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2024-03-01

LTB设计按照ADM 2020 Sec。 F.4 进行侧向弯扭屈曲设计

弯扭屈曲(LTB)是当梁或结构构件在受弯作用下,其受压翼缘没有得到足够的侧向支撑时发生的现象。 这会导致侧向位移和扭转的组合作用。 它是结构构件设计中的一个重要考虑因素,特别是在细长的梁上。

2020 年铝合金结构设计手册 (ADM 2020) {%! The ADM 2020 [1] provides methods to calculate the elastic LTB moment (Me). 它概述了应该使用和遵循的公式,确保铝合金结构不受这种形式的失稳影响。

RFEM 6 references the type of section and internal forces calculated in the static analysis, and the Aluminum Design add-on applies these results to the equations from the ADM 2020 [1]. 更具体地, F.4 [1] for LTB design. 2 和 3 中又包含了小节。 F.4 [1] used to classify the cross section of a member and calculate the LTB slenderness (λ). 如果适用一个以上的章节,则应使用任何适用的章节。

LTB 设计中的截面分类

Sec. F.4 [1] classifies aluminum cross sections based on whether they are symmetric or unsymmetric about the bending axis, closed, or rectangular bar sections. 在下文的第 1 部分中,第 1 部分中将介绍各种截面,并说明它们在第 1 部分中的位置。 F.4 [1]. 然后介绍如何在 RFEM 6 中对它们进行设计。 A simple comparison will be made between the ADM 2020 [1] and RFEM 6. 下图显示了正确的规范检查示例,并与 RFEM 6 中使用的示例进行了比较。

单轴对称截面

单轴对称截面可以绕其弯曲或非弯曲轴进行完美镜像, T 形截面和槽钢截面就是单轴对称标准化截面的例子。

这些类型钢筋的长细比按照 2.6 中的规定计算。 F.4.2.1 [1] which is for shapes symmetric about the bending Axis. 如果截面关于受弯轴线非对称,则应按照第 3 节进行检查。 F.4.2.5 [1].

在附加的 RFEM 6 模型中,槽形截面(杆件编号 1)为均布荷载的简支座梁。 绕弯矩轴对称的截面按照 24.6 进行计算。 F.4.2.1 [1] utilizing the Aluminum Design add-on.

双对称截面

双对称截面是指截面可以绕其弯曲和非弯曲轴完全镜像。 例如 I 形截面、矩形和圆形空心截面都是标准化的。

标准化截面 I 的弯扭屈曲承载力按照 4 节计算。 F.4.2.1 [1], but can also be designed according to Sec. F.4.2.5 [1] since it can be symmetric or unsymmetric about its bending axis if lateral loading is applied.

In the attached RFEM 6 model, a doubly symmetric I-section is modeled (Member No. 4) as a simply supported beam with a uniform lateral load applied to it. 该类型截面按照规范 4 设计。 F.4.2.1 [1], because if we assume lateral loading in either primary axis direction, it is always symmetric about the bending axis.

不对称截面

非对称截面是指截面不能绕其弯曲轴或非弯曲轴进行完美镜像镜像。 例如标准化的 Z 形截面就是关于任意一个轴不对称的截面。

该截面的荷载作用极限值只能按照 3 章计算。 F.4.2.5 [1] Any Shape. 该截面可以计算非对称截面的长细比和弹性 LTB 。

在附加的 RFEM 6 模型中,Z 形截面 (CF 4ZU1.25x075) 被建模为(杆件编号 5)为一个均布荷载的简支座梁。 In the Aluminum Design add-on, this shape is designed according to Sec. F.4.2.5 [1] with respect to LTB.

封闭截面

封闭截面指的是截面周围整个截面被封闭的截面形状。 对于铝合金杆件,一个常见的封闭截面的例子是矩形管或者空心矩形截面。 这种情况下,杆件的截面形状为矩形,但各边为内包围,形成一个管状结构。

计算封闭截面的弯扭屈曲极限容许值(LTB),长细比参照 4 节确定。 F.4.2.3 [1] Closed Shapes.

在附加的 RFEM 6 模型中,将方形空心截面(杆件编号 6)作为简支梁建模,并应用均匀系数。 Designing it according to the ADM 2020 in the Aluminum Design add-on, LTB is calculated utilizing Sec. F.4.2.3 [1] Closed Sections for determining the Slenderness Ratio (λ).

矩形钢筋

矩形扁钢是细长的几何形状,具有平面和矩形的侧面。

Sec. F.4.2.4 [1]应用于计算矩形扁钢的长细比,最终得到临界屈曲弯矩。

在附加的 RFEM 6 模型中,矩形杆(杆件编号 7)被建模为承受侧向均布荷载的简支座梁。 其计算采用 24 节中的公式。 F.4 [1] and the slenderness is calculated using Eq. F.4-7 under Sec. F.4.2.4 [1].

概述总结

根据ADM 2020 Sec计算LTB F.4 [1] requires an engineer to determine which sub-section their cross section falls under for determining the slenderness and other section properties. 主要按形状和对称性进行划分。 设置截面关于弯矩轴对称还是非对称,截面是封闭/开敞,还是矩形钢筋。

In RFEM 6, the Aluminum Design add-on classifies cross sections the same way as outlined in Sec. F.4 [1]. 用户在“基本数据”对话框中的“规范 I”选项卡下选择设计规范 ADM 2020。 最后,在杆件设计参数中的有效长度下,章节 F。 必须被选择。 最后,在相同参数下,调整系数(Cb )可按照 F.4.1.



作者

Alex 负责北美市场的客户培训、技术支持和持续的程序开发。

参考
  1. 美国铝业协会。 (2020)。铝合金结构设计手册 2020


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