杆端铰

用户可以通过创建【杆端铰】控制内力在杆件之间的传递。 顾名思义，杆端铰是位于杆件两端的铰，只能布置在杆件的始端和末端，不能布置在杆件内部。

对于一些类型的杆件，程序已经内置了杆端铰： 例如对于桁架类型的杆件，程序将其杆件端部的转动约束完全释放，故桁架端部无法传递弯矩；对于索类型的杆件，程序内置的杆端铰使该类型的杆件端部不能传递弯矩和剪力。 用户无法为这些类型的杆件创建杆端铰， 相应的选项会灰显锁定。

“新建杆件铰”对话框

基本

【基本】选项卡中管理着线铰的各项基本参数。

坐标系

杆端铰的参照坐标系有以下几种选项：

• 杆件局部坐标系 xyz
• 全局坐标系 XYZ
• 用户自定义坐标系 UVW

通常，铰与杆件局部坐标系有关。 部分类型的杆端铰(如剪刀铰)的参照坐标系只能选择全局坐标系或用户自定义坐标系 (见图杆件交叉)。

铰条件

铰条件分为“平移”和“转动”，对应着三个平动自由度和三个转动自由度。 前者描述在局部或全局坐标轴上的位移；后者描述绕这些轴的旋转。

用户可以通过勾选相应的自由度来对杆端的自由度进行完全释放，勾选后杆端将不受限制在该相应的方向上平动或转动。 勾选表示可以在相应的方向进行移动或转动。 其相应的“弹簧常数”将会自动设为零。 您可以随时调整“弹簧常数”来模拟弹性铰。 输入弹簧刚度的设计值。

用户可以在“非线性”下拉菜单中选择各种非线性杆端铰。 根据不同的自由度，在非线性列表中可以选择合适的选项。

选择铰接非线性

如果内力为负/正，则有效

用户可以使用该类型的杆端铰来使杆件端部仅传递负的或正的内力、弯矩。 例如，如果 N' 为正，则 ' 固定的 au_x铰的影响是，杆件末端可以传递拉力（正），而不能传递压力（负）。 轴力为负时该方向上的自由度完全释放，转换为完全铰接。

内力、弯矩的正负符号取决于杆件的局部坐标系。

当您选择不同的非线性时，您可以在对话框中的部分作用中定义参数， 图表， 摩擦 或 {%|#scaffoldingDiagramInnerTubeTab 脚手架图]]选项卡。

选项

参照坐标系为全局坐标系或用户自定义坐标系时，用户可以在对话框该部分下勾选“剪刀铰”。 该类型的杆端铰适用于模拟交叉的连续杆之间的连接。

示例

该类型类似于钢结构框架中的主次梁连接。如果一个节点上连接了四个杆件，杆件分别两两共线。 在一个方向上杆件完全刚接，可以传递各种内力和弯矩； 在另一个方向上，杆件之间只能传递轴力和剪力，无法传递弯矩。

杆件交点使用剪刀铰

为杆件 1、3 或杆件 2、4 分配剪刀铰后， 另一对杆件无法再被分配杆端铰。

部分作用

用户可以选择【部分作用】类型创建非线性杆端铰。(见图选择铰的非线性)。

定义铰的部分作用

用户可以分别定义杆端铰再"正值区域"和"负值区域"的力学性能。 用户可以再“类型”下拉菜单中选择不同的准则定义铰的性能。

• 完全： 该类型的杆端铰完全刚接
• 释放位移/转角后有效： 杆端铰在达到一定位移/转角之前，按照用户定义的完全铰接或半刚性连接正常工作； 超过一定位移/转角后，杆端铰转换为完全刚接。
• 从释放反力/弯矩(扭矩)开始撕裂： 杆端铰在达到一定位移/转角之前，按照用户定义的完全铰接或半刚性连接正常工作； 超过一定位移/转角后，杆端铰转换为完全铰接。
• 从释放反力/弯矩(扭矩)开始屈服： 杆端铰在达到一定位移/转角之前，按照用户定义的完全铰接或半刚性连接正常工作； 超过一定位移/转角后，杆端铰传递的力保持恒定，不再随杆端铰变形增加。
• 弹簧失效： 杆端铰无视用户在该方向上定义的弹簧常数，转换为完全铰接。

