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。
转到说明视频在“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
- 高承载能力:预应力螺栓可以传递很大的力。
- 低变形:将连接变形降到最低。
- 疲劳强度:
- 易于安装:它们相对容易安装和拆卸。
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。
说明性视频: 计算初始刚度 Sj,ini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。
转到说明视频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:
- 检查最小间距
- 单个螺钉的承载力
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)。
- 铰接设计
- 连接杆件的双向倾角(例如椽木节点)
- “只有主杆件”类型时,一个节点上连接任意数量的杆件
- 螺杆直径 6 mm ~ 12 mm
- 自动检查最小螺栓间距
- 可选任意螺钉间距定义
- 从 RFEM/RSTAB 传递偏心
- 横向或平行螺旋布置
- 一行中最多可以定义 16 个螺钉
- 在附加模块和 RFEM/RSTAB 中图形可视化连接节点
- 可以进行所有必要的设计计算
附加模块RF-/DYNAM Pro - 强迫振动模块中包含了两种非线性分析方法,
可以输入瞬态、周期或时间的函数力-时间曲线。 “动荷载工况将时程曲线图与静力荷载工况相结合,具有高度的灵活性。 此外,还可以在动力荷载工况中为计算、结构阻尼和导出选项定义时间步长。
- 非线性杆件类型,例如拉杆、压杆以及索结构
- 杆件非线性,例如在受拉和受压时失效、撕裂、滑移屈服等
- 支座非线性,例如失效、摩擦,图示和部分作用
- 铰的非线性,例如摩擦、部分作用、图示以及在内力为正值或者负值情况下的终止
- 用户可以直接定义加速度时程曲线方程或者在表格中定义加速度时程曲线或简谐荷载。
- 时程曲线与 RFEM/RSTAB 荷载工况或组合的结合(可以定义节点、杆件和面荷载,以及随时间变化的自由和生成荷载)
- 与多个相互不相关的激振荷载进行组合
- 非线性时程分析通过非线性Newmark 隐式分析 (仅 RFEM) 或者显式分析实现
- 结构阻尼使用 Rayleigh 阻尼系数或 Lehr's 阻尼
- 由荷载工况或者荷载组合直接导入初始变形(仅 RSTAB)
- 刚度调整作为初始条件;例如,轴力影响,停用的杆件(仅 RSTAB)
- 显示时程曲线的计算结果图形
- 导出用户定义的时间步的计算结果或包络图
- 通过单元、截面、圆弧和点单元创建截面
- 可扩展数据库,包括材料特性、屈服强度和极限应力
- 开口、闭口或非连接截面的截面属性
- 由不同材料组成的截面的有效属性
- 确定角焊缝的焊缝应力
- 应力分析,包括一次和二次扭矩
- 检查 C/T 比值
- 有效截面按照
- EN 1993-1-5(包括按照 4.5 节设置纵向加劲板屈曲计算)
-
EN 1993-1-3
-
EN 1999-1-1
-
DIN 18800-2
- 截面分类按照
-
EN 1993-1-1
-
EN 1999-1-1
-
- 用于导入和导出表格的 MS Excel 接口
- 打印报告
所有结果都可以通过数值和图形方式进行分析,并且可视化。 选择功能有助于目标评估。
打印报告按照高标准的 RFEM 和 rstab/rstab-9/what-is-rstab RSTAB. 更改会被自动更新。
SHAPE-THIN 计算所有重要的截面属性,包括塑性极限内力。 重叠区域设置得贴近实际。 如果截面由不同的材料组成,则 SHAPE-THIN 会确定相对于参照材料的有效截面属性。
除了弹性应力分析外,您还可以对任意截面形状进行包括内力相互作用在内的塑性设计。 塑性相互作用设计按照单纯形法进行。 可以根据 Tresca 和 von Mises 来选择屈服假设。
SHAPE-THIN 按照 EN 1993-1-1 和 EN 1999-1-1 进行截面分类。 对于截面类别 4 的型钢截面,程序根据 EN 1993-1-1 和 EN 1993-1-5 确定未加劲或加劲板件的有效宽度。 对于截面类别 4 的铝型材截面,程序会根据 EN 1999-1-1 来计算有效厚度。
SHAPE‑THIN 还可以选择根据 DIN 18800 的弹性-弹性、弹性-塑性或塑性-塑性法来检查 c/t 极限值。 同一方向连接的单元的 c/t 区域会被自动识别。
SHAPE-THIN 的截面库中包含大量的轧制截面和参数化截面, 它们之间可以相互组合或通过新建单元进行补充。 此外还可以创建由不同材料组成的截面。
提供的图形工具和功能可以让您按 CAD 程序中常用的方法来创建复杂的截面形状。 图形输入支持设置点单元、角焊缝、圆弧、参数化矩形和圆形截面、椭圆、椭圆弧、抛物线、双曲线、样条曲线 和 NURBS。 或者导入 DXF 文件用于进一步建模, 也可以使用辅助线进行建模。
此外,您还可以使用参数化输入法建模,通过改变特定的变量来输入模型和荷载数据。
单元可以通过图形方式进行划分或添加到其他对象上。 SHAPE-THIN 会自动划分单元,并通过引入虚单元提供不间断的剪力流。 对于虚单元,可以指定一个厚度来传递剪力。
使用 SHAPE-THIN 可以计算任意开口、闭口、组合或非连接截面的截面属性和应力。
