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按照 EN 1993-1-1、AISC 360、CSA S16 等国际规范进行等效杆件验算时,都需要考虑杆件的设计长度(即杆件的有效长度)。 在 RFEM 6 中可以手动确定有效长度,方法是指定节点支座和有效长度系数,或者从稳定性分析中导入。 本文将通过确定图 1 中框架柱的有效长度来演示这两种方案。
按照欧洲规范 3 进行截面设计,是根据规范规定的截面等级进行设计。 截面的分类非常重要,因为它决定了由截面局部屈曲产生的承载力和抗扭承载力。
本文介绍了一些关于使用“翘曲扭转(7 自由度)”模块的基本知识。 该模块完全集成在主软件中,可以在计算杆件单元时考虑截面翘曲。 可结合稳定性分析和钢结构设计模块,考虑缺陷,根据二阶效应理论进行弯扭屈曲分析。
在 RFEM 6 中可以使用模态分析和反应谱分析模块进行地震分析。 在 RFEM 6 中 抗震分析的一般概念是基于分别建立模态分析和反应谱分析的荷载工况。 这些分析的标准组是在模型基础数据的标准 II 选项卡中设置的。
该实施例已在技术文献[1]中作为实施例9.5以及在作为实施例8.5的[2]中描述。 该例题主要验算某钢结构平台主梁的弯扭屈曲稳定性。 结构构件的截面形式为等截面。 Der Stabilitätsnachweis kann daher nach Abschnitt 6.3.2 der DIN EN 1993-1-1 erfolgen. 同时由于构件仅受单向受弯荷载的作用,因此也可以按照第 6.3.4 节的规定进行验算。 Ergänzend soll die Ermittlung des Verzweigungslastfaktors am idealisierten Stabmodell im Rahmen der oben genannten Verfahren mit einem FEM-Modell validiert werden.
RFEM 6 中的其中一个新功能是钢结构节点的设计方法。 不同于 RFEM 5,RFEM 6 中钢结构节点的设计模块采用有限元方法。
建筑工程中的缺陷与生产相关的结构构件与其理想形状的偏差有关。 通常在计算中使用它们来确定变形系统上的结构构件的力平衡。
钢结构规范 AISC 360-16 要求将结构体系作为一个整体以及其中的每一个构件进行稳定性考虑。 计算长度法和直接分析法等不同的方法可供选择。 本文将重点介绍欧洲规范的重要要求。 C [1] 和直接分析法可以与 RFEM 6 中的钢结构模型一起使用。
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。
对于结构的正常使用极限状态,变形不得超过特定的极限值。 该示例显示了如何使用附加模块来验证杆件的挠度。
如果上翼缘有一块混凝土板,那么它将作为一个侧向支座(组合结构)并防止出现扭转屈曲稳定性问题。 如果弯矩为负,则表示下翼缘受压,上翼缘受拉。 如果由于腹板的刚度而导致侧向支撑不足,那么在这种情况下下翼缘和腹板切割线之间的夹角是可变的,从而可能导致下翼缘的尺寸失稳。
钢材的防火性能较差。 The thermal expansion for increasing temperature is very high compared to that of other building materials, and might result in effects that were not present in the design at normal temperature due to restraint in the component. As temperature increases, steel ductility increases, whereas its strength decreases. Since steel loses 50% of its strength at temperature of 600 °C, it is important to protect components against fire effects. In the case of protected steel components, the fire resistance duration can be increased due to the improved heating behavior.
