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2022-06-09

杆件结构稳定性分析中考虑截面翘曲

本文将介绍如何使用翘曲扭转(7 自由度)模块和结构稳定性模块,将截面翘曲作为额外的一个自由度进行稳定性分析。

本文将通过一个实际示例向您展示如何对图 1 所示的钢结构大厅进行弯扭屈曲分析。 您也可以在 https://www.dlubal.com/zh/support-and-learning/support/knowledge-base/001745 “临界荷载系数的计算在 RFEM 6 和 RSTAB 9"]] 中使用“结构稳定性”模块,介绍如何使用“结构稳定性”模块来确定该 3D 模型的临界荷载系数和相应的稳定性模态。

尽管如此,上述文章指出,由于静力分析的结果(即施加的荷载产生弯矩 My ,因此在结构的稳定性分析中考虑扭转翘曲是必要的,因此存在主梁弯扭屈曲问题。梁也是预期的)。

在下文中,我们将介绍如何使用“扭转翘曲(7自由度)”模块和“结构稳定性”模块,在进行稳定性分析时将截面翘曲作为一个额外的自由度来考虑。 重要的是要知道计算是在整个模型上进行的,因此会自动考虑相邻杆件的刚度或定义的支座条件。

在基础数据中可以找到扭转翘曲和结构稳定性附加模块,如图2所示。 您必须知道,在 RFEM 6 和附加模块 Torsional Warping 中,翘曲只与杆件相关联。因此不需要定义全局支座条件。

此外,默认情况下杆件末端的翘曲是畅通的;因此,您应该使用杆件横向加劲来定义杆件末端的经弹簧,并考虑翘曲刚度或翘曲应力。 更多关于这方面的内容,请参见知识库文章 “使用新建扭转进行弯扭屈曲分析翘曲 (7自由度) 模块,用于 RFEM 6/RSTAB 9”

由于假设翘曲在杆件末端不受阻碍,因此相邻杆件之间没有动量传递。 换句话说,在翘曲计算中所有的杆件都是单独考虑的(也就是说,单个杆件可以在其末端自由翘曲)。 要在连接的单个杆件之间传递翘曲,可以定义一组杆件。 在这方面,钢结构大厅的主梁被定义为单独的杆件集,如图 3 所示。

此时,计算 6 自由度杆件时的荷载作用点和计算 7 自由度杆件时的荷载作用点可以平行。 即,如果一个有 6 个自由度的待计算杆件连接其他对象,则在剪力中心处引入来自其他分量的剪力。

但是,在计算具有 7 个自由度的杆件时,连接点被认为是在重心(即截面的重心),并且在那里也施加了定义的杆件荷载。 为了在分析中解决这个问题,可以定义杆件偏心或使用刚性杆件来定义这样的连接。 在这方面,本例中的荷载作用点将使用图 4 和图 5 中显示的偏心距来定义。

接下来可以按照知识库文章 中介绍的方法定义稳定性分析设置。 “使用 RFEM 6 和 RSTAB 9 中的结构稳定性模块确定临界荷载系数”. 即,您可以选择分析方法并考虑图6中显示的其他选项。

如前文所述,稳定性分析可以从荷载工况、荷载组合和设计工况的角度进行考虑。 在本示例中,稳定性分析是按照极限设计情况进行的,如图 7 和图 8 所示。 因此,您可以按照上述文章中讨论的相同方式计算该设计情况并获得结果。

最后,您可以在考虑截面扭转翘曲的情况下运行计算并获得稳定性分析结果。 在静力分析总览表中,您可以看到所有荷载组合中最临界的荷载系数(图 9),以及与该临界荷载系数相关联的主导荷载组合。 这样您就可以打开特定荷载组合的稳定性分析结果,并显示相关的振型。


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。

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