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钢梁结构设计(EN)
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钢梁结构设计(EN)

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了解如何使用 IDEA StatiCa Member 对可能存在稳定性和屈曲问题的简支钢梁进行设计和规范校核。

新建项目

首先启动 IDEA StatiCa,并选择 Member 软件  (下载最新版本)。

创建一个新项目(左侧边栏)并输入名称。使用梁的几何形状,并结合相关构件进行设计。将跨度设置为 8.0 m,为梁选择截面 HEB 260,然后点击创建项目。

分析构件

在本示例中,只有一个分析构件 - AM1,该构件由模板创建。

相关构件

四个相关构件也已自动创建。但我们只需保留两根柱,其余两根框架梁可以删除以完成布置。

选择并删除 RM1 和 RM3 构件。

荷载

将梁上的恒荷载定义为线荷载并设置其参数。

将 ULS/LE1 荷载值编辑为作用于上翼缘 z 方向的 -20 kN/m。

节点

要定义节点,请选择 CON1 项,然后点击编辑节点。

我们可以通过多种方式对该简单节点进行建模:

  • 使用端板操作
  • 使用节点库中的示例

我们将在节点库中搜索合适的模板 - 点击推荐按钮。

向下滚动浏览库,找到以下设计:

修改参数化模板的参数:顶部 2 排、底部 2 排,螺栓列距 160 mm,第一排、螺栓间距及螺栓边距均为 50 mm。螺栓类型及规格为 M16 8.8。并取消勾选加劲板选项。

保存并关闭 节点设计,返回 Member 项目。

要设计第二个节点,请选择节点 CON2,然后点击应用,将 CON1 节点的设计方案复制过来。

校核

共有三种依次进行的分析类型。

首先,启动材料非线性分析(MNA)。选择校核选项卡,点击 MNA,然后点击计算。

点击上方功能区中的应力按钮,并选择网格、变形以显示变形形状,可直观查看梁的应力分布。

第二步是执行线性屈曲分析(LBA) 并点击计算。 

在结果中逐行查看 LBA 表格中的不同屈曲模态。

如您所见,前两个屈曲系数均小于 15,因此在本情况下,应执行含初始缺陷的几何和材料非线性分析(GMNIA)。更多信息请参阅理论背景。

对于 GMNIA,需要设置初始缺陷(初始几何缺陷的幅值)。

我们输入数值 0.5 x L/300 = 0.5 x 8000 mm/300 = 13 mm。

选择 GMNIA 并点击计算,启动含初始缺陷的几何和材料非线性分析(GMNIA)计算。

结果表明,即使考虑初始缺陷,该构件的截面尺寸仍然满足要求,并通过了规范校核,同时也考虑了稳定性失效风险。

报告

最后,转到报告选项卡。IDEA StatiCa 提供可自定义的报告,可打印输出或以可编辑格式保存。

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