- 截面属性
- 截面面积 A
- 剪切面积 Ay 、Az 、Au和 Av
- 重心位置 yS、zS
- 区域 2 的弯矩 度 Iy 、Iz 、Iyz 、Iu 、Iv 、Ip 、Ip,M
- 回转半径 iy, iz, iyz, iu, iv, ip, ip,M
- 主轴倾角 α
- 截面重量 G
- 截面周长 U
- 抗扭面积常数 度 IT, IT,St.Venant, IT,Bredt, IT,s
- 剪切中心位置 yM、zM
- 侧向约束的翘曲常数 Iω,S 、 Iω,M或 Iω,D
- 截面模量 Sy 、Sz 、Su 、Sv 、Sω,M和位置
- 截面范围 ru 、rv 、rM,u 、rM,v
- 折减系数 λM
- 塑性截面属性
- 轴力 Npl,d
- 剪力 Vpl,y,d 、Vpl,z,d 、Vpl,u,d 、Vpl,v,d
- 弯矩 Mpl,y,d, Mpl,z,d, Mpl,u,d, Mpl,v,d
- 截面模量 Zy 、Zz 、Zu 、Zv
- 剪切面积 Apl,y 、 Apl,z 、 Apl,u 、 Apl,v
- 面平分轴 fu 、 fv 、
- 显示惯性椭圆
- 静矩
- 截面一阶弯矩 Qu 、Qv 、Qy 、Qz以及极值的位置和剪力流定义
- 翘曲坐标 ωM
- 翘曲面积 (翘曲面积) Sω,M
- 闭合截面的单元面积 Am
- 应力
- 由轴力、弯矩和翘曲双向弯矩产生的正应力 σx
- 由剪力以及一次和二次扭矩产生的剪应力 τ
- 剪应力的等效应力 σv 及可自定义系数
- 应力比,与极限应力相关
- 单元边缘或中心线的应力
- 角焊缝的焊缝应力
- 剪力墙截面
- 非连接截面的截面属性(高层建筑核心筒、组合截面)
- 由弯矩和扭矩引起的剪力墙剪力
- 验算塑性承载力并确定放大系数 αpl
- 按照DIN 18800,按照设计方法el-el,el-pl或pl-pl检查c/t比
首先,显示各个荷载工况、荷载组合或结果组合的连接连接的主导设计验算。 此外,还可以分别显示多杆件、面、截面、杆件、节点和节点支座的结果。
- 您可以使用筛选来进一步减少显示的结果,以便于更清楚地展示它们。
首先,需要选择节点类型、设计规范以及钢板和钢销的材料。 对于按照EN 1995-1-1的设计,您可以选择施福瑞特的榫卯系统 FS-T。 程序会根据制造商的技术许可自动确定相应的材料。
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。 同时,用户也可以手动定义连接。
- 也可以导入从 RFEM/RSTAB 导入的荷载,或者手动定义节点时输入的荷载。 几何尺寸窗口中包括了钢板尺寸和紧固件布置。
在选择了设计荷载和规范后,您可以在窗口 1.2 极限参数中定义极限荷载。 除了极限库中列出的制造商外,还可以添加用户自定义的条目。
在选择了所有设计的限制元素后,您可以选择定义荷载持续时间等级(LDC)。 但是只有在按照欧洲规范 EN 1995-1-1 或者 DIN 1052 设计木结构时有该模块窗口。
计算完成后,在附加模块 RF‑/JOINTS Timber - Steel to Timber 中会列出所有杆件的连接刚度等。 显示下列验算结果:
- 检查最小间距
- 单个紧固件承载力
- 钢板(承载能力和应力按照规范 EC 3 和 AISC)
- 折减木材截面的应力分析
- 块体剪切破坏
- 总承载力(包括确定刚度,按照欧洲规范 EC 5 进行横向抗拉验算等)
- 抗火设计按照规范 EN 1995-1-2
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。 在 RF-/JOINTS Timber - Steel to Timber 或 RFEM/RSTAB 模型中的连接可以被可视化。
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。
- 计算铰接、刚性和半刚性节点连接
- 最大可以定义包含5个开口连接钢板
- 单个节点连接位置可以最大设置连接8个杆件
- 钢板厚度 5 mm – 40 mm
- 全部紧固件尺寸
- 自动检查紧固件最小间距
- 用户可以选择任意定义紧固件间距
- 定义非对称紧固件布置(例如任意多边形)
- 在附加模块和 RFEM/RSTAB 中图形可视化连接节点
- 全部需要的钢结构和木结构验算,包括截面属性
- 横向抗拉加固件验算按照 EN 1995-1-1
- 导出杆件的偏心距到RSTAB中,并可以在计算内力时考虑偏心距的影响
- 选择设置钢销的长度小于截面宽度(当使用塞板时)
- 节点尺寸的 DXF 导出
- 抗火设计按照规范 EN 1995-1-2
- 杆件端部、杆件、节点支座、节点和面的设计
- 考虑定义的设计范围
- 检查截面尺寸
- 设计按照 EN 1995-1-1(欧洲木结构规范)以及相应的国家附录+ DIN 1052 + DSTV DIN EN 1993-1-8 + ANSI/AWC - NDS 2015(美国规范)
- 可以设计各种材料,例如钢材、混凝土等
- 无需绑定特定规范
- 可扩展的数据库,包括木结构紧固件(SIHGA、Sherpa、WÜRTH、Simpson StrongTie、KNAPP、PITZL)和钢结构紧固件(按照欧洲规范 3 钢结构标准化连接、M-connect、PFEIFER、TG-Technik)
- 数据库中提供 STEICO 和 Metsä Wood 公司的木结构梁的极限承载力
- 连接到 MS Excel
- 优化连接构件(计算利用率最高的构件)