用户使用手册 RFEM 6 / RSTAB 9 | 铝合金结构设计

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2023-12-04

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概览

铝合金结构设计模块

设计规范

几何建模

结果输出

文档

有效长度

在进行稳定性分析时，必须要先定义有效长度，然后才能确定稳定性失效的临界荷载。

在为要计算的对象分配一个屈曲长度后，在稳定性设计中会考虑为此对象所做的设置和屈曲长度。如果未定义有效长度，但激活了稳定性分析，则会显示一条警告（另见结果表错误和警告）。

基本

在'基本'选项卡中，您可以进行基本的设定。输入有效长度系数，并在节点支座和有效长度选项卡中定义要考虑的节点支座。输入选项是根据所选的设计规范进行调整的，所以不是所有的选项都可用。在模型的基本数据中选择设计规范；另见Standards I。

“新建有效长度”对话框

定义类型

使用相应复选框来指定对杆件或杆件集检查哪些形式的稳定性破坏。在压应力作用下，绕强轴或短轴的弯曲屈曲以及扭转屈曲至关重要。对于有压荷载的非对称截面，纯压荷载作用下的弯扭屈曲作为弯曲屈曲和扭转屈曲的组合进行验算。

激活选项'弯扭屈曲'可以计算弯应力下的弯扭屈曲。根据所选的设计规范，计算弯扭屈曲弹性临界弯矩 M_cr有不同的方法。

信息

如果停用一个失效形式，那么输入掩膜将会减小，并且在设计中将不再检查该失效形式。

屈曲轴

通常，必须检查绕 ' 轴 y/u 和 z/v' 的屈曲行为。对于非对称截面，除了轴 u 和 v 外，可能还需要考虑绕 ' 轴 y 和 z' 的弯曲屈曲。这种特殊情况对例如格构式塔架的角形截面设计非常重要。

角度的主轴 u/v 和输入轴 y/z

杆件类型

一些设计规范在稳定性分析中对不同的结构类型进行了区分。根据所选标准，在该截面中可以将杆件分类为悬臂或两侧支撑的梁。

屈曲系数类型

美国的设计规范对有效长度系数的理论值和推荐值进行了区分。根据选择调整有效长度系数，例如可以定义为在一侧夹紧的杆件的模板。

选项

勾选'从稳定性分析导入'复选框，可以基于屈曲形状应用屈曲长度系数。在附加选项卡中输入相应的输入项'从稳定性分析导入'（见图）。只有激活了结构稳定性分析模块，该选项才可用。

节点支座和有效长度

“新建有效长度”对话框，定义节点支座和有效长度

节点支座

通过输入节点支座，可以定义弯扭屈曲分析的边界条件。节点支座还可以将杆件或杆件集分段。

信息

默认设置始终是在始端和末端节点设置叉形支座。节点支座不是自动从主模型导入的；在大多数情况下需要手动调整。

要定义支座，您可以从左侧列中的列表中选择典型变量，或者激活单元格中的按钮（固定支座）或停用（无支座）。

选择约束类型

除了固定或松动支座外，某些方向的弹簧参数也是可以的。为此请使用单元格上下文菜单。您可以在节点支座部分中输入弹簧刚度。

选择支座弹簧

重要

只有在使用特征值求解器计算临界弯扭屈曲弯矩时才会考虑支座的弹簧特性。弯曲和扭转屈曲的承载能力是专门根据计算的。

您可以定义始端、末端和中间节点的支座条件。杆件集中的杆件之间的标准节点和杆件'上的'节点被视为中间节点（参见 RFEM 手册中的章节节点）。

中间节点的定义不是根据节点编号，而是根据杆件上的顺序： .1 表示杆件始端的第一个中间节点，.2 表示第二个中间节点，以此类推。因此，是基于杆件始端考虑的，并且忽略多余的条目或节点。

信息

buckle 长度应理解为以下类型：也可以将它们分配给几种不同类型的杆件和杆件集。段和中间节点总是从杆件始端计算。

按钮会在所选线的上方插入一个新的中间节点。要删除中间节点，请选择线，然后点击按钮。在表的上下文菜单中还提供了编辑行的选项。
使用左侧按钮可以选择模型中的一根杆件或多杆件，该杆件集上的中间节点数量将自动传递到表格中。如果有效长度已经分配给一根杆件或多杆杆件，则可以使用右侧按钮选择一个节点。在节点支座表中，会自动选择关联的临时存储设施所在的行（如果有的话）。

信息

如果您已经为一根或多根杆件分配了有效长度，则可以在对话框图形中使用按钮检查支座。

有效长度系数

表格'有效长度系数'会根据节点支座的数量进行调整。如果没有定义中间节点，则只有一个'段'。对于不同的失效模式，用户可以通过加长或缩短有效长度来使该段的有效长度系数适应边界条件。

信息

每种失效模式的默认屈曲长度系数为 1.0。有效长度系数不会自动从主模型或节点支座中继承；在大多数情况下需要手动调整。

对于不同的失效情况，中间节点的支座将杆件或杆件集分成几个段：

对于“z/v 方向”支座绕强轴屈曲的长度除以系数 k_y/u 。
支座 'in y/u' 绕支座弱轴屈曲的长度除以系数 k_z/v
绕 x' 的约束 ' 等于扭转屈曲长度除以系数_kw

如果在表格 ' 节点支座 ' 中没有相应的中间支座，则箭头表示截面有效长度系数。您可以在表格行中定义单个管段的有效长度系数，从而调整截面的有效长度。对于典型情况，您可以从单元格的上下文菜单中使用预定义的值。

“新建有效长度”对话框，选择有效长度系数

用于计算该管段中某个点的失效模式的屈曲长度由杆段长度乘以相应的屈曲长度系数得出。

L_{cr} = k \cdot L

L_cr	有效长度
k	有效长度系数
l	杆件长度

有效长度和有效长度系数

也可以为有效长度指定绝对值。请注意，这些值适用于所有分配的对象。与使用有效长度系数不同，不会对段的实际长度进行相对调整。因此，比起输入有效长度的绝对值，我们更倾向于通过有效长度系数进行定义。

使用特征值求解器验证弯扭屈曲时，始终考虑对象及其相应支座的总长度。该程序根据具有 4 个自由度 (φ_x, φ_z, u_y, ω) 和定义的节点支座的内部等效杆件模型来确定临界弯扭屈曲弯矩 M_cr 。如果您选择了自定义 M_{cr 选项，那么您可以为每一段输入 M cr}_的值。用于路段内的所有验证点。