节点与结构相互作用(JSI)是指结构构件，特别是钢结构构件在节点处连接时产生的一种复杂行为。 这类连接涉及杆件和节点之间的力的传递，例如轴力、弯矩、剪力和扭矩。
JSI 着重强调连接处的刚度，例如钢结构连接处的刚度，对结构的整体性能有何影响。 节点不是完全刚性的，在荷载作用下会产生变形，从而影响整个系统的内力、弯矩和位移的分布。 因此，准确地考虑 JSI 对于精确的荷载分布、防止潜在的结构失效以及确保结构符合相关的设计规范和标准至关重要。
为什么要考虑节点与结构的相互作用？
1.准确的荷载分布
在建模和设计时考虑 JSI 的基本目的是力在整个结构中的准确分布。 如果节点行为不正确，则可能会错误地计算连接杆件之间传递的力，从而导致不正确的设计结果。 例如，设计梁柱节点时，必须考虑柱子的轴力和梁的弯矩如何通过节点传递。 忽略这种相互影响作用可能会导致对相邻杆件受力的估计过高或过低，从而导致结构不安全。
2. 结构稳定性与安全性
在上一点之后设置的节点影响着结构中的力和弯矩。 准确模拟节点的力学行为对于提高结构抗失稳能力至关重要，例如超大挠度或屈曲。 在动力或地震作用下，节点与结构相互作用 (JSI) 变得尤为重要，因为它会显着影响整体稳定性。 在有弯矩承载力的框架中，节点传递扭矩的能力特别重要。 如果未能正确考虑这些相互作用，可能会导致灾难性的节点失效，从而危及整个结构的完整性。
3. 材料用量优化
正确的 JSI 建模可以通过确保节点和连接杆件有足够的承载力来优化材料使用，但不是超设计。 对连接处的力估计过高可能会导致连接大于和重于需要，从而导致材料成本的增加。 另一方面，如果低估了受力的大小，则会导致不安全的计算。 钢结构的平衡使用可以降低整体的材料消耗和施工成本。
4.规范合规
欧洲规范、AISC 和其他地区规范规定的设计规范要求考虑节点在不同荷载条件下的承载力。 这些规范为钢结构连接节点的设计和检测提供了指南。 忽略 JSI 可能导致结构不符合这些规范，从而导致结构失效、昂贵的维修甚至法律问题。
RFEM 6 中考虑节点与结构的相互作用
在 RFEM 6 中，“连接节点与结构的相互作用 (JSI)”模块可以使用“钢结构节点”模块进行建模，为半刚性钢结构节点的连接提供了一种高效准确的连接方法。 在节点刚度分析配置中（图2中的步骤1），选择“在全局模型中生成铰”选项激活JSI（图2中的步骤2），
勾选该选项后，用户需确保节点的刚度分析设置正确（见图3）。 点击“确定”确认您的设置。
内力铰在计算之前先集成到全局模型中，在内力计算完成后才参与后续的分析。 确保在最终的计算中能够正确地考虑节点与结构其他构件之间的相互作用。
为了验证此设置的效果，您可以对使用和不使用 JSI 的模型的结果进行比较。 图 4 显示的是考虑与结构相互作用的集成钢节点的模型结果，图 5 显示的是未考虑 JSI 的模型结果。 通过这两个模型的区别，可以更加清楚地看出在结构设计过程中适当考虑节点与结构之间的相互作用的重要性和优势。
此外，还可以检查计算得出的刚度值，如图 6 所示。 以便用户可以检查刚度计算的准确性，并确保模型中正确表达节点与结构的相互作用。
概述总结
节点与结构的相互作用是钢结构设计与分析中需要考虑的一个重要问题。 正确建模和理解这种相互作用可以确保结构的安全、稳定和优化设计。
RFEM 6 中的钢结构节点模块功能强大，可用于模拟节点与结构之间的相互作用，为工程师们提供了更精确和更符合实际的建模方法。 用户无需再费时费力地手动输入刚度，将更多的精力放在结构的整体设计上。 这种简化的工作流程确保工程师可以满怀信心地在模型中准确表示节点行为，同时最大限度地减少通常与近似或简化节点模型相关的不确定性。 工程师们可以借此更高效地进行设计，优化材料使用，并从容地解决复杂的连接节点问题。
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