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技术支持中心教程受侧扭屈曲影响的钢结构横梁结构设计(EN)
受侧扭屈曲影响的钢结构横梁结构设计(EN)
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受侧扭屈曲影响的钢结构横梁结构设计(EN)

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在本分步教程中,您将学习如何在 IDEA StatiCa Member 中设计受侧扭屈曲(LTB)影响的横梁。

1 新建项目

打开 IDEA StatiCa 并选择 Member 软件。

创建新项目,输入项目名称并选择保存文件夹。然后,选择设计规范、初始材料属性和拓扑类型。将分析构件的跨度定义为 4 m。最后,点击 Create project 并开始建立结构细节模型。

新项目已生成,您可以开始设计。

2 分析构件

在 IDEA StatiCa Member 中设计结构细节的便捷方式是按照三维窗口中实体树从上到下的顺序进行操作。您将从 Analyzed members 开始。

根据整体有限元模型属性,将 Offset ez 设置为 -275 mm。

3 相关构件

向导生成的 Related members 属性不正确,您需要将其全部删除。

您必须删除所有剩余的相关构件。您的项目现在如下图所示。

现在,是时候在正确方向上添加连续相关构件了。在 CON1 中,沿 Y 方向添加一个连续相关构件。

在已添加的相关构件 RM2 中,您需要将截面更改为焊接 I 型截面,参数如下图所示。

最后,修改 RM2 的长度属性和边界条件。

现在,是时候通过在 CON2 属性中沿 Y 方向添加第二个连续相关构件来添加第二根主梁了。

将 RM3 的属性与 RM2 保持一致。

4 荷载

使用从整体有限元模型中获取的数据对 Member 模型施加荷载。您可以在理论背景中找到有关如何正确设置荷载的信息。

5 节点

您可以继续处理实体树中的下一项,以设计节点。只需选择 CON1 并点击 Edit connection。 

IDEA StatiCa Connection 窗口将在几秒钟内出现。现在您可以通过添加所需操作来创建节点——端板、前后加宽板和加劲板。

现在,您可以关闭并保存 CON1。

CON1 已设置完成。现在点击 CON2,使用 Recent connection 功能将相同的节点应用于 CON2。

如您所见,加劲板生成不正确。因此,点击 Edit connection,选择加劲板并将位置更改为 Front。然后您可以关闭窗口,不要忘记保存。 

6 规范校核

现在可以执行规范校核。您可以切换到 Check 选项卡。我们必须先执行 MNA 分析,然后执行 LBA 分析,最后才能执行 GMNIA 分析。必须遵循此顺序。计算 MNA。

MNA 结果已输出。您将查看结果,开启 Usum 变形视图并查看结果。

现在,将分析类型更改为 LBA 并选择 Calculate 命令。

LBA 结果已输出。查看第一个屈曲模态(开启 Usum 变形视图后将更加直观清晰)。此屈曲模态代表侧扭屈曲(LTB)失稳。

第二个屈曲模态代表高腹板梁的局部屈曲。

您需要查看所有提供的屈曲模态,并判断哪个最为关键。IDEA StatiCa 将第一个屈曲模态视为最关键的。根据 EN 1993-1-1,针对分析构件计算局部初始缺陷。IDEA StatiCa 建议参阅有关初始缺陷的相关资料。

分析构件长度为 4000 mm,L / 300 = 4000 / 300 = 13.33 mm。由于主要分析侧扭屈曲破坏模式,偏心幅值乘以系数 k = 0.5。

第一个屈曲模态的初始缺陷计算值为 7 mm。设置初始缺陷后,您可以通过 Calculate 命令开始分析。

GMNIA 结果已输出,您可以看到并非所有荷载都能被施加。您可以看到横梁上翼缘的塑性应变。

为提高承载能力,您可以添加一些加劲板。 

7 操作

切换到 Design 选项卡,在实体树中右键点击 Operations 以添加 New operation。

选择横向加劲板(Transvarsal stiffener)。

根据下图设置 STIFF T1 的属性。

添加另一块加劲板,并根据下图设置其属性。

现在,您可以按照上次相同的方式运行所有分析。您将查看加劲板对分析构件影响的计算结果。

现在您可以看到 100% 的荷载已被施加。

8 报告

最后,切换到 Report 选项卡。IDEA StatiCa 提供完全可自定义的报告,可打印输出或以可编辑格式保存。

我们已在 IDEA StatiCa Member 中完成了横隔梁的设计与规范校核。

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