以上大部分类型都可以指定“滑移”，即杆端铰在产生一定位移或转角后才开始工作。

图表

用户可以选择【图表】，以图表的形式定义杆端铰的非线性。（见图选择铰的非线性）。

定义杆端铰的非线性

用户可以在图表中输入线铰每个变形对应的力，每一行对应着右侧曲线中的一个点。 在'力'或'弯矩'列中，您可以将位移或转角的横坐标值与关节力或弯矩一起分配。

信息

如果定义点的顺序不正确，您可以使用升序排序。imagefrictionfrictionXTabfrictionYTabfrictionZTab选择铰非线性)。

定义摩擦系数

该类型的杆端铰传递的力与其他方向上的轴力或剪力相关， 根据“基本”选项卡中的选择，摩擦力会相应的取决于一个或两个内力。 该类型的杆端铰传递的力与其他方向上的轴力或剪力关系式如下：

$${\mathrm{P}}_{\mathrm{Gelenk}}=\mathrm{\mu }·{\mathrm{P}}_{\mathrm{Normalkraft}/\mathrm{Querkraft}}$$

铰接摩擦力与内力的关系

">plasticDiagramUXTabpasticDiagramUYTabplasticDiagramUZTabplasticDiagramPYTabplasticDiagramPZTabPushover 分析 非常重要。 对于非线性作用的节点组件的塑性选项，有四个选项（见图 image022586 选择节点非线性 ）：

• 双线性
• 图表
• FEMA 356 | 刚性
• FEMA 356 | 弹性

信息

对于扭转铰 φ_X ，不可能进行塑性铰定义。

定义具有双线性属性的塑性铰

信息

如果连接在负向和正向区域中有不同的属性，请取消选择反度量复选框。

在 '"内力" / "内力"_yield' 与 'δ / δ_yield' 或者 'φ / φ_yield' 中定义塑性区的属性。 M_y/M_{y, flow}的值为 1,27，当超过塑性弯矩时截面开始流动。 如果超过 127% 的塑性承载力，杆件就会失效。

塑性极限内力是根据杆件的截面属性自动确定的。

杆件长度影响塑性铰的刚度计算。 它通常由铰分配的杆件的长度自动识别。 如有必要，您可以为节点指定'自定义杆件长度'。

验收准则

在对话框下部区域中，用户可以定义适用于建筑物安全的验算准则的极限值。 例如 ASCE 规范 FEMA 356 参见 [1 ] 中的表 5-5 中对钢构件进行了规定。 因此，φ/φ_屈服值为 6000 时，只要达到屈服点时的塑性变形大 6 倍，就达到了'生命安全'的临界值。

验算准则的区域也显示在图中。

软件已经默认按照美国规范 FEMA 两种塑性选项中的一种设置。 必要时用户可以通过勾选'自定义'复选框进行调整。

按照 FEMA 356 定义塑性铰

在列表中指定'组件类型'。 主要构件和次要构件的验算准则见 [1] 表格 5-5。

技术文章 RFEM 6 中的塑性铰介绍了如何在 Push-over 分析中使用塑性铰。

提示

杆件内力的验收准则也以彩色显示（见图extbookmark">000481scaffoldingDiagramInnerTubeTabscaffoldingDiagramOuterTubeTab@

脚手架图

通过勾选“铰的非线性属性”，可以在“脚手架图”中选择铰的非线性（见图{%！#image022586“铰非线性选择”）。 用户可以使用内管端模拟两个杆件之间的力学效应。 等效模型通过过压外管传递取决于杆端的压力状况的弯矩，按照形状连接还通过内部短管传递弯矩。

杆端铰的属性可以在 | 内管”和“脚手架截面图 | 外管”选项卡。

定义外管的脚手架图

信息

对于“脚手架 | Nφ_y φ_z " 非线性类型，平动分量 u_x与转动分量 φ_y和 φ_z耦合。

关于相关参数的定义，请参阅对话框的[[]]#diagram 图表]]部分中介绍的选项。

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参考

1. FEMA 356： 建筑物抗震处理的初选标准和评注。 (2000). 位于华盛顿的联邦紧急情况管理署

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• 杆件属性

快速概览

模型

• 3D Viewer | Google
• 3D Viewer | Babylon
• 虚拟现实

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