结构分析软件 RFEM 6 是模块化软件家族的基础部分。 主程序 RFEM 6 用于定义结构、材料以及平面或空间的板、墙、壳和杆件结构等的荷载作用。 同时还可以创建混合结构、实体单元和接触单元。
RSTAB 9 是一款功能强大的三维梁、框架或桁架结构分析与设计软件,反映了当前的最新技术水平,可帮助结构工程师满足现代土木工程的要求。
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模块“钢结构节点”的并提供了通过焊缝连接圆形空心型钢的选项。
用户可使用该功能对管桁架节点进行分析。 圆管之间可采用焊缝连接,适用对象例如标准化和薄壁圆管。
模块 Steel Joints (钢结构节点) ,您可以对节点刚度进行分类。
对于选定的内力,除了初始刚度外,还将得出铰接和刚性连接的极限值。 铰接后的结果会在表格中显示为铰接、半刚性和铰接。
在“钢结构节点”模块中,所有组件的计算中都可以考虑螺栓预应力。 可以通过在螺栓设置中的复选框很容易地激活预应力。这会影响应力-应变分析和刚度分析。
预应力螺栓是钢结构中使用的特殊螺栓,用于在连接的结构构件之间产生很大的夹紧力。 该夹紧力在结构构件之间产生摩擦,从而传递力。
功能使用一定的扭矩紧固预应力螺栓,螺栓由此被拉伸并产生一个拉力。 该拉力会传递到连接的组件上,从而产生很大的夹紧力。 该夹紧力防止了连接松动,确保了可靠的力传递。
优势
用于下列结构的设计和计算在 RFEM 中使用“钢结构节点”模块生成的有限元模型计算预应力螺栓。 计算时考虑了夹紧力、构件之间的摩擦力、螺栓的抗剪强度以及构件的承载能力。 梁的设计按照规范 DIN EN 1993-1-8(欧洲规范 3)或者美国规范 ANSI/AISC 360-16 进行。 生成的分析模型和结果可以作为单独的 RFEM 模型保存和使用。
初始刚度Sj,ini是决定一个节点是刚性的、非刚性的还是铰接的。
在“钢结构节点”模块中,可以按照欧洲规范(EN 1993-1-8 部分 5.2.2)和美国规范 (AISC 360-16 Cl. E3.4) 与内力 N、My 和/或 Mz的关系。
通过选择自动传递初始刚度,可以在 RFEM 中将杆件末端铰接刚度直接传递。 然后重新计算整个结构,并且在连接模型设计中自动采用由此产生的内力作为荷载。
这种自动迭代过程无需手动导出和导入数据,从而减少了工作量并将可能的错误来源减到最少。
Pushover 分析属于荷载组合中新定义的分析类型。 在这里您可以选择荷载水平分布和方向、选择恒定荷载、为计算目标位移选择所需的反应谱,以及为 Pushover 分析量身定制的 Pushover 设置。
在 Pushover 分析设置中,可以修改水平荷载的增量,并指定分析的停止条件。 此外在迭代确定目标位移时可以很容易地调整精度。
使用“钢结构节点”模块,您可以进行组合截面构件连接节点设计。 此外,您还可以对 RFEM 库中几乎所有的薄壁截面构件进行节点设计。
在“钢结构节点”模块中,您可以根据美国规范 ANSI/AISC 360-16 进行节点设计。 程序提供两种设计方法,分别是:
您是否已经发现了网格点质量方面的表格输出和图形输出? 是的,这也是 RFEM 6 中模态分析的结果之一。 用户可以在该对话框中检查导入的质量。 可以在“结果”表的“网格点中的质量”选项卡中显示它们。 在表格中显示了以下结果的概览: 质量- 平动方向(mX 、mY 、mZ )、质量-转动方向(mφX 、mφY 、mφZ )和质量总和。 尽快进行图形评估对您来说更好吗? 并且可以图形方式显示网格点上的质量。
在完成模态分析荷载工况的计算后,在程序中会显示其结果。 用户可以立即以图形或动画方式查看第一振型。 并轻松将振型调整为标准化表示。 用户可以直接在结果导航器中进行相关操作,可以通过以下四个选项来显示振型:
关于振型标准化的详细说明请参见在线手册{%! ]]。
除了静荷载外,是否还需要考虑其他荷载作为质量? 程序允许对节点、杆件、线和面荷载进行计算。 用户可以在定义荷载类型时选择质量荷载类型。 定义一个或多个 X、Y、Z 方向上的质量分量。 对于节点质量,还可以指定指定 X、Y 和 Z 轴的惯性矩,以便模拟更复杂的质量点。
通常需要忽略质量。 当将模态分析的输出用于地震分析时,尤其如此。 为此在计算中需要在每个方向上都有 90% 的振型有效质量。 所有固定的节点和线支座的质量可以忽略不计。 在勾选该质量后,程序会自动为您停用相关质量。
用户可以手动选择在模态分析中忽略其质量的对象。 为了看得更清楚,我们在图中显示的是后者。 设置为用户自定义选项,并且选择分量质量的对象,忽略质量。
定义模态分析荷载工况的输入数据时,可以考虑一个荷载工况,其刚度代表模态分析的初始位置。 你是怎么做到的? 如图所示,在对话框中选择“考虑初始状态”选项。 现在,在“初始状态设置”对话框中选择刚度,为初始状态进行定义。 在该荷载工况中(即考虑的初始状态),考虑在拉杆失效时的刚度。 这样的目的是: 模态分析中考虑该荷载工况的刚度。 因此,您获得了一个非常灵活的系统。
