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2023-03-22

在 RFEM 6 中对面进行建模: 旋转面、剪裁面和传递荷载的面类型

建筑模型中的面可以有许多不同的尺寸和形状。 在 RFEM 6 中可以考虑所有面,因为该程序可以定义不同的材料和厚度,以及具有不同刚度和几何类型的面。 本文重点介绍以下四种面类型: 旋转、剪裁、无厚度和荷载传递。

建筑中的面有许多不同的尺寸和形状,从简单的面(如墙、天花板或板),到单曲圆柱体(如筒仓),再到多曲膜结构。 【面】的刚度取决于面的【材料】和【厚度】。

为了进行结构分析和生成有限元网格,在面上生成二维单元,并在计算时应用这些单元的重心轴。 这样就可以计算出变形以及内力和弯矩,然后按照材料和规范进行设计。

所有上述结构都可以在 RFEM 6 中考虑,因为该程序允许您定义具有不同刚度、几何形状、材料和厚度的面。 面在数据导航器中作为“基本对象”显示(图1)。 双击该条目会打开一个新窗口,您可以在其中定义感兴趣的面。

在“新建面”窗口的“主”选项卡中可以定义基本的面参数,如图 1 所示。 其中两个参数是面类型和面刚度,这也是本文的重点。 通过这种方式可以定义不同几何形状的面:

  • 平面
  • 四边形
  • NURBS
  • 修剪
  • 旋转
  • 圆管

对于刚度类型,您可以从以下选项中进行选择:

  • 规范
  • 无厚度
  • 刚性
  • 膜结构
  • 无薄膜拉力
  • 导荷虚面

如前所述,您可以使用这些选项来描述和设计建筑模型中可能出现的任何平面或曲面。 上面列出的每种类型都将在以后的文章中进行解释,而本文将让您更详细地了解 RFEM 6 中的旋转、修剪、无厚度和传递荷载的面类型。

面类型“旋转”

如果您对圆顶、圆形墙或筒仓以及储罐的建模感兴趣,那么您需要了解以下面类型。 通常,旋转面是通过一条线绕固定轴旋转来创建的。 在 RFEM 6 中生成旋转面时,应用相同的逻辑: 必须定义边界线、旋转轴和旋转角度。 因此,当您在“新建面”窗口的“主”选项卡中选择“旋转”面类型时,将出现一个新选项卡,您可以在其中定义这些参数(图2)。

如图所示,可以通过选择两点(即 P 和 R)来定义旋转轴。 您可以在对话框中直接输入这些点的坐标,也可以在图形中单独选择它们。 也可以使用“在图形中选择旋转轴点”选项同时选择两个点。

如果已经在窗口“新建面”的“主选项”选项卡中定义了面的材料、厚度和刚度,则程序会根据线的起点和结束位置以及线定义的旋转来创建面点。 如前所述,不仅可以轻松快速地创建组件,还可以轻松创建整个模型。

如图 3 所示的圆顶和圆形墙的建模就是一个例子。 这两个面都是通过“旋转”几何类型创建的。 为了更好地理解创建该类型面所使用的参数,下图显示了圆顶面的边界线(线编号 2)和旋转轴(由节点 P 和 R 表示)。 该面是通过将边界线围绕旋转轴旋转角度 α=360° 而创建的。

面类型“修剪”

剪裁面与 RFEM 6 中的一个新功能相关联,该功能允许弯曲面和实体相交。 通过创建相贯,程序生成“修剪”面类型的面。 使用该功能可以简单快速地创建非常复杂的几何形状,例如管道相交或弧形洞口。

例如,请看图 5 中显示的模型。 要创建相贯的管道有 3 个。 如图所示,首先选择它们。 然后在所选对象的快捷菜单中使用“按相贯划分”功能。

使用该功能可以在相贯线处划分初始面,并在切割面上自动创建洞口。 这将创建可以作为独立对象编辑或删除的新面。 这样,您可以删除不需要的面,并得到管道相交,如图 6 所示。 如图所示,面现在是“修剪”类型。

这只是使用“相贯划分”功能和“修剪”面类型的示例。 如前所述,通过这个简单的过程,您可以创建许多其他复杂的曲面或穿孔实体。

面类型“无厚度”

这些面是定义实体所必需的。 该面没有刚度,用作实体的边界面。 但是,刚度类型为“无厚度”的面仍然可以通过不同的几何类型进行配置(例如,平面、四边形、修剪等)。 此类面的示例如图 7 所示。

从图 7 中的“面”表中可以看出,面编号 59-72 的刚度类型为“无厚度”。 这是因为它们是实体编号 21 的边界面,如图 8 所示。

面类型“荷载传递”

除了可以更轻松地输入荷载的荷载向导外,RFEM 6 还提供了新的面类型“荷载传递”,可以更轻松地施加荷载。 因此,通过创建这种刚度类型的面,程序将创建一个没有厚度和结构影响的新面,但具有独特的荷载传递能力。

这是在 RFEM 6 中的一个优势,它可以将不包含在模型中的面的荷载考虑在内(例如,外墙结构、玻璃面、梯形屋顶截面等)。

图 9 显示了一个示例,该面的编号为 18,其刚度类型为“荷载传递”,以考虑未建模的结构外墙的风荷载。

如示例中所示,您可以使用荷载传递面将面荷载施加到没有直接建模为面的区域上。 该面上的荷载分布在边或集成对象上。 如果产生了杆件荷载,则将荷载转换为基于杆件真实长度的全局方向(荷载方向 XL ,YL ,ZL )。

不同于每次都需要重新定义荷载区域的向导,对于不同的荷载应用,可以多次使用一个荷载传递面。 更具体地说,这种方法允许通过使用单个荷载传递面来分配不同的面荷载。 关于这种面类型以及如何定义其参数的更多信息,请参见知识库文章 “使用RFEM 中的传力面 6”.


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。