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Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

v9.04.01

大小:671 MB 更新:2023/03/23

类别:工程建筑系统:WinXP, Win7, Win8, Win10, WinAll

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  SHAPE-THIN9是一款薄壁截面的截面参数和应力分析软件,您可以直接在软件新建一个模型,随后使用软件提供的分析工具计算截面参数,计算应力数据,启动软件以后就可以提示你创建新的截面模型,可以在软件设置截面附加的计算内容,包括塑性截面属性(无组合加载条件)、c/t比值和有效截面属性、塑性承载力设计(有组合加载条件),也可以设置荷载工况和组合的分类,结合软件提供的模板截面就可以席间分析方案,软件提供图形和表格形式的输入输出数据,提供庞大的截面库和材料库,为用户分析截面提供更多帮助,如果你需要这款软件就下载吧!

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

软件功能

  1、通过单元、截面、圆弧和点单元创建截面

  可扩展数据库,包括材料特性、屈服强度和极限应力

  开口、闭口或非连接截面的截面属性

  由不同材料组成的截面的有效属性

  确定角焊缝的焊缝应力

  应力分析,包括主扭矩和次扭矩

  检查 C/T 比值

  有效截面按照

  European UnionEN 1993-1-5(包括按照 4.5 节纵向加劲屈曲板)

  European Union EN 1993-1-3

  European Union EN 1999-1-1

  Germany DIN 18800-2

  截面分类按照

  European Union EN 1993-1-1

  European Union EN 1999-1-1

  用于导入和导出表格的 MS Excel 接口

  打印报告

  2、截面属性和应力

  SHAPE-THIN决定了任意打开,闭合,组合或非连接截面的截面特性和应力。

  截面属性:

  截面面积 A

  剪切面积A y ,A z ,A u和A v

  重心位置 yS、zS

  惯性矩I y ,I z ,I yz ,I u ,I v ,I p ,I p,M

  回转半径i y ,i z ,i yz ,i u ,i v ,i p ,i p,M

  主轴倾角 α

  截面重量G

  截面周长U

  扭转常数J,J St.Venant ,J Bredt ,J s

  剪力中心y M ,z M的位置

  侧向约束的翘曲常数Iω,S , Iω,M或Iω,D

  最大/最小截面模数S y ,S z ,S u ,S v , Sω,M

  截面范围r u ,r v ,r M,u ,r M,v

  折减系数λ 中号

  塑性截面属性:

  轴力N pl,d

  剪力V pl,y,d ,V pl,z,d ,V pl,u,d ,V pl,v,d

  弯矩M pl,y,d ,M pl,z,d ,M pl,u,d ,M pl,v,d

  截面模量Z y ,Z z ,Z u ,Z v

  剪切面积A pl,y ,A pl,z ,A pl,u ,A pl,v

  区域等分轴f u ,f v的位置

  显示惯性椭圆

  静力矩:

  区域Q u ,Q v ,Q y ,Q z的一阶矩,以及最大位置和剪切流参数

  整经坐标ωM

  翘曲面积Qω,M

  单元格面积A m封闭截面

  应力:

  正应力σX由于轴向力,弯矩和翘曲双力矩

  由剪力以及一次和二次扭转力矩引起的剪应力τ

  等效应力σeqv ,自定义系数为剪应力

  与极限应力有关的应力比

  单元边缘或中心线的应力

  角焊缝中的焊接应力

  剪力墙截面:

  非连接截面的截面特性(高层建筑的核心,组合截面)

  弯曲和扭转引起的剪力墙剪力

  塑性分析:

  塑性承载力设计,计算增大系数αpl

  按照DIN 18800的el-el,el-pl或pl-pl设计方法检查c/t比

  3、冷弯薄壁型钢

  SHAPE-THIN 根据 EN 1993-1-3 和 EN 1993-1-5 确定冷弯薄壁型钢截面的有效截面。 可以选择检查在 EN 1993-1-3 的 5.2 节中规定的截面几何尺寸限制条件。

  按照折减宽度的方法考虑板件局部屈曲,并且根据 EN 1993-1-3 第 5.5 节考虑加劲截面加劲肋的可能屈曲(畸变屈曲)。

  可以选择迭代计算来优化有效截面。

  可以图形方式显示有效截面。

  在技术文章:按照 EN 1993-1-3 进行冷弯薄壁 C 型截面设计中,详细介绍了如何使用 SHAPE-THIN 和 RF-/STEEL Cold-Formed Sections 对冷弯薄壁型钢进行设计。

