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2024-07-10

钢结构连接刚度对结构设计的影响

了解钢结构连接刚度在结构设计中至关重要。 这类连接通常被视为严格的铰接或刚性连接,但这会导致计算不经济甚至危险。 探索 Dlubal 软件的 RFEM 模块和钢结构节点模块如何帮助验证连接刚度和弯矩承载力,确保更安全、更经济的设计。

严格按照铰接或刚性连接对钢结构连接进行分类是不切实际的,因此结构工程师们往往会出于习惯而采用其中的一种。 在很多情况下,这种方法是完全可以理解和接受的。 但在其他情况下,这可能会导致严重问题。

我们以一个标准化的刚性连接为例,探讨仅在铰接连接和刚性连接之间进行选择会导致不经济的设计,甚至会出现危险的设计。

首先,在 Dlubal 软件产品 RFEM 中的钢结构节点模块中检查计算得出的初始刚度和弯矩承载力是否与《规范化的钢结构节点 DIN EN 1993-1-8》中规定的相符。出版物。 计算结果非常相似。

计算一根连续受压梁通过连接方式与柱连接的示意图:

情况 (A) - 不经济的设计

在完全刚性连接中,节点传递一个很大的弯矩。 这种设计方法减轻了梁上的弯曲应力,但是可能会导致节点尺寸过大。
反之,对于铰接连接,节点本身是足够的,但梁很可能在跨中一个显着的弯矩作用下失效。

在我们的示例中,柔性连接可以减小连接节点的弯矩,而不会在跨中过度增加弯矩到不可接受的程度。 节点和梁的设计满足要求。

工况 (B) - 危险设计(增加拉力)

如果将半刚性连接视为铰接,则会忽略实际产生的弯矩。 这种疏忽会导致出现危险的情况,即连接节点的承载力会由于法向力和剪力而被显着应变。 超出该方向的弯矩会增加节点的利用率,并有可能导致节点失效。

工况 (C) - 危险设计(更长的梁更容易产生挠度)

将半刚性连接视为刚性意味着连接比实际刚度大。 该假设错误地改善了梁的条件,从而使梁的弯曲较小,并且沿其跨度的弯矩较小。 然而,实际上节点并没有想象的那么刚性。 然后,梁将承受更大的挠度和跨中弯矩,可能导致令人不满意的正常使用极限状态结果,或对受梁作用的结构产生不利影响。

信息

在工程实践中,类似的例子还有很多。在结构模型中正确考虑连接刚度的重要性被低估了,可能会让您付出高昂的代价。 Dlubal 软件一体化解决方案为用户提供了解决方案