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2017-01-25

计算有效截面特性

在对截面钢进行分析之前,截面要按照 EN 1993-1-1 中的章节进行分类。 5.5,关于它们的阻力和转动能力。 然后,会分析各个截面件并分配到等级 1 到 4。 截面分类随后确定并且通常分配给截面件的最高分类。 如果以后要将塑性承载力应用于1和2类截面的设计,那么可以从第3类开始进行截面的弹性承载力分析。 对于截面类别 4,在达到弹性弯矩之前局部屈曲已经发生。 为了考虑这种影响,可以使用有效宽度。 本文将详细介绍计算有效截面属性的方法。

计算过程

Im ersten Berechnungsschritt ist der Spannungsverlauf am Brutto-Querschnitt zu ermitteln. 根据欧洲规范 EN 1993-1-5由 [2] 4.4 中了解受压截面的现有应力来确定屈曲值 Über den Beulschlankheitsgrad λp und den daraus resultierenden Abminderungsfaktor ρ berechnet sich die wirksame Breite beff des Querschnittsteiles. Die somit ermittelte Reduzierung wird vom Gesamtquerschnitt abgezogen. Es ergeben sich daraus neue Querschnittabmessung und Querschnittswerte.

Die Berechnung ist jedoch an dieser Stelle noch nicht beendet. Es erfolgt ein weiterer Iterationsschritt, in dem mit den vorhandenen Schnittgrößen ein neuer Spannungsverlauf basierend auf dem reduzierten Querschnitt berechnet wird. An dieser Stelle sind folgende Dinge zu beachten:

1. Durch die Reduzierung des Querschnittes verschiebt sich der Schwerpunkt. Wirken Normalkräfte, so erzeugen diese ein zusätzliches Moment über den Abstand des neuen Schwerpunktes zum alten.

2. Eine Reduzierung des Querschnittes kann ebenfalls eine Drehung der Hauptachsen bewirken. In solchen Fällen ist im Anschluss das Deviationsmoment Iyz zu berücksichtigen.

Nach der Ermittlung der Spannungen wird erneut die Schlankheit der druckbeanspruchten Querschnittsteile überprüft. Sind weitere Abminderungen nötig, ist der iterative Prozess solange fortzuführen, bis keine nennenswerten Querschnittsänderungen mehr auftreten. Erst im Anschluss können die entsprechenden Nachweise mit den effektiven Querschnittswerten geführt werden.

概述总结

Die im ersten Moment schnell durchgeführte Ermittlung der effektiven Querschnittswerte kann aufgrund mehrerer benötigter Iterationen schnell in einer zeitintensiven Berechnung enden. Nutzern von DUENQ sowie den Stahl-Bemessungsmodulen stehen hierfür leistungsstarke Produkte zur Verfügung, die die oben angeführten Schwerpunkte abdecken.

使用的文献材料

[1] Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; DIN EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
[2] Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-5: Plattenförmige Bauteile; DIN EN 1993-1-5:2006 + AC:2009
[3] Kuhlmann, U. (Hrsg.): Stahlbau-Kalender 2013: Eurocode 3 - Anwendungsnormen, Stahl im Industrie- und Anlagenbau. Berlin: Ernst & Sohn, 2013

作者

Sühnel 先生目前主要负责 RSTAB 的质量保证部门;同时还参与产品开发,为客户提供技术支持。

链接


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