结构的一维模型。 该模型类型只允许在一维环境中建模;从而在更大程度上降低了输入工作量。 RFEM 6 提供了模型类型 1D|X|3D,在该模型中可以施加三维荷载和产生的内力。

实例

在 RFEM 6 中如何使用 2D|XZ|3D 模型在钢支撑上进行了演示,如图 5 所示。 在平面 XZ 上对二维支撑框架进行建模,在 Z 方向上施加两个节点力 150 kN。 此外,结构上还存在 Y 方向 1 kN 的荷载,这意味着还需要考虑面外挠度。

平面建模通常不允许这种考虑;但是,在 RFEM 6 中的模型类型 2D|XZ|3D 中可以考虑所有由外加荷载产生的变形。 因此,即使是在二维环境中建模,产生的内力和变形也是三维的。




作者

Kirove 女士的职责是撰写技术文章并为 Dlubal 软件的客户提供技术支持。