您已经可以在图中看到它: 在定义模态分析荷载工况时,也可以考虑缺陷 可以在模态分析中使用的缺陷类型包括荷载工况中的等效荷载、结构整体初始缺陷表格、静力变形、屈曲模态、动力特征模态和缺陷工况组。
你知道吗? 您可以很容易地在模态分析类型的荷载工况中定义结构调整。 例如,您可以分别调整材料、截面、杆件、面、铰和支座的刚度。 使用这些设计模块可以修改某些设计模块的刚度。 一旦您选择了对象,它们的刚度属性会根据对象类型进行调整。 这样,您可以在不同的选项卡中进行定义。
你想在模态分析中分析对象(例如柱)的失效。 这也是可能的,没有任何问题。 只需切换到结构调整窗口,并停用相关对象,
计算模型振型的数量是您的目标吗? 程序提供了两种方法。 一方面,可以手动定义要计算的最小振型的数量。 模态振型的数量取决于自由度,即自由质量点的数量乘以质量作用的方向数量。 但是,它限于 9999。 用户也可以在该选项卡下设置最大自振频率,程序会根据该设置确定振型,
计算是否完成? 在对话框中可以以图形和表格的形式显示模态分析的结果。 打开模态分析的一个或多个荷载工况的结果表格。 用户可以通过该对话框查看结构的特征振型和自振周期。 此外,还可以清楚地显示有效振型质量、振型质量系数和参与系数。
用户可以通过以下几种方法为模态分析定义质量。 虽然自动考虑自重质量,但是可以在模态分析类型的荷载工况中直接考虑荷载和质量。 您需要更多的选择吗? 选择是考虑全部荷载作为质量、考虑全局 Z 方向上的分量还是只考虑重力方向上的荷载分量。
此外,软件中还提供了另一种导入质量的选项: 手动定义荷载组合,模态分析中考虑的起始质量 您是否选择了设计规范? 然后创建一个组合类型为地震质量的设计状况。 程序会根据首选的设计规范自动计算用于模态分析的质量位置。 换句话说: 程序会根据所选规范中预设的组合系数创建一个荷载组合。 用于模态分析的质量。
Dlubal 结构分析软件可以为您代劳很多。 所选规范相关的输入参数,程序会根据规范给出建议的参数。 用户也可以手动输入反应谱。
反应谱分析类型的荷载工况定义了反应谱作用的方向以及与分析相关的结构特征值。 在反应谱分析设置中,可以定义组合规则、阻尼和零周期加速度(ZPA)。
您知道吗? 程序会根据相关的特征值和激振方向分别生成等效静荷载。 这些荷载被保存在反应谱分析类型的荷载工况中,并且 RFEM/RSTAB 进行一阶分析。
反应谱分析类型的荷载工况包含了生成的等效荷载。 首先,振型贡献必须按照 SRSS 或 CQC 规则进行叠加。 案例 2 中将根据主振型进行计算分析。
然后,地震作用方向分量通过 SRSS 组合或 100%/30% 规则进行组合。
在模态分析设置中,可以输入计算自振频率所需的全部参数。 例如,质量形状和特征值求解器。
“模态分析”模块可以计算结构的最小特征值。 可以调整特征值的数目或自动确定。 因此,要么达到有效振型质量系数,要么达到最大自振频率。 质量是直接从荷载工况和荷载组合中导入的。 用户可以选择考虑整体质量、沿全局 Z 方向的分荷载或只考虑重力方向上的分荷载。
可以在节点、线、杆件或面的位置手动定义附加质量。 此外,您可以通过导入轴力或荷载工况或荷载组合的刚度调整来影响刚度矩阵。
RFEM 中三种功能强大的特征值求解器:
RSTAB 内置有以下两种特征值求解器:
选择特征值的计算方法主要取决于模型的大小。
程序计算完毕后,会列出所有的特征值、自振频率和周期。 这些结果窗口都集成在主软件 RFEM/RSTAB 中。 在表格中可以找到结构的所有振型,也可以选择以图形方式或动画方式显示。
所有的结果表格和图形都包含在 RFEM/RSTAB 计算书中。 这样可以确保文档井井有条。 还可以将表格导出到 MS Excel。
通过集成的模块扩展 RF-/STEEL Warping Torsion 可以在 RF-/STEEL AISC 中按照钢结构设计指导 9 (Design Guide 9) 进行设计。
按照翘曲扭转理论,通过 7 个自由度进行计算,实现了考虑扭转在内的实际稳定性设计。
在 RF-/STEEL AISC 中计算弯扭屈曲临界弯矩,通过特征值求解,它能够确定精确的临界荷载。
特征值求解通过振型图的显示窗口补充,这可以确保检查边界条件。
在 STEEL AISC 中可以在任何位置考虑侧向中间支撑。 例如,仅稳定上翼缘。
此外,还可以分配用户定义的侧向支撑,例如:在截面的任意位置上单个转动弹簧和平移弹簧。
首先,主导的节点设计被分组,并在第一个结果窗口中与节点的基本几何形状一起显示。 在其他结果窗口中可以查看所有基本的计算详细信息。
对连接结构重要的尺寸、材料属性和焊缝会立即显示出来,并可以直接打印。 也可以导出到 DXF 文件。 连接可以在 RF-/JOINTS Timber - Timber to Timber 模块中以及 RFEM/RSTAB 中可视化。
所有图形都可以包含在 RFEM/RSTAB 计算书中或直接打印。 由于是按比例输出,所以在设计阶段就可以对软件进行目测检查。
显示下列验算结果:
首先选择节点类型和设计规范。
连接的杆件是从 RFEM/RSTAB 模型中导入的, 附加模块会自动检查是否满足所有几何条件。
荷载是从 RFEM/RSTAB 自动导入的。 在窗口的几何尺寸中,可以定义螺栓的参数(直径、长度、角度等)。