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,iniPushover 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。
转到说明视频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:
- 将振型向量 uj 值调至 1(只考虑平移分量)
- 选择特征向量的最大平移分量并将其设为 1
- 考虑整个特征向量(包括转动分量),选择最大值并设为 1
- 将每个振型的模态质量 mi 设为 1 kg
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。
- 自动考虑结构自重的质量
- 直接导入荷载工况或荷载组合中的质量
- 可以在荷载工况中直接定义附加质量(节点、线或面质量,以及惯性质量)
- 可选忽略质量(例如基础质量)
- 不同荷载工况和荷载组合中的质量组合
- 为各种规范预设组合系数(EC 8、SIA 261、ASCE 7...)
- 可选导入初始状态(例如考虑预应力和缺陷)
- 考虑结构调整
- 考虑失效的支座或杆件/面/实体
- 定义多个模态分析(例如分析不同的质量或刚度调整)
- 选择质量矩阵类型(对角矩阵、一致矩阵、单位矩阵),并且可以自定义平移和转动自由度
- 确定模态振型数量的方法(用户自定义、自动 - 达到有效模态质量系数,自动 - 达到最大自振频率 - 仅在 RSTAB 中可用)
- 计算节点或有限元网格节点的振型和质量
- 特征值、角频率、自振频率和周期的结果
- 模态质量、有效模态质量、模态质量系数和参与系数的输出
- 网格点中质量的表格和图形输出
- 图形显示和动画显示振型
- 多种按比例显示振型的功能
- 计算结果在打印报告中的数值和图形说明
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:
- 特征多项式的根
- Lanczos 方法
- 子空间迭代
RSTAB 内置有以下两种特征值求解器:
- 子空间迭代
- 转换反幂法
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。
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
由于RF-/DYNAM Pro在RFEM或RSTAB中集成,您可以将RF-/DYNAM Pro - 非线性时程曲线的数值和图形结果合并到全局报告中。 此外,所有的 RFEM 和 RSTAB 选件都可用于图形可视化。时程分析的结果可以显示在时程曲线图中。
结果显示为时间的函数,数值可以导出到 MS Excel。可以导出结果组合,或者作为单个时间步的结果组合,或者作为过滤掉所有时间步中最不利的结果。
在 RFEM 中计算
使用隐式 Newmark 分析或显式分析进行非线性时程分析。 两者都是时间直接积分方法。 隐式分析只需要很小的时间步,就可以提供精确的结果。 显式分析会自动确定所需的时间步,以确保解的稳定性。 显式分析适用于短时间激振,例如脉冲激振或爆炸激振。
RSTAB 中的计算
使用显式分析方法进行非线性时程分析。 这是一种直接的时间积分方法,并且会自动确定所需的时间步,以提供解决方案的稳定性。