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技术支持中心知识库文章RCS 软件中的二阶效应
如何计算受压构件的一阶合力偏心距
RCS 软件中的二阶效应
根据欧洲规范更新混凝土柱法向力偏心距定义
细长柱的耐火性能
RCS 软件中的二阶效应
ConcreteReinforced concreteKnowledge baseRCSEN (Eurocode)

RCS 软件中的二阶效应

本文也提供以下语言版本
ENCZDEESFRITPTNLHUROKRPLTHTRVIZH
AI从英语翻译

本文将介绍如何在 RCS 软件中按照 EN 1992-1-1 进行受压构件的设计。我们将描述工作流程,以及软件中已实现并可用于分析的方法,例如考虑二阶效应的方法。

受压构件的设计可能是一项复杂的任务,需要考虑众多因素和参数。特别是,初始缺陷和二阶效应会对设计内力产生显著影响,必须加以考虑,以确保结构的安全性和经济性。

软件中实现了两种方法:

  • 名义刚度法
  • 名义曲率法

两种方法均依据 EN 1992-1-1 第 5.8.7 条和第 5.7.8 条。构件类型必须设置为受压构件才能使用该功能。 

有关软件中可设置的构件类型的更多信息,请参阅文章 RCS 软件中的截面和构件类型。 

创建、加载并配置钢筋后,转到导航器 -> 设计构件,选择初始缺陷,二阶效应。在此可以设置计算长度以及计算设计内力所需的所有参数。 

计算长度可根据垂直于"y"轴或"z"轴方向的约束条件自动计算。该计算依据 EN 1992-1-1 图 5.7,其中 l0 为软件中的受压构件长度。

或者,如果已知计算长度,也可以通过用户输入方式直接设置。 

如果将初始缺陷和二阶效应选择为计算,则需要在表格中设置几何缺陷和二阶效应的参数。 

下面逐一介绍各项设置。

几何缺陷

几何缺陷依据 EN 1992-1-1 第 5.2 条计算。

首先,需要确定是仅对承载能力极限状态或正常使用极限状态施加缺陷,还是对两者均施加。 

注意,对于正常使用极限状态,仅施加缺陷 ei。根据规范,正常使用极限状态无需施加由二阶效应引起的偏心距 e2。 

选择相应的组合集后,需要设置名为考虑效应的单元格。该功能有两个选项: 

  • 独立构件 
  • 支撑体系

可在 EN 1992-1-1 第 5.2(6) 条中找到相关说明。 

根据规范条款,独立构件的参数如下:

l (长度) = 构件实际长度

m(竖向构件数量) = 1

支撑体系的参数为:

l = 建筑高度

m = 在两个方向上对支撑体系水平力有贡献的竖向构件数量

另一个重要设置是缺陷方向。共有三个选项: 

1. 按规范设置

即计算时将使用规范设置中的选项。

2. 合力弯矩

Mi,Ed,y/z = NEd * ei,y/z    

其中: 

NEd 为设计轴力

ei,y/z 为几何缺陷

Mi,Ed,y/z 为由缺陷引起的弯矩

Mi,Ed,y = M0,y + Mi,Ed,y/z * cos (α)    

其中: 

M0,y 为绕"z"轴的一阶弯矩

α 为下图所示角度

Mi,Ed,y 为绕"z"轴的一阶弯矩(含缺陷效应)

  • 阅读以下文章了解 如何计算受压构件的合力一阶偏心距

3. 较大长细比方向 

该选项将全部几何缺陷施加于长细比较大的方向。例如,对于下图所示截面,仅考虑 Mi,Ed,y。

二阶效应

在表格下部,可以设置二阶效应的分析方法。在选择计算方法之前,需要了解构件是否有侧移约束以及在哪个方向上有约束。

该设置影响依据 EN 1992-1-1 第 5.8.3.1(1) 条对独立构件长细比准则的计算。 

为计算弯矩比 rm 系数,需要设置一阶端部弯矩 M01 和 M02。可在导航器 -> 二阶效应中进行设置。

软件中实现了两种分析方法: 

  • 名义刚度法
  • 名义曲率法

名义刚度法

对于名义刚度法,必须定义 c0 系数。相关说明见 EN 1992-1-1 第 5.8.7.2(2)(3) 条。

所有中间结果均可在导航器 -> 二阶效应中查看。最终结果为分别绕"y"轴和"z"轴的设计弯矩。

名义曲率法

对于名义曲率法,需要设置 c 系数。相关说明见 EN 1992-1-1 第 5.8.8.2(3)(4) 条。

与前一种方法相同,所有中间结果均可在导航器 -> 二阶效应中查看。最终结果为分别绕"y"轴和"z"轴的设计弯矩。

请注意,对于正常使用极限状态验算,假定 MEd = M0Ed 成立。即正常使用极限状态不包含二阶效应,仅考虑初始缺陷。

双轴弯曲

如果长细比满足下图中标注的两个条件,则无需进行进一步验算。

即当满足验算条件时,软件将不考虑 M2,y/z 弯矩。

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