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2023-12-13

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基本 选项卡中管理着杆件的各项基本参数。 当用户在对话框的“选项”部分中勾选一个复选框时,通常会添加另一个对话框选项卡。 在那里您可以指定详细信息。

杆件类型

杆件类型决定了杆件可以承受何种荷载和特殊属性。 在该列表下可以选择不同的杆件类型。

杆件类型梁可以承受和传递各种类型的内力和弯矩。 默认梁的两端为刚接,没有自由度的释放。 梁类型的杆件可以承受所有类型的荷载。

刚性

刚性类型的杆件将杆件的始端节点和末端节点刚性连接,使这两个节点的各个方向上的平动和转动强制一致。 用户可以在这类杆件的两端指定铰,使始端节点和末端节点仅在某个方向上平动或转动一致或拥有某种对应关系 。 刚性类型的杆件的刚度被程序设定为一个足够大的数值,用户可认为这类杆件的刚度无穷大。 因为刚度是根据系统调整的,所以几乎不会出现任何数值问题。

如果在导航器-底部的“杆件”结果中激活耦合结果,则会显示刚性杆件的内力。

对于刚性杆件应用以下刚度:

纵向刚度 E · A 1013 · l [SI unit] 这里 l = 杆件长度
抗扭刚度 G · IT 10·13 · ☘[SI单位]
抗弯刚度 E · I 10·13 ·☘3 [SI单位]
抗剪刚度 GAy/GAz (如果激活) 3 [SI单位]10·16 ·↘·

信息

这些刚度假设也适用于{%!c耦合 ]].

肋梁

肋类型的杆件适用于模拟钢筋混凝土楼盖中的混凝土肋梁。 程序会自动考虑这类杆件截面的中和轴偏移和有效梁宽。

程序是根据混凝土的相关规范考虑【肋】类型的杆件与【面】的协同受力的, 对于钢板和钢梁的协同作用,应使用【面】与【杆件】偏心连接来进行模拟。

在“肋布置”下拉菜单中提供了各种选项,用以确定杆件和面的相对位置。

通常,肋类型的杆件考虑了【面】与杆件的协同作用,杆件与面形成了T形梁,杆件截面的中和轴会发生移动。 程序会根据面的厚度和杆件截面高度来自动计算新的中和轴位置, 用户也可以自定义T形梁中和轴的位置。 用户可通过对话框中的“翼缘尺寸”下定义该种类型的有效宽度。 程序默认勾选“选项”中的“自动查找”和“将局部 z 轴与面的局部 z 轴对齐,

用以自动检测肋类型杆件两侧的面。 对于沿肋类型的杆件的线相邻的面多于两种,用户需要取消勾选“自动查找”, 手动指定两个面用以定义肋类型的杆件。

积分宽度 b-y,int和 b+y,int 的输入有多种(见图{%!#image021061 新建肋]]): 杆件宽度可以直接输入,也可以通过选项 Lref/6 和 Lref/8 由杆件长度自动确定。 也可以按照规范例如“EC2”中章节 5.3.2.1 来确定。

by,int值定义面或内力集成区域的宽度。 by,eff值表示翼缘从腹板中心到相应边缘的截面宽度。 默认情况下 by,int和 by,eff设置为相同值. 但是,您可以通过点击 同步 是编辑按钮。

如果用户在【肋】类型杆件对应的【线】上创建了类型【为在杆件上】的节点, 如果定义了多个杆件,为了防止肋刚度变化过大,可以通过“线性分布”表格将可变宽度范围相互线性连接。

可以分段为肋类型的杆件定义各种参数。 有效宽度不会对结构的整体受力产生影响,但会影响杆件和面之间的内力、弯矩分布。

桁架单元

桁架类型的杆件相当于两端铰接的梁类型的杆件。 此外,在杆件始端通过铰 φx释放绕纵轴的转动。 程序会计算并显示这类杆件在各种荷载作用下的弯矩和扭矩。

桁架(只有轴力)

这种类型的杆件仅具有轴向刚度,杆件仅传递轴力。 程序仅显示这类杆件两端节点和中间节点的内力和弯矩。 当杆身上无集中荷载作用时,杆件内力随杆件线性变化。 软件不显示由自重或线荷载产生的弯矩分布。 节点力是根据杆件荷载计算的,这样可以确保正确传递。

信息

'桁架(仅 N)' “桁架(仅有轴力)”类型的杆件均为轴向受压。 所以不会产生屈曲。

提示

杆件类型“桁架”和“桁架(只有轴力)”在杆件类型#%#中显示。/zh-cn/support-and-learning/learning/webinars/002971 webinar]]

拉力

【拉杆】类似于【桁架(只有轴力)】, 但只能承受拉力,例如柔性支撑。

该类型的杆件受压时会退出工作。 第一步,计算所有杆件的内力和弯矩。 由于【拉杆】的力学性能在受压和受拉转变时发生突变,属于非线性的一种, 故程序需要对含有此类型杆件的模型进行反复迭代计算,以确定该类型杆件最终的受力状态。 这个过程一直持续到没有其他受拉杆件失效。 系统会由于受拉杆件的失效而变得不稳定。

