示例
使用 AISI 手册中的示例 III-14 [1] 对 RFEM 模型的计算结果进行了比较。 由于该截面与任何薄壁截面都不匹配，因此使用 RSECTION 创建自定义的 sigma 截面。 本文底部提供了一个网络研讨会，介绍了如何在 RSECTION 中创建自定义形状。
该示例显示了两种情况，其中杆件沿杆件长度方向完全支撑（工况 1）和 66 英寸处的杆件支撑（工况 2）。 本文只讨论使用 LRFD 方法的工况 2。 计算有效抗压强度Pa的方法是有限条法（FSM）。 在 RFEM 中对两 (2) 个 66 英寸长的简支杆件使用圆角和斜角进行建模（图 03）。 使用直线截面（斜角）的原因将在后面解释。
抗压强度
确定有效抗压强度 Pa所需的临界弹性屈曲屈曲荷载 (Pcrl, Pcrd, Pcr ) 如下所示。
Pcrl (局部)
在全局屈曲设计验算 EE2701 下显示了柱的局部弹性屈曲临界弹性屈曲荷载 Pcrl等于 34.4 kips，并且与 AISI 示例中显示的值一致。 总曲线显示了一个明显的第一个最小值，其中 Pcrl等于 33.8 kips，对于圆角和斜角截面（图 04）。 设计验算中列出的值与绘图之间的微小差异可以忽略不计。
Pcrd (失真)
在设计验算 EE2801 中显示了临界弹性扭曲屈曲屈曲荷载 Pcrd 。 对于倒角截面（倒圆角截面），Pcrd等于 14.9 kips。 从特征（总）曲线可以看出，第二最小值不明显。 在这种情况下，可以使用畸变曲线沿水平轴确定合适的长度。 然后将位置投影到总曲线上，以获得临界荷载系数。
从下拉菜单中可以单独显示单条曲线（局部、扭曲、全局）（图 05）。 对于自定义截面，加载单个图形可能需要一些时间。
89 英寸长度处的 14.9 kips 是畸变图中最后一个相关的最小值。 超出该长度的屈曲形状被归类为全局屈曲。 RFEM 应用一个“几何系数”来将屈曲形状描述为全局的或扭曲的。
AISI 手册中写道：“检查杆件在 66 英寸处的振型，显示了与受弯（全局）屈曲和扭曲屈曲相关的横向平移；因此，该长度上的弹性屈曲荷载被用于验算扭曲屈曲极限状态”[1]。 在全长 66 英寸处，Pcrd等于 19.4 kips。
由于方法的不同，在 AISI 示例中列出的 RFEM 的 89 英寸长度上的值为 14.9 kips 低于 66 英寸长度上的 19.4 kips。
直线截面（斜角）
当使用圆角截面（圆角）时，FSM 求解器将圆角分成许多小段。 在这种情况下，计算可能会比较保守。 验证结果的一种方法是使用直线（斜角）对截面进行建模。 对于直线截面，Pcrd等于 17.7 kips。 该值更接近 AISI 示例中列出的 19.4 kips（图 06）。
Pcre (全局)
全局（弯、扭、弯-扭）弹性屈曲荷载 Pcre见设计验算 EE2701。 圆角截面的 Pcre等于 19.4 kips，直线截面的 P cre 等于 19.2 kips。 这些值取自 66 英寸长度的总曲线。 如图 07 所示，该长度的屈曲形状包含弯曲（全局）屈曲和扭曲屈曲。
AISI 手册中写道：“叠加在图表右半部分的虚线表示与其他极限状态相隔离的全局屈曲模态。 从该线到该长度的弹性屈曲荷载用于全局屈曲极限状态检查” [1]。 因此，Pcre等于 38.9 kips。
RFEM 采用保守的方法从总曲线而不是全局曲线获得 Pcre 。 工程师可以在检查 66 英寸长度处的屈曲形状后自行判断是否使用全局曲线上显示的较高值。 在 RFEM 中，全局曲线上的替代 Pcre值等于 44.3 kips（接近 AISI 示例中列出的 38.9 kips 值）。
公称抗压强度
公称抗压强度是按照以下 AISI 规范 [2] 取最小值：
- 截面 E2 - 屈服和整体屈曲
- 截面 E3 - 与屈服相互作用的局部屈曲和全局屈曲
- 截面 E4 – 扭曲屈曲
在 RFEM 中，E3 截面是主导工况，Pnl等于 16.7 kips（图 09）。 在 AISI 手册中，扭曲屈曲（截面 E4）是主导工况，Pnl等于 21.0 kips。
AISI 表 B4.1-1 适用范围
章节 E 至 H 中使用的安全系数 Ω 或电阻系数 Φ 只适用于满足表 B4.1-1 限制条件的截面。 对于其他所有超过任何极限值的截面，按照 A1.2(C)的规定采用较高的安全系数或较低的阻力系数。 在 RFEM 中，该限制默认处于选中状态。 用户可以在强度配置中选择是否取消勾选（图10）。
在 RFEM 中可以检查的形状包括 C、Z、L、I（双背对背 C）、帽形、矩形和圆形 HSS。 对于所有其他一般/复杂截面，例如本例中使用的 sigma 截面，将自动应用更保守的系数。 在 RFEM 验算中显示 Φc = 0.80（图 09）。
AISI 手册 [1] 中的计算表明，sigma 截面实际上满足适用范围，并且可以使用 Φc = 0.85。
受压加劲单元：
w/t = [8.00 - 2(0.0451 + 0.0712)]/0.0451 = 172 ≤ 500 OK
受压边缘加劲肋单元：
b/t = [0.875 - 2(0.0451 + 0.0712)]/0.0451 = 14.2 ≤ 160 OK
受压非加劲肋单元：
d/t = [0.500 - (0.0451 + 0.0712)]/0.0451 = 8.51 ≤ 60 OK
内侧弯曲半径:
R/t = 0.0712/0.0451 = 1.58 ≤ 20 OK
单边加劲肋长宽比:
do/bo = 0.500/0.875 = 0.571 ≤ 0.7 OK
边缘加劲肋类型: 简单或复杂都可以
中间加劲肋的最大数量（以 w 为单位）： nf = 1 ≤ 4 正常
名义屈服应力： Fy = 50 ksi ≤ 95 ksi 正常
结论
可以在 RSECTION 中创建自定义截面，然后导入 RFEM 6，按照 AISI S100 或 CSA S136 进行设计。 在分析复杂的截面时，检查屈曲形状和特征（总）曲线以确定是否应该进行额外的评估（即使用直线截面）非常重要。 没有圆角的直线截面有时可以提供更好的特征曲线和结果。
在模态同时显示受弯（全局）屈曲和扭曲屈曲的情况下，RFEM 应用“几何系数”将翘曲形状表征为全局屈曲或扭曲屈曲。
默认情况下，RFEM 会检查表 B4.1-1 中的适用极限值，并对一般/复杂截面应用更保守的系数，而没有适用极限值。
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