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2023-12-27

选择手册

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)。

提示

用户可以通过在工作区中右键单击杆件，在右键快捷菜单中选择【打开/关闭杆件的局部坐标系】来显示和隐藏杆件的局部坐标系。

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。

信息

输入的弹簧常数过大或过下时，程序在计算上可能会出现问题，建议该情况下的半刚性连接直接使用刚接或铰接来模拟。对于没有勾选的自由度，程序默认为完全限制，杆端将无法在该相应的方向上平动或转动。

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。

图形

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

信息

如果正值和负值区域中的值不同，请取消勾选对称选项。

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

Falls die Reihenfolge der Definitionspunkte nicht korrekt ist, können Sie die Einträge mit der Schaltfläche aufsteigend sortieren.

用户可以在下拉菜单中选择不同的类型定义曲线在最后一个点后的形状：

撕裂：在定义的最大值之前正常工作，超出定义的最大值失效退出工作，转换为完全铰接，不再传递内力。
屈服：在定义的最大值之前正常工作，超出定义的最大值杆端铰传递的力不再随杆端铰变形增加
连续：以最后一个点处的斜率继续延伸
停止：在定义的容许变形最大值之前正常工作，超出定义的最大值后完全约束该方向上的自由度。

摩擦

程序在“非线性”下拉菜单中提供了四种选项来定义铰在平动约束上的摩擦特性。(见图选择铰非线性)。

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：

P_{Gelenk} = μ \cdot P_{Normalkraft / Querkraft}

铰接摩擦力与内力的关系

塑性

塑性连接属性对于 Pushover 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
图形
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。

Im Fachbeitrag Plastische Gelenke in RFEM 6 ist beschrieben, wie Sie ein plastisches Gelenk für eine Pushover-Analyse verwenden können.

提示

Die Akzeptanzkriterien werden auch bei den Stabschnittgrößen farbig dargestellt (siehe Bild 局部塑性变形利用率 )。这样，用户可以快速检查结果位于哪个塑性区范围内。

脚手架图

Das Gerüstdiagramm einer Gelenkkomponente ist als nichtlineare Eigenschaft des Gelenks verfügbar (siehe Bild Gelenknichtlinearität auswählen). Damit können Sie die mechanische Wirkung eines gesteckten Rohrstoßes mit innerem Rohrstummel zwischen zwei Stäben abbilden. 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。

Sie können die Gelenkeigenschaften in den Registern 'Gerüstdiagram | Innenrohr' und 'Gerüstdiagram | Außenrohr' getrennt beschreiben.