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2023-10-04

材料

定义截面时需要使用材料。 材料属性影响杆件的刚度。

名称

用户可以为材料定义名称。 如果描述与库中的条目相匹配,则 RSTAB 会导入存储的材料属性。 用户点击名称输入框右侧的 库 按钮,可以打开【从库中选择材料】对话框,从 RFEM 材料库中选择需要的材料。 材料的导入详见章节材料库

信息

用户在名称输入框中输入材料名称时,例如“C30”,输入框下会出现列表,显示各种规范中的 C30 材料,用户可以根据需要进行选择。

从材料库中导入的材料,其【基本】和【材料属性】中的参数是按照规范取值,用户无法更改。 如果想在材料库中的材料基础上进行自定义,用户可以在【选项】面板中勾选【用户自定义材料】(见用户自定义材料)。

基本

【基本】选项卡中可以管理材料的各项基本参数。

材料类型

在【材料类型】下拉菜单中可以选择材料种类(钢材、混凝土、木材等)。 材料类型影响着与设计相关的参数和系数。 不同的材料有着不同的材料分项系数,在设计时软件会根据不同规范来考虑这些参数。

材料库中的材料类型有以下几种:

材料模型

该列表提供了 '各向同性的 | 线弹性'和'各向同性 | 木结构 | 可供选择的线弹性(杆件)'(适用于木结构材料)材料模型。

各向同性线弹性

材料为线弹性,且在各个方向上性质相同。 参数如下:

适用于以下条件:

  • E > 0
  • G > 0
  • ν > -1

各向同性木材线弹性(杆件)

该材料模型适用于木材, 例如用于定向木片板 OSB 的杆件。该类杆件顺纹摆放、横纹摆放、水平放置和竖直放置的刚度差异较大。 用户可以在【各向同性 - 木材 - 线弹性(杆件)】 | 选项卡下选择杆件的摆放方式。

信息

在【刚度调整】选项卡下可以查看根据所选规范确定的材料的分项系数。 用户可以通过勾选【用户自定义材料】来修改材料分项系数。

弹性模量

弹性模量 E 是材料正应力与应变的比值。

剪切模量

剪切模量 G 是材料剪应力与应变的比值。

泊松比

泊松比 ν 是反映材料承受一个方向的荷载时,垂直于该方向的横向变形情况的一个常数。 各向同性材料的泊松比一般为 0~0.5。 如果泊松比大于0.5,材料一般为各向异性材料。

各向同性材料的弹性模量、剪切模量和泊松比之间的关系可参见公式泊松比

信息

材料库中的材料的剪切模量 G 是程序根据弹性模量和泊松比计算得到的。 这样可以保证各向同性材料的刚度矩阵为对称矩阵。 以这种处理方式计算得到的剪切模量数值会与规范中规定的值略有差异。

当您输入 用户自定义材料及其各向同性属性时,RSTAB 会根据弹性模量和剪切模量的值确定泊松比。 用户可以在【定义类型】下拉菜单中选择计算方式。

材料属性的定义类型

E
  1. G
  1. (ν)
泊松'比由弹性模量和剪切模量确定
E
  1. (G)
  1. ν
由弹性模量和泊松比确定的剪切模量
E
  1. G
  1. ν
弹性模量、剪切模量和泊松比是相互独立的。

容重/密度

容重 γ 描述了单位体积的材料所承受的重力荷载。 容重 γ 在荷载工况【自重】中起着十分重要的作用。 模型的自动自重是由杆件的比重和截面积决定的。

体积密度 ρ 描述了单位体积的材料质量。 体积密度用于动力分析模块。

热膨胀系数

热膨胀系数 α 描述了材料线长度与温度之间的关系,

该系数用于计算温度荷载。

用户自定义材料

从材料库中导入的材料,其各项参数是程序按照所选规范取得, 用户无法在输入栏中进行更改。

如果需要调整导入的材料的属性,用户需要勾选【用户自定义材料】。 之后用户可以在【基本】选项卡中的【基本材料属性】面板中对材料参数进行调整, 在【材料属性】选项卡中修改各项与设计有关的参数。

刚度调整

对于用户自定义材料,用户可以手动调整材料的刚度。 在【刚度调整】选项卡的【调整类型】下拉菜单中提供了两种方式:

  • E 和 G 模量的缩小系数
  • E 和 G 模量的放大系数

在对话框的【参数】面板中,可以输入要调整材料刚度的系数。

重要

刚度调整仅适用于结构分析,而不适用于设计模块中的验算。

与温度有关

如果材料各项属性随温度变化, 用户可以勾选【用户自定义材料】和【与温度有关】选项, 在【与温度有关】选项卡下定义材料的属性-温度变化曲线。

在【与温度有关的属性】列表中,可以对材料属性进行选择,例如弹性模量、容重等参数。 用户可以使用 新建 按钮创建新的表格行,并输入新的温度和该温度下的相应材料属性。 用户也可以使用 导入Excel文件 按钮从 Excel 中导入表格数据。

【参考温度】指材料的初始温度。 当参考值设置为 300 °C 时,所有杆件都会应用温度曲线上该点的弹性模量折合计算。

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