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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。
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。
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.
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。
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。
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。
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。