新的 RFEM 软件提供了按照等效杆件法对变截面木结构杆件进行稳定性设计的选项。 如果满足 DIN 1052 第 E8.4.2 节中关于可变截面的规定,则可以按照该方法进行设计。 在各种技术文献中,这种方法也适用于欧洲规范 5。 本文将演示如何对变截面屋面梁使用等效杆件法。
本文将通过一个实例来说明如何在 RFEM 6 中确定临界荷载系数和相应的模态。
在木结构杆件结构中经常出现的情况是: 此外,杆端条件可以包括类似的情况,其中梁采用支座类型。 在任何一种情况下,梁都必须按照规范 NDS 2018 的规定考虑横纹方向的承载力。 3.10.2 以及CSA O86:19中的6.5.6和7.5.9。 在一般的结构设计软件中,由于承压面积未知,所以通常无法进行这种全面的设计验算。 但是,在新一代 RFEM 6 和木结构设计模块中,通过增加的“设计支座”功能,可以对支座方向为 NDS 和 CSA 横纹设计进行验算。
复杂结构的计算通常是对整个模型进行有限元分析。 然而,这种结构的建造是一个分多个阶段进行的过程,其中建筑物的最终状态是通过组合单独的结构部分来实现的。 为了避免整体模型计算中的错误,必须考虑施工过程的影响。 在 RFEM 6 中可以使用“施工阶段分析 (CSA)”模块。
使用“钢结构设计”模块,您可以使用欧洲规范 3 中的简单设计方法来设计发生火灾时的钢结构构件。 检测时的组件温度可以根据标准中规定的温度-时间曲线自动确定。 除了考虑防火覆层外,您还可以考虑热镀锌的优点。
RFEM 6 现在可以根据 AISI S100-16 进行冷弯型钢杆件设计。 在钢结构设计模块中选择“AISC 360”作为标准结构,可以进行设计。 然后自动选择“AISI S100”作为冷弯薄壁设计(图 01)。
使用“施工阶段分析(CSA)”模块,可以在 RFEM 6 中对杆件、面和实体结构进行设计时考虑与施工过程相关的特定施工阶段。 这一点很重要,因为建筑物不是一次性建造的,而是通过逐步组合各个结构部分来建造的。 将结构构件和荷载添加到建筑物中的单个步骤称为施工阶段,而过程本身称为施工过程。
因此,在施工过程完成后即可获得结构的最终状态;即所有施工阶段。 对于某些结构,施工过程(即所有单个施工阶段)的影响可能很大,因此应该考虑到这一点,以避免计算中出现错误。 在“RFEM 6 中考虑施工阶段”的知识库文章中对 CSA 模块进行了概述。
因此,在施工过程完成后即可获得结构的最终状态;即所有施工阶段。 对于某些结构,施工过程(即所有单个施工阶段)的影响可能很大,因此应该考虑到这一点,以避免计算中出现错误。 在“RFEM 6 中考虑施工阶段”的知识库文章中对 CSA 模块进行了概述。
固有振动的计算和反应谱分析总是在线性系统上进行。 如果系统中存在非线性,则将它们线性化,因此不予考虑。 例如可以是受拉杆件、非线性支座或非线性铰。 本文的目的是说明如何在动力分析中处理这些问题。
模态相关系数是线性稳定性分析的结果,它定性地描述了单个杆件在特定本征模态中的参与程度。
在冷弯型钢设计中通常需要自定义截面。 在 RFEM 6 中,可以使用库中提供的“薄壁”截面之一来创建自定义截面。 对于其他 14 种可用冷弯形状中不满足的截面,可以从独立程序 RSECTION 中创建和导入截面。 关于在 RFEM 6 中进行 AISI 钢结构设计的一般信息,请参见页尾的知识库文章。
普通异心支撑框架 (OCBF) 和特殊异心支撑框架 (SCBF) 可以在 RFEM 6 的钢结构设计模块中进行设计。 按照 AISC 341-16 和 341-22,抗震设计结果分为两部分: 杆件要求和连接要求。
加拿大国家建筑规范 (NBC) 2020 第 4.1.8.7 条对地震分析方法进行了明确的规定。 更高级的方法,即第 4.1.8.12 条中的动力分析程序,适用于所有结构类型,但不满足 4.1.8.7 中规定的标准。 更简单的方法,即第 4.1.8.11 条中的等效静力法(ESFP),可用于所有其他结构。
Steel Joist Institute (SJI) 之前开发了虚拟托梁表,用于估算开腹钢托梁的截面属性。 这些虚拟托梁截面的特征是等效的宽翼缘梁,它们非常接近托梁的弦面积、有效惯性矩和重量。 在 RFEM 和 RSTAB 截面数据库中也提供了虚拟托梁。
如果计算规则的结构,输入通常并不复杂,但非常耗时。 输入的自动化可以节省宝贵的时间。 本例中的任务是将房屋的楼层视为独立的施工阶段。 必须使用 C# 程序输入,这样用户就不必手动输入各个楼层的元素。
对于大跨度的建筑工程,板梁是一种经济的选择。 截面为工字钢的钢板梁和两块腹板分别采用深腹板和薄腹板来满足其受剪承载力和翼缘间距。 由于其高厚比 (h/tw ) 很大,所以可能需要设置横向加劲肋来加固细长腹板。
使用 RFEM 6 中的钢结构设计模块现在可以根据 AISC 341-16 和 AISC 341-22 进行抗震设计。 当前抗震系统(SFRS)有五种类型。
为了评估在动力计算中是否也必须考虑二阶效应分析,在 EN 1998-1 中第 2.2.2 和 4.4.2.2 节中规定了层间位移的灵敏度系数 θ。 可以使用RFEM 6和RSTAB 9进行计算。
在 RFEM 6 的钢结构设计模块中提供了三种类型的弯矩框架(普通、中间和特殊)。 按照 AISC 341-16 进行抗震设计结果,分为两部分: 杆件要求和连接要求。