直接分析法实现详细说明

00

主要步骤

  1. 激活相关模块及规范

  2. 对基本组合进行稳定分析

  3. 查看最小临界荷载系数

  4. 添加缺陷

  5. 荷载组合按照非线性计算

  6. 进入GB50017-2017钢结构验算模块

  7. 指定有效长度,用于长细比验算

  8. 构件验算方法指定为直接分析法

  9. 查看验算结果


01

激活相关模块及规范

命令路径:文件>基本数据>模块;

激活三个模块:1-结构稳定性;2-组合向导及分类;3-钢结构设计;

直接分析法实现详细说明的图1


模块1:对每个荷载组合进行屈曲分析,获得临界荷载系数。

模块2:按照规范自动生成荷载组合。

模块3:按照规范执行构件验算。

直接分析法实现详细说明的图2

按照新可靠度规范和抗规生成荷载组合。

按照《钢结构设计标准》GB50017-2017验算构件。


02

对基本组合进行稳定分析

命令:荷载工况和组合>设计状况>组合助手

直接分析法实现详细说明的图3

新建一个组合助手设置,该设计状况(承载能力极限状态)生成的所有荷载组合都会采用组合助手里的分析设置。

直接分析法实现详细说明的图4

静力分析设为一阶分析,稳定分析勾选上。该组合助手会对每个荷载组合生成两个分析,一个静力分析一个稳定分析。由于当前的目的是为了获得结构的最低阶临界荷载系数,所以只需要稳定分析的结果,静力分析的结果暂不用来构件验算,故静力分析选最快的一阶法。


03

查看最小临界荷载系数

直接分析法实现详细说明的图5

计算完后,表格切换到: 静力分析>概况>DS1:ULS Fundamental。即可查看基本组合下的包络变形和最小临界荷载系数 8.708,对应的荷载组合为CO3。


直接分析法实现详细说明的图6

工况切换到CO3,结果类型选择稳定性分析,即可查看CO3下的各个屈曲模态及对应临界系数。该组合第1阶模态临界荷载系数8.708,为门刚柱弱轴屈曲。二阶效应系数为1/8.708>0.1,需要考虑二阶效应,


直接分析法实现详细说明的图7

第3阶模态临界荷载系数14.864,为门刚平面内整体屈曲。二阶效应系数为1/14.864<0.1。可以不用考虑二阶效应。


综合来看,该结构的稳定性由门刚柱面外屈曲控制,二阶效应系数大于0.1,需要考虑二阶效应,应该采用二阶P-Δ分析法或者直接分析法。


这里我们采用直接分析法。需要:

  1. 输入构件的整体侧移缺陷局部弯曲缺陷。

  2. 设计内力不能用一阶线性分析的内力,而应该用非线性分析得到的荷载组合的内力。



04

添加缺陷

  1. 导航器>缺陷>缺陷工况>新建缺陷工况Impx,Impy

  2. Impx>杆件缺陷>新建杆件缺陷

直接分析法实现详细说明的图8

缺陷添加步骤。

直接分析法实现详细说明的图9

缺陷工况类型定义。此处的局部缺陷指的是结构整体中局部的杆件,是杆件缺陷的含义(包含侧移和局部弯曲,见右侧示意图)。


直接分析法实现详细说明的图10

建立缺陷工况时,缺陷与相应方向水平力绑定。可大幅减少荷载组合数量。


直接分析法实现详细说明的图11

对杆件添加侧移缺陷。


直接分析法实现详细说明的图12

对杆件添加局部弯曲缺陷。

直接分析法实现详细说明的图13
直接分析法实现详细说明的图14

缺陷添加结果显示。


如果是层结构,则缺陷工况选择“结构整体初始缺陷表格”,可以参数化对每一层添加整体侧移缺陷,不用再选择构件添加构件的侧移缺陷。

直接分析法实现详细说明的图15
直接分析法实现详细说明的图16


如果是空间结构,则缺陷工况选择“屈曲模态”,可选择某个荷载组合的屈曲分析结果作为缺陷。

直接分析法实现详细说明的图17
直接分析法实现详细说明的图18



05

荷载组合按照非线性计算

修改设计状况的组合助手,由前面的一阶改为二阶。如此生成的荷载组合都是用二阶分析法计算的。

直接分析法实现详细说明的图19
直接分析法实现详细说明的图20


06

进入GB50017-2017钢结构验算模块

直接分析法实现详细说明的图21

表格>钢结构设计。点击“打开全局附加设置对话框”。


直接分析法实现详细说明的图22

全局设置:1.仅验算承载力;2.分析方法设为混合法:当荷载组合数量小于20时,会用所有组合内力进行验算(即列举法,比较慢,工况少时影响不大),如果大于20,会用最大/小内力所在组合进行验算(即包络法,比较快,工况多时,能大幅度减少验算时间)。3.根据需要修改长细比限值。4.储存结果,选择“按对象”,这样一个构件就显示最大的应力比;如果选“按地点“,则一个杆件上的应力比会变化,可以看到验算结果最大值发生的位置在哪;如果选”按应力点“,除了可以看到应力比随着杆件位置的变化,还能看到截面上应力的变化。



07

指定有效长度,进行长细比验算

虽然采用直接分析法,不需要有效长度来验算稳定性。但是为了得到正确的长细比,我们需要对构件进行计算长度指定。

直接分析法实现详细说明的图23

导航器>钢结构参数设置>有效长度>新建有效长度

直接分析法实现详细说明的图24

只需要选择绕强轴和绕弱轴,不需要勾选扭转屈曲和弯扭屈曲,只有当采用一阶法和二阶P-Δ法需要验算扭转屈曲和弯扭屈曲时才需要勾选。


直接分析法实现详细说明的图25

系杆有效长度指定。


直接分析法实现详细说明的图26

梁和柱有效长度指定。弱轴均按照系杆支承间距计算。



08

指定构件稳定验算方法为“直接分析法”

直接分析法实现详细说明的图27

导航器>钢结构设计>承载能力极限状态配置>新建


直接分析法实现详细说明的图28

稳定验算方法改为直接分析法,分配给所有构件。(或者柱按直接分析法,梁和系杆按照一阶弹性等效杆件法)


09

显示验算结果


直接分析法实现详细说明的图29

图形化显示所有构件最大应力比。


直接分析法实现详细说明的图30

点击构件,表格显示构件所有验算结果,双击某项即可查看该结果计算详细过程,如下图。


直接分析法实现详细说明的图31

点击计算过程中的任一参数,即可右侧跳到对应区域显示计算公式。


直接分析法实现详细说明的图32

长细比验算结果表格。


讲解视频请查看【RFEM6公开课-回放】新钢标直接分析法实现步骤

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直接分析法实现详细说明的图33


直接分析法实现详细说明的图34

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