本文通过一个LRFD示例展示了在RFEM 6中使用“参数化-薄壁”截面，该示例来源于AISC设计指南15：修复和加固[2]]。使用钢设计附加模块根据AISC第E章对未加固和加固柱进行设计检查。
下面展示的是AISC设计指南15的示例6.2 [2]]，其中使用了AISC历史形状W10X66（Fy = 33 ksi）的16英尺长柱。
以下步骤概述了创建用户定义截面和材料的过程。
创建用户定义W10X66截面
- 在截面库中选择“薄壁I型截面”。然后输入设计指南15 [2)中表5-2.1（第50页）中找到的几何属性。接下来的步骤是通过“从材料库导入”按钮为Fy = 33 ksi钢创建一个新的用户定义材料。
- 导航到“新截面”的“主要”选项卡。打开材料库，然后基于“钢A36”创建新材料。在下一个窗口中，选择“用户定义材料”，然后进入下一个选项卡，“材料值”，并将Fy修订为33 ksi。
- 绘制16英尺长的构件。在柱底提供铰接支座（Z旋转固定）。对于顶部支座，仅在X和Y方向固定平移。施加轴向荷载 = 550 kips（恒载 + 活载）。
- 使用钢设计附加模块解决模型。
如上所示，所需强度超过可用强度23%，因此柱需要钢板（Fy = 36 ksi）焊接到柱翼缘上。假设加固板安装在整个柱长度上。
注意：RFEM模型与AISC手算示例 [2]] 中压缩强度的微小差异是由于截面积不同（RFEM截面中不包括角半径）。
创建具有A36钢板的用户定义加固W10X66柱
焊接加固板将增加柱的面积和惯性矩。这将导致根据AISC规范E3节[1]]计算出的压缩强度增加。
加固设计是一个迭代过程，最好使用电子表格进行。本解决方案将仅提供最终解，其中两个3/8英寸厚x 8英寸宽的盖板焊接到柱翼缘上，如下所示。
- 在截面库中选择“单对称I型截面带2扁钢条”。然后输入W10x66柱和3/8英寸x 8英寸加固板的几何属性。选择之前创建的相同用户定义材料“钢Fy =33”（根据AISC设计指南15 [2]]，“现有柱的屈服强度为Fy = 33 ksi，而加固板的屈服强度为Fy = 36 ksi。为了保守地计算整个加固柱截面的可用压缩强度，考虑整个加固柱截面屈服强度为33 ksi。”）。
- 重复之前显示的绘制柱和施加荷载的相同步骤。使用钢设计附加模块解决模型。如下面所示，加固的柱符合设计规范检查。
根据AISC第E6节检查组合柱对要求并设计焊缝
根据AISC规范第E6.1节[1]]，加固板端部的连接设计用于板中的全部压缩荷载。为加固板的屈服强度设计端部连接。
在加固板的两侧使用1/4英寸角焊缝。翼缘厚度为tf = 0.748英寸，加固板厚度为3/8英寸，因此焊缝尺寸满足AISC规范J2.4表中的最小尺寸要求[1]]。所需焊缝长度为：
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lweld |
焊接长度 |
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Pu |
(1) 板的受压荷载 = Fy . Ag |
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Fy |
板件的屈服强度 = 36 ksi |
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Ag |
(1) 板的总面积 = 0.375 in x 8.0 in = 3.0 in2 |
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ΦRn |
焊缝每英寸设计强度 |
该焊缝长度符合AISC第E6.2(b)节[1]]的规定要求，端焊缝长度不得小于构件的最大宽度。
在板的末端使用1/4"焊接x 10英寸长的纵向焊缝。
根据AISC第E6.1(b)节[1]]，当a/ri > 40时，组合柱需要修改的长细比，其中a是焊缝间的距离。为了避免需要使用修改的长细比，间歇角焊缝之间的最大距离应限制为：
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ri |
(1) 板的回转半径 |
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Ixi |
bt3/12 = [(8.0in) . (0.375in)3]/12 =0.0352in4 (一个板) |
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Ai |
腹板面积(1) =(1) t w =(0.375in)(8in) = 3.0in2 |
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amax |
间断焊角焊缝的最大距离 |
使用间歇连接焊缝，每4英寸中心距为1.5英寸长（最小焊缝长度见J2.2b(e)节）。1.5英寸长的焊缝符合4*焊缝尺寸和1.5英寸最小值。
根据AISC第E6.2(a)节[1]]，压缩构件的各个组件必须在间隔a处连接，使得长细比a/ri不超过组合构件的主要长细比的3/4。
根据AISC第E6.2(b)节[1]]，间歇焊缝的最大间距不得超过板厚的0.75 √(E/Fy)倍，也不得超过12英寸。
加固柱的最终设计如下所示。
如上述示例所示，RFEM“参数化薄壁”截面可以用于计算常用组合构件的几何属性。钢设计附加模块计算构件的设计强度并执行代码检查。
