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
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。
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{%! ]]。
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。
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。
在 RFEM 6 中可以找到按照 AISI S100-16/CSA S136-16 进行冷弯型钢杆件设计的软件。 在“钢结构设计”模块中选择“AISC 360”或“CSA S16”作为标准结构,即可进行设计。 然后自动选择“AISI S100”或“CSA S136”进行冷弯成型设计。
RFEM 使用直接强度法 (DSM) 计算杆件的弹性屈曲荷载。 直接强度法提供了两种类型的解决方案,即数值(Finite Strip Method)和解析(规范)。 FSM 特征曲线和屈曲形状可以在截面下查看。
现在用户可以对整个结构体系进行翘曲扭转计算。 因此,可以考虑额外的 第七个自由度。 自动考虑连接结构构件的刚度。 这意味着,您不需要为分离的体系定义等效的弹簧刚度或约束条件。
然后您可以在设计模块中使用考虑翘曲扭转计算的内力。 根据材料和所选规范考虑翘曲双力矩和次扭矩。 典型的应用是根据二阶效应理论考虑缺陷的钢结构稳定性分析。
您知道吗? 不仅适用于薄壁型钢截面。 例如可以用于计算实木截面梁的理想倾覆弯矩。
- 符合不同规范的反应谱
- 执行以下规范规范:
-
EN 1998-1:2010 + A1:2013(欧盟)
-
DIN 4149:1981-04(德国)
-
DIN 4149:2005-04(德国)
-
IBC 2000(美国)
-
IBC 2009-ASCE/SEI 7-05(美国)
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IBC 2012/15 - ASCE/SEI 7-10(美国)
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IBC 2018 - ASCE/SEI 7-16(美国)
-
ÖNORM B 4015:2007-02(奥地利)
-
NTC 2018(意大利)
-
NCSE-02(西班牙)
-
SIA 261/1:2003(瑞士)
-
SIA 261/1:2014(瑞士)
-
SIA 261/1: 2020(瑞士)
-
OG 23089 + OG 23390(土耳其)
-
SANS 10160-4 2010(南非)
-
SBC 301:2007(沙特阿拉伯)
-
GB 50011 - 2001(中国)
-
GB 50011 - 2010(中国)
-
NBC 2015(加拿大)
-
DTR BC 2-48 (阿尔及利亚)
-
DTR RPA99(阿尔及利亚)
-
CFE Sismo 08(墨西哥)
-
CIRSOC 103(阿根廷)
-
NSR - 10(哥伦比亚)
-
IS 1893:2002(印度)
-
AS1170.4(澳大利亚)
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NCh 433 1996(智利)
-
- 提供以下 EN 1998-1 国家附录:
-
DIN EN 1998-1/NA:2011-01(德国)
-
ÖNORM EN 1991-1-1:2011-09(奥地利)
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NBN - ENV 1998-1-1: 2002 NAD-E/N/F(比利时)
-
ČSN EN 1998-1/NA:2007(捷克)
-
NF EN 1998-1-1/NA:2014-09(法国)
-
UNI-EN 1991-1-1/NA:2007(意大利)
-
NP EN 1998-1/NA:2009(葡萄牙)
-
SR EN 1998-1/NA:2004(罗马尼亚)
-
STN EN 1998-1/NA:2008(斯洛伐克)
-
SIST EN 1998-1:2005/A101:2006(斯洛文尼亚)
-
EN 1998-1/NA:2004 (塞浦路斯)
-
NA - BS EN 1998-1:2004:2008(英国)
- NS-EN 1998-1:2004 + A1:2013/NA:2014 (挪威)
-
- 用户定义的反应谱
- 方向相关反应谱法
- 反应谱中相关的模态可以手动或自动选择 (适用规范 EC 8 中的 5%)
- 生成的等效静荷载可以导出到荷载工况中,分别对每个振型分量和每个方向
- Result combinations by modal superposition (SRSS and CQC rule) and direction superposition (SRSS or 100%/30% rule)
- 可以显示基于主特征模态的结果的符号
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,
- 计算杆件单元时考虑 7 个局部变形方向 (ux、uy、 uz、φx、φy、φz、ω) 和 8 个内力 (N、Vu、Vv、Mt,pri、Mt,sec、Mu、Mv、Mω)
- 可与一阶(几何线性)、二阶(二阶效应) 大变形理论分析(可以考虑缺陷)
- 可与稳定性分析模块“结构稳定性”结合使用,计算例如扭转屈曲和弯扭屈曲的临界荷载系数和屈曲模态