  4、输入

  SHAPE-THIN 的截面库中包含大量的轧制截面和参数化截面, 它们之间可以相互组合或通过新建单元进行补充。 此外还可以创建由不同材料组成的截面。

  提供的图形工具和功能可以让您按 CAD 程序中常用的方法来创建复杂的截面形状。 图形输入支持设置点单元、角焊缝、圆弧、参数化矩形和圆形截面、椭圆、椭圆弧、抛物线、双曲线、样条曲线 和 NURBS。 或者导入 DXF 文件用于进一步建模, 也可以使用辅助线进行建模。

  此外,您还可以使用参数化输入法建模,通过改变特定的变量来输入模型和荷载数据。

  单元可以通过图形方式进行划分或添加到其他对象上。 SHAPE-THIN 会自动划分单元,并通过引入虚单元提供不间断的剪力流。 对于虚单元,可以指定一个厚度来传递剪力。

  5、计算

  SHAPE-THIN 计算所有重要的截面属性,包括塑性极限内力。 重叠区域设置得贴近实际。 如果截面由不同的材料组成,则 SHAPE-THIN 会确定相对于参照材料的有效截面属性。

  除了弹性应力分析外,您还可以对任意截面形状进行包括内力相互作用在内的塑性设计。 塑性相互作用设计按照单纯形法进行。 可以根据 Tresca 和 von Mises 来选择屈服假设。

  SHAPE-THIN 按照 EN 1993-1-1 和 EN 1999-1-1 进行截面分类。 对于截面类别 4 的型钢截面,程序根据 EN 1993-1-1 和 EN 1993-1-5 确定未加劲或加劲板件的有效宽度。 对于截面类别 4 的铝型材截面,程序会根据 EN 1999-1-1 来计算有效厚度。

  SHAPE‑THIN 还可以选择根据 DIN 18800 的弹性-弹性、弹性-塑性或塑性-塑性法来检查 c/t 极限值。 同一方向连接的单元的 c/t 区域会被自动识别。

  Cross-Section Properties Software SHAPE-THIN | Result distribution of plastic normal stresses

  6、结果

  所有结果都可以通过数值和图形方式进行分析,并且可视化。 选择功能有助于目标评估。

  打印报告符合有限元分析软件 RFEM 和 杆件结构分析软件 RSTAB 的高标准要求。 更改会被自动更新。

软件特色

  薄型特性包括:

  •图形和表格中的交互式输入

  •访问广泛的DLUBAL部分的库的横截面

  •舒适的施工工具,可进行类似于CAD的建模

  •编辑工具:平滑或倒圆角,连接元素,插入开口等。

  •生成圆形或矩形空心部分

  •确定普通开放和封闭截面的截面特性

  •非组合载荷导致的塑料截面特性

  •设计正应力,剪应力和等效应力,并与极限应力进行比较

  •从RSTAB和RFEM导入载荷工况和构件的内力•将截面属性导出到RSTAB / RFEM和设计模块

  •考虑横截面中的不同材料

  •钢筋混凝土摩天大楼核心的截面特性和各个墙体中的力

  •项目经理,用于对SHAPE-THIN部分进行整体数据管理

  •打印输出报告,包含单独的内容和布局

安装方法

  1、打开SHAPE-Thin9.04.01_64bit.exe开始安装软件,选择安装语言

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  2、提示软件的安装引导界面,点击下一步

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  3、提示安装协议内容,点击下一步

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  4、软件的安装地址设置,默认就可以了

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  5、提示安装方式,选择完整安装

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  6、提示安装准备,点击安装

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  7、开始安装SHAPE-THIN软件,等待安装结束

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  8、提示软件安装完毕,点击完成

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方法

  1、将Duenq64.sign和DL_Base64.dll复制到C:\Program Files\Dlubal\SHAPE-THIN 9.04替换同名文件

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  2、将AUTHORE.INI复制到C:\ProgramData\Dlubal\Global\General Data

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  3、打开Dlubal SHAPE-THIN就可以正常使用,

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  4、新建模型界面,在软件输入模型名字点击确定创建

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  5、工作界面就是这样的,模型数据:节点、材料、截面、单元、点单元、焊缝

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官方教程

  力量与时刻

  一般说明

  在此表中,可以从RSTAB或RFEM定义或导入内力和力矩。

  这些是截面设计的基础,可以通过载荷工况和位置x进行设计。 整个输入在表1.7中完成,即没有特定的输入对话框。

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  位置编号是自动分配的,但是编号顺序无关紧要。

  位置x

  这些位置定义了沿梁发生相关内力的位置。然而,该位置x不必一定表示光束的真实位置。

  如果截面的内力不能立即证明最大应力的位置,则可以手动定义不同的位置x来设计截面。

  输入第一个位置x时,将自动创建荷载工况1。有关如何创建载荷工况或如何从RSTAB或RFEM导入内力的详细信息,请参见下文。

  尽管允许使用相同的位置x,但它们使结果评估有些困难。

  轴向力N

  轴向力N导致法向应力σx,N在截面中恒定。

  输入带正号的拉伸力,带负号的压缩力。

  剪切力Vu / Vv

  剪力Vu和Vv(作用在主轴u和v的方向上)会产生剪应力vVu和vVv。如果它们平行于全局轴y0和z0起作用,则列标题标记为Vy和Vz。在这种情况下,它们会导致剪切应力vVy和vVz。