信息

如果在后面的迭代步骤中由于重新分布作用而受到拉力,那么在刚度矩阵中将再次考虑失效的受拉杆件(见章节 静力分析设置 )。

压力

【压杆】类似于【桁架(只有轴力)】,但只能承受压力。 该类型的杆件受拉时会退出工作。 受压构件失效会导致系统失稳。

屈曲

【屈曲】类似于【桁架(只有轴力)】,该类型的杆件受拉时不会发生屈曲;受压时,如果压力小于临界荷载,该类型的杆件正常工作; 如果压力大于临界荷载,该类型的杆件发生屈曲,退出工作。

程序在使用 P-∆ 二阶分析和三阶大变形分析时,该类型的杆件仍会按照一阶线性分析(理想欧拉临界力)的方法计算杆件稳定性。 在使用 P-∆ 二阶分析和三阶大变形分析时,如果模型种存在该类型的杆件会使计算出的结构稳定性高于实际的结构稳定性,偏于不安全。

电缆

索只能受拉力。 如果模型中存在该类型的杆件,需要使用大变形分析、迭代计算才可得到正确的结果。

【索】的变形通常很大,不可忽略,其内力和弯矩会随着索的变形不断变化。 一般的结构变形都为小变形,对于像屋盖这样的简单拉杆,受拉杆件就足够了。

滑轮索

该类型的索结构仅受拉时才可计算, 但是,滑轮上的索杆件只能在至少具有三个节点的多段线上定义。 Dieser Stabtyp eignet sich daher für biegeschlaffe Zugelemente, deren Längskräfte über Umlenkpunkte durch das Modell geleitet werden. 滑轮系统就是一个例子。

与一般的索类型杆件不同,它只在纵向 (ux ) 方向的内部节点处会产生位移。 因此,作用在局部 y 或 z 方向上的杆件荷载不能作用在杆件上。 只考虑位移ux和轴力N。

在多段线的内部节点上,是否有节点支座并不重要,杆件是否与其他结构相连接: 因为全局体系是在多段线的长度上进行分析的。

结果梁

结果杆件适用于将面、实体或杆件结果集成到一个虚拟杆件中。 由于是一种展示结果用的虚拟杆件,

【结果梁】的线可以放置在模型中的任意位置。 不需要设置支座或与主体模型连接, 但需要为该类型的杆件分配截面。 用户无法对该类型的杆件施加荷载。

信息

由于是一种虚拟杆件,【结果梁】的截面对结构的刚度不会产生影响。

用户可以在“集成应力和力”中“类型”下拉菜单中选择【结果梁】的类型,以定义结果梁上显示的结果。 用户可以在“参数”标签卡中定义尺寸。 它们在杆件的重心上与杆件的线相关。

在对话框的“包括对象”部分中,可以指定集成时要考虑其结果的面、面单元、实体和杆件。 或者也可以选择“全部”对象,然后在“不包括以下对象”部分中将某些元素排除在外。

结果线

结果线适用于将面、实体或杆件的结果集成到线中。 临界线可以放置在模型的任意位置。

该准则对应于 结果梁。 用户可以使用该选项来定义截面。 在'截面'选项卡中,您可以查看线的长度,必要时还可以对结果进行旋转。它没有进一步的功能。

虚梁

该杆件类型可以使用Steeljoist Institute在虚拟表格中定义的明腹钢搁栅的截面属性。 这些虚拟托梁截面相当于等效的宽翼缘梁,它们非常接近计算托梁的弦面积、有效惯性矩和自重。 那么该梁就被一根具有虚拟截面的杆件代替。 并且可以在整个结构体系中对桁架梁等复杂的承重构件进行模拟。

在列表中选择虚拟托梁的“系列”。

用户可以在“托梁”下拉菜单中选择不同的梁,

在表格中 虚梁 点击“截面和材料”按钮,可以从截面库中导入虚拟托梁。

面模型

首先适用于蜂窝梁或截面折减,例如在杆件模型中输出孔洞或洞口。 相关杆件被转换为面模型,其中 杆件洞口根据用户指定的进行排列。 但是,杆件会被保留。 并且满足下列要求:

  • 此截面类型为标准化或参数化的带腹板薄壁截面。
  • 截面的材料基于各向同性线弹性材料模型。

通过选择“面模型”的杆件类型,该杆件可以同时作为杆件和面对象使用。 几何属性完全相同,两个模型有相同的重心。 在显示导航器中通过模型 → 基本对象 → 杆件 →来控制显示, 面模型 按钮。

面模型的有限元网格是自动生成的,但当前不会受到影响。 在进行结构分析时使用面模型, 然后,杆件结果(例如杆件结果梁]]#memberResultBeamTab,其中杆件部分表面的应力被集成到杆件内力中)和面的结果都可用于评估。 [SCHOOL.INSTITUTION] 同样,可以通过导航器 - 显示或 面模型 是编辑按钮。