- 计算工字钢截面时将端板和横向加劲肋作为翘曲弹簧考虑,自动确定并图形显示翘曲弹簧刚度
- 图形显示杆件的截面翘曲
- 完全集成到 RFEM 和 RSTAB 中
- 多个规范的反应谱(ASCE 7-16、NBC 2015 等)
- 用户自定义或加速度时间曲线生成的反应谱
- 方向相关反应谱法
- 手动或自动选择反应谱的相关振型(适用 EC 8 的 5% 规则)
- 结果组合按照振型叠加(SRSS 或 CQC 方法)和方向叠加(SRSS 或 100% / 30% 方法)
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。
在 RF-/STEEL EC3 和 RF-/STEEL EC3 中以通常的方式显示翘曲扭转分析的结果。 在相应的结果窗口中可以查看翘曲和扭转的临界值、内力和摘要。
使用图形方式显示振型(包括翘曲模态)可以更真实地评估屈曲行为。
计算完成后,程序会列出材料的特征值、固有频率和周期。 这些结果窗口都集成在主软件 RFEM/RSTAB 中。 结构的振型包含在表格中,可以通过图形或动画方式显示。
所有的结果表格和图形都包含在 RFEM/RSTAB 计算书中。 因此可以确保文档内容排列清晰。 此外,可以将表格导出到 MS Excel。
- 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
在对话框中例如需要计算固有频率所需的全部质量形状和特征值求解器等数据。
附加模块 RF-/DYNAM Pro - 固有振动可以计算结构的最小特征值。 用户可以在下拉菜单中选择输入振型的数目。 质量可以从荷载工况或者荷载组合中直接导入(可以选择考虑总质量或者一个荷载在重力方向上的质量)。
可以在节点、线、杆件或面的节点处手动定义附加质量。 此外,可以通过导入轴力或荷载工况或组合的刚度调整来控制刚度矩阵。
- 您可以在模型基本数据的模块选项卡中激活或停用翘曲扭转。
- 激活模块后,RFEM 中的导航器、表格和对话框中会增加一些新的条目。
- 用户定义的时程曲线可与荷载工况或荷载组合进行组合(节点、杆件和面荷载以及自由和生成荷载可以是随时间变化的函数)
- 与多个相互不相关的激振荷载进行组合
- 集成了大量的地震记录曲线数据库(加速度曲线)
- 时程分析方法中使用 Newmark 隐式分析或者振型分析方法
- 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
- 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
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。
用户可以使用等效荷载分析计算生成荷载工况和结果组合。 荷载工况包括生成的等效荷载,然后在结果组合中进行叠加。 首先,将振型贡献按照 SRSS 或 CQC 准则进行叠加。 可以基于主振型得到带符号的结果。
然后,地震作用方向分量通过 SRSS 组合或 100%/30% 规则进行组合。
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。
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。
由于 RF-/RSTAB 中集成了 RF-/DYNAM Pro,您可以将 RF-/DYNAM Pro – 强迫振动的数值和图形结果合并到全局打印报告中。 此外,所有 RFEM 选项都可用于图形可视化。
时程分析的结果会显示在时程显示器上。 所有结果都显示为时间的函数。 可以将计算得出的数值导出到 MS Excel 中。
对于时程分析,用户可以导出单个时间步的结果,也可以过滤所有时间步中最不利的结果。
由反应谱分析法生成结果组合。 在结构内部,结合了振型地震作用和地震作用方向分量。
用户可以输入反应谱、加速度或时程曲线。 在动力荷载工况中定义了反应谱效应的位置和方向以及加速度时间或力-时间激励。
时程图与静力荷载工况相结合具有很大的灵活性。 对于时程分析,初始变形可以导入任意荷载工况或者荷载组合。
所选规范的相关输入参数,程序会根据规范提出建议。 也可以手动输入反应谱。 动力荷载工况定义了反应谱效应的一个方向和与分析相关的结构特征值。
- 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
RF-DYNAM Pro - 固有振动模块提供了四个强大的特征值求解器:*特征多项式的根
- Lanczos 方法
- 子空间迭代
- ICG 迭代方法(基于共轭梯度的迭代)
DYNAM Pro —— 固有振动(RSTAB-模块)包含有2个功能强大的特征值求解器:
- 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。
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。
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。 导出的静力荷载工况可以在 RFEM/RSTAB 中进行线性静力分析。
时程分析可以通过振型分析或 Newmark 隐式分析来完成。 该附加模块只支持对线性方程组的时程分析。 在模态分析方法中虽然速度很快,但是为确保结果的准确性,需要使用一定数量的特征值。
Newmark 隐分析是一种非常精确的方法,与使用的特征值的数量无关,但是需要足够小的时间步长。 对于反应谱分析,程序内部会计算等效静荷载。 然后进行一阶分析。