  内力的参考值可以在“常规数据”对话框的“详细信息”选项卡中设置,可以通过菜单进行调用

  编辑→截面属性→常规数据。

  扭转力矩Mxp / Mxs

  如果剪切力没有作用在剪切中心M或横向约束D中,则该截面将另外受到扭转。这导致绕梁的纵轴x的扭转力矩(扭矩)。

  在这些列中,可以输入扭转力矩Mx的两个分量-主扭转力矩Mxp和次级扭转力矩Mxs。 如果翘曲扭转的影响无关紧要,则仅主扭转力矩Mxp是相关的,即Mxs可以设置为零。

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  如果正轴y指向右侧,则当扭转力矩绕剪切中心M顺时针旋转时,Mxp定义为正。

  代替共同的剪切中心M,可以定义不同的旋转点。

  可以在“常规数据”对话框的“详细信息”选项卡中指定横向约束D(参见图4.37,第56页),可通过菜单调用

  编辑→截面属性→常规数据。

  对于通常可以视为无翘曲的部分(例如,闭合截面),可以忽略翘曲扭转效应。 然后可以将次级扭转力矩Mxs设置为零。

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  扭矩Mxs将与开放,薄壁,无翘曲的截面(例如I型,W型或C型截面)有关。 然后必须将总扭转力矩MT分成Mxp分量(导致来自St. Venant扭转的主扭转剪切应力)和Mxs分量(由于翘曲约束而引起第二次扭转剪切应力)。

  然后,将这两个值输入表格列中。

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  弯矩Mu / Mv

  力矩Mu和Mv(沿主轴y和z的方向作用)会产生法向应力σx,Mu和σx,Mv。 如果它们平行于全局轴y0和z0起作用,则列标题将标记为My和Mz。 在这种情况下,它们会导致法向应力σx,My和σx,Mz。

  可以在“常规数据”对话框的“详细信息”选项卡中设置弯矩的参考,如针对剪切力所述。

  SHAPE中的符号约定与RSTAB,RFEM和RF- / STEEL的符号约定相对应:当在正向构件侧(即,沿其z轴方向)存在张应力时,My为正。 当在正构件侧(即,在构件轴线y的方向上)存在压缩应力时,Mz为正。 下图说明了符号约定。

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  双体动量Mω

  双矩导致翘曲法向应力σx,Mω。

  如果由于无翘曲,准无翘曲,闭合或不翘曲约束的截面而在不考虑翘曲扭转的情况下计算应力,则可以将力矩Mx,s和Mω设置为零。设计。在此,扭转力矩Mx,p对应于共同的扭转力矩MT。

  评论

  该列可用于输入有关内力的用户定义的注释。通过菜单选项→单位,可以自定义力和力矩以及小数的单位(参见图10.57,第193页)。

  创建工况

  内力的不同组合既可以在单独的载荷工况中进行组织,也可以通过在一个载荷工况下定义不同的位置x来组织。如果内力阵容很少,那么最后提到的替代方案就足够了。

  可以通过表1.7工具栏中的•插入→新建荷载工况•按钮[新建荷载工况]按钮创建一个新的荷载工况。

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  •导航器项“力和力矩”的上下文菜单。

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  将打开“新建工况”对话框。

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  LC编号由程序分配,但可以用其他编号代替。 如果此号码已经存在,将出现警告,并且无法关闭对话框。 [LC Index]按钮打开所有已定义工况的概览。

  在输入字段工况描述中,可以分配一个名称。 可以输入描述或从列表中选择描述。 也可以添加一个解释性注释。

  从RSTAB或RFEM导入内力

  RSTAB或RFEM构件的计算内力可以通过

  •菜单附加→从RSTAB导入结果(必须设置表1.7)•表1.7力和力矩的工具栏中的[导入结果]按钮。

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  将打开一个对话框,您可以在其中进行选择。

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  在输入到LC编号输入字段中,预设了第一个空载工况编号。如有必要,可以输入其他数字。

  首先选择程序(例如RSTAB 7,RFEM 4),然后选择项目,最后选择要导入结果的结构。可以从单击输入字段时打开的列表框中进行选择。

  选择位置后,结构的图像将立即显示在右侧,所有计算的荷载工况在下面列出。当然,此列表中还包括载荷组,载荷组合和超级组合,它们按编号和相关的描述进行排序。单击鼠标选择所需的工况。