在模块中,面模型的杆件可以通过杆件内力和截面进行设计。

从上图可以看出,在面模型杆件的杆件末端生成了多个 刚性杆件。 相邻杆件的端部节点将面模型与相邻杆件的端部节点连接起来。 这样可以确保内力和弯矩正确传递给一维对象。 如果耦合杆件连接了多个面模型杆件,耦合杆件会为每根杆件生成。

信息

在杆件洞口区域内可以缺少作用在杆件重心轴上的荷载。 当转换为面模型时,洞口中的所有线将被删除,因此不能再施加荷载。

在这种情况下,定义 force eccentricity 在杆件荷载作用的截面处。 通过这种方式,荷载可以真实地施加到截面边缘上,并且在面模型中保持不变。

提示

技术文章 {%!/zh/support-and-learning/support/knowledge-base/001799 使用“面模型” 杆件类型 ]] 对杆件模型和面模型的结果进行了比较。

可定义刚度

用户可以直接定义该类型杆件的杆件刚度。 杆件的各个刚度属性可以在【可定义刚度】选项卡中设置。

耦合

该类型的杆件为一种虚拟杆件,用于使两个节点的自由度相互关联。 系统提供了四种耦合类型的杆件用于关联两个节点的自由度。 连接力和弯矩的传递可以用于模拟特殊情况。 轴力和剪力或者扭矩和弯矩直接从一个节点传递到另一个节点。

信息

耦合的刚度是相对于模型应用的,因此不会出现数值问题。这里的假设与【%】类型的杆件同样##rigid-杆件刚性 ]].

弹簧

弹簧杆件可以通过可定义的有效面积来显示线性或非线性弹簧属性。 对于弹簧杆件,只需在“截面”选项卡中定义杆件长度 Lz ,但不需要定义截面: 杆件的刚度取决于在“新建杆件弹簧”对话框中定义的弹簧参数(见章节 杆件弹簧)。

阻尼器

原则上,阻尼器相当于具有附加属性“阻尼系数”的弹簧杆件。 该杆件类型扩展了根据时程分析进行动力分析的可能性。

对于弹簧杆件,用户只需在“截面”选项卡中定义杆件的长度 Lz , 杆件的刚度取决于在“新建杆件弹簧”对话框中定义的弹簧参数(见章节 杆件弹簧)。 用户可以通过阻尼系数 X 来控制阻尼属性。

信息

就粘弹性而言,杆件类型“阻尼”与 Kelvin-Foigt 模型相似,由阻尼元件和弹性弹簧(两者并联)组成。

选项

在该对话框部分,您可以使用复选框来定义更多杆件属性。

杆件上的节点

通过杆件上的一个或多个节点,可以在不划分杆件的情况下将杆件分段(见章节 Nodes )RWIND 3。

用户可以在杆件端部设置【铰】,来控制杆件内力和弯矩的传递情况。(参见 杆件铰 一章)。 对于某些杆件类型(例如桁架),用户无法指定杆件端部的铰。 用户可以在【铰】选项卡下指定杆件始端节点和末端节点的铰。

偏心

用户可以通过勾选“偏心”,在【偏心】选项卡中定义杆件在端部的偏心情况。(详见 杆件偏心一章)。 偏心可以分别在'杆件始端 i' 和 '杆件末端 j' 分配。

support

用户可以为杆件分配杆件支座, 在【支座】选项卡下定义杆件支座的铰接、刚接、半刚性等情况。(见 杆件支座章节)。

横加劲肋

杆件上设置的横向加劲肋会影响杆件的抗扭刚度。 在进行考虑扭转的七自由度计算时,应考虑杆件上的横向加劲肋以更准确的计算杆件的翘曲,(见 杆件横向加劲肋一章)。

杆件开洞

杆件开洞影响截面属性以及内力和弯矩的分布。 它们与“面模型”杆件类型相关。 {%|003624 杆件开洞]]一章介绍了如何定义杆件开洞的类型和位置。

类型

用户可以通过勾选“非线性”, 以定义具有非线性力学性能的杆件(见 杆件非线性一章)。

结果中间点

用户可以在杆件上指定结果中间点,程序会将这些节点的计算结果以表格的形式输出,以便用户更详细的了解杆件上各点的受力情况。 结果中间点需要在【新建结果中间点】对话框中定义,见 杆件结果中间点一章)。

信息

Result 结果中间点不影响计算。

端部调整

用户可以通过设置【端部调整】以图形方式调整杆件端部的几何形状, 以便用户模拟杆件在端部的延伸、截断或倒角等形状变化。

信息

【端部修正】不影响计算,仅用于用户更好的显示模型。

【延伸】: 用户可以为杆件始端和杆件末端定义“延伸”, Δ 缩短为负值,伸长为正值。

“倾角”: 用户可以在杆件端部任意端部进行倒角倒角。 可以输入绕杆件轴 y 和 z 的倾斜角。 绕杆件局部坐标轴 x 轴正方向顺时针选择为正。

计算时停用

用户可以通过勾选“计算时停用”,使程序计算时不考虑该杆件及施加在该杆件上的荷载。 可计算结构中该杆件失效时结构的力学性能(如用于计算结构抗连续倒塌性能)。 用户不需要删除该杆件,其荷载也将保持不变。

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