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001648
2020-08-03

KB 001649 | 无侧向和扭转约束的工字钢檩条稳定性分析

主题:
无侧向和扭转约束的工字钢檩条稳定性分析

请注意:
该技术文章讨论了屋面檩条的稳定性,为了减少安装工作量,檩条通过下翼缘上的螺栓连接,不设加劲板。

论文摘要:
在进行稳定性分析确定弹性弯扭屈曲的临界弯矩时,由于这种结构设计,所以无侧向和扭转约束。 这降低了结构构件的承载能力,因此必须予以考虑。 另一方面,压型钢板的转动约束的极限承载力效应。

本文的模型基于技术文献 [1] 中的示例 1.3 屋面檩条。 位于屋架之间的屋面檩条长为 9m,倾角为 3.18°。

荷载和内力

连续的梯形压型钢板位于 5 条屋面檩条上,压型钢板的宽度约为 4.50 米。 根据连续梁技术文献中的相关表格,支座荷载的系数 B 为1.143。 关于自重、雪荷载和风荷载的面荷载的标准值参见[1]。 结果杆件荷载的输入或计算是通过参数化在 RFEM 和 RSTAB 中进行的。

在 RFEM/RSTAB 中的自动组合只根据承载能力极限状态下的公式 6.10,欧洲规范 EN 1990。 下列验算内力是由生成的荷载组合得出的。

理想弹性临界弯矩的计算和稳定性分析

为了按照特征值法确定 M-cr,我们在附加模块 RF-/STEEL EC3 中创建一个具有四个自由度的杆件内部模型。 因为在支撑蒙皮外没有加劲,所以不能施加侧向和扭转约束,所以我们必须计算由檩条的截面变形产生的转动约束。 这是根据 [5] 完成的。

值:

在 [6] 中可以找到一种复杂得多的方法。

此外,我们还考虑压型钢板的极限承载力(正位置值为 135/310-0.88)。 如果您在输入表 1.12 和 1.13 中输入相应的数据,则在 RF-/STEEL EC3 中会根据 [3] 中公式 E.11 自动计算有效转动约束 CD。

值:

这些值可用于按照 [2] 中第 6.3 节中描述的方法进行稳定性分析。 由于屋面倾角很小,所以弱轴方向的分力可以忽略不计。 因此,可以根据第 6.3.3 节“均匀构件受弯和轴压”或第 6.3.4 节“结构构件侧向和扭转屈曲的一般方法”进行设计。

这里选择第 6.3.4 节中所述的方法,因为这里的支座条件输入更加简单。 如果绕弱轴的弯矩不能忽略,则必须根据 6.3.3 节中的选择使用方法。

下图显示了特征值方法(四个自由度内部杆件模型)所需的节点支座数据。

屋面檩条的承载力计算可以采用一般方法。 对于 CO 3 和所定义的结构体系,计算得出的临界荷载系数为 2.535。 用户也可以通过图形方式查看相应的振型。

理想弹性临界弯矩计算如下:

计算面模型的理想弹性临界弯矩

通过面模型验证理想的弹性临界弯矩 M-cr。 在 RFEM 中使用“由杆件生成面”功能来创建这类模型。 在附加模块 RF-STABILITY 中对主导的荷载组合 3 的临界荷载系数 2.55 进行计算,因此有:

更多视频:
► 知识库 001649 | 工字钢檩条无侧向和扭转约束的稳定性分析: https://www.youtube.com/watch?v=1gdBc_9XO5k