在混凝土设计模块中,可以按照欧洲规范 EC 8 对钢筋混凝土杆件进行抗震设计。 其中包括以下功能:
- 抗震设计配置
- 延性等级 DCL、DCM、DCH 的区别
- 从动力分析传递行为系数的选项
- 检查性能系数的限值
- 能力设计 "强柱-弱梁"
- 弯曲延性系数的详细说明和特殊规则
- 局部延性的细化和特殊规则
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。
- 考虑钢结构塑性标准铰(FEMA 356,EN 1998-3)和材料的非线性行为(砌体结构、钢结构 - 双线性、用户自定义工作曲线)
- 直接从荷载工况或组合中导入质量,以便施加恒定的竖向荷载
- 用户定义的考虑水平荷载(振型或沿质量高度方向均匀分布的荷载)
- 确定计算的极限准则的 Pushover 曲线(倒塌或变形极限)
- 将 Pushover 曲线转换为承载力谱(ADRS 格式,单自由度体系)
- 承载力谱按照规范 EN 1998‑1:2010 + A1:2013 双线性化处理
- 将应用的反应谱转换为所需的反应谱(格式 ADRS)
- 按照 EC 8 确定目标位移(N2 法按照 Fahfar 2000)
- 输出容量和所需谱的图形比较
- 以图形方式评估预定义塑性铰的验收标准
- 显示目标位移迭代计算中所用值的结果
- 不同荷载水平下全部结构分析结果的访问权限
在计算过程中,水平荷载会以荷载增量的形式增加。 对每个荷载步都进行静力非线性分析,直到达到指定的极限条件。
Pushover 分析的结果是广泛的。 一方面,对结构进行变形行为分析。 这可以通过系统的力-变形曲线(承载力曲线)来表示。 另一方面,在 ADRS(加速度-位移反应谱)对话框中可以显示反应谱效应。 根据这两个结果,程序会自动确定目标位移。 计算过程可以通过图形和表格方式进行评估。
然后可以以图形方式对各个验收准则进行评估和评估(目标位移步,以及所有其他荷载步)。 对于单独的荷载步,静力分析的结果也可以显示。
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。
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。
转到说明视频在 RFEM 6 中可以找到按照最新的 CISC 手册(第 12 版)的新截面。 截面列在标准化库中。 在过滤器中,地区选择“加拿大”,标准选择“CISC 12”。 或者,也可以在对话框底部的搜索框中直接输入截面名称。
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。
- 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