  在成员输入字段中,输入成员的相关编号。建议仅选择特定成员,以限制要导入的位置x的数量,这便于以后评估结果。

  [浏览]按钮可以选择其他文件夹。因此,可以访问RSTAB / RFEM项目管理器项目中未包含的结构。 [确定]将所选成员结果导入表1.7力和力矩。作为工况描述,SHAPE自动包含程序和结构名称,成员编号和原始工况描述。

  力和力矩在位置x处导入,该位置取决于RSTAB或RFEM中构件的划分数。为了避免在导入多个成员的结果时出现x相同的位置,SHAPE会连续累加所有成员的位置。

  但是,对于荷载组合,即使在一个相同的成员中,也无法将位置x相加。因此,存在具有相同的最大值和最小值的几个相同的位置x以及相关的内力。

  对于结果排列清晰的组合,不相关的表格行可以通过例如[Ctrl] + [Y]。或者,在“位置编号”列中按鼠标键选择那些行。然后用鼠标右键调用上下文菜单以删除选定的行。

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  互连元素

  在计算之前,SHAPE会确定截面是否由相互连接的元素组成,或者是否有几个独立的截面部分。

  可以通过菜单Extras→检查互连元件来检查互连元件。

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  就计算理论而言,此分类很重要:如果未连接元素,则将假定各个部分为可剪切挠性。截面特性是根据加筋剪力墙的理论计算的。在那里,假定整体部分由单独的剪力墙(支撑面板)组成,这些剪力墙通过地板或横梁相互连接。截面特性和应力的计算方式与相干截面的计算方式不同(例如,不具有平行轴定理分量Ai⋅ei2的惯性矩,请参阅第122页的7.8章)。

  未连接的截面零件可以通过菜单Extras→连接节点和元素进行连接。

  在该部分的未连接部分之间自动创建虚拟元素。

  6.4塑性计算

  塑性计算的参数在“常规数据”对话框的“塑性计算”选项卡中进行控制。可以通过菜单调用

  编辑→截面属性→常规数据。

  在大多数情况下,默认设置代表准确性和计算速度之间的实际折衷。要处理的Simplex元素越多,分析所需的时间就越多。

  6.5开始计算

  有几个选项可以开始计算。 在此之前,建议对输入数据进行简短的真实性检查(参见第6.1章,第90页)。

  可以通过

  •菜单结果→显示结果,•工具栏中的[显示结果]按钮,

  •功能键[F5]。

  图6.4:按钮显示结果

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  如果截面模型中有未连接的元素,则SHAPE询问是否要根据采用不同公式的剪力墙理论计算截面。

  图6.5:计算剪切挠性截面之前的警告

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  结果

  计算后,结果立即显示在截面图形和结果表中

  可用的结果表取决于特定于计算的设置,即应力,c / t检查,塑性设计,有效横截面宽度或剪力墙截面。

  7.1节属性

  表2.1截面特性显示了所有重要的截面特性。 要查看整个列表,您可以通过用鼠标拉起其顶部边缘来放大表格窗口。 或者,可以使用“显示行”功能隐藏那些次要的属性

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  如果该节由具有不同材料的元素组成,则表标题将读取“理想节属性”,其中包括在“常规数据”对话框的“详细信息”选项卡中定义的参考材料。

  如果在常规数据对话框的常规数据选项卡中选择了有效横截面设计,则此表包括有效截面属性。截面属性是指有效横截面设计的有效横截面。 当前的载荷工况和位置x,而不是总横截面。 这种分析不会注意到截面属性,而这种属性在此模型的基础上是没有意义的,例如 “有效”横截面的重量或周长。 以同样的方式,在分析有效横截面时,不会确定塑性横截面的特性。

  静态力矩

  第二结果表包括静态矩Qy和Qz(面积的第一矩)以及归一化的翘曲坐标ωM和翘曲的静态矩QωM。

  静态力矩和翘曲坐标的分布也可以显示在图形中。

  图7.3:表2.2静力矩和翘曲静力矩

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  如果该部分由具有不同材料的元素组成,则表头将读取“理想特性分布”,包括“参考材料”,该材料已在“常规数据”对话框的“详细信息”选项卡中定义

  通过表格工具栏中的[过滤器]按钮,可以选择要在该表格中显示的结果类型。

  图7.4:对话框显示列

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  元素编号

  所有静态力矩均按元素列出。

  节点编号

  静态力矩在每个元素的起点和终点列出。此外,还将为所有元素中心显示以下各列的值。

  距离s

  此值指示特定位置到元素起始节点的距离。

  排列y,z,u,v

  在这四列中,列出了所有元素位置的纵坐标。它们参考质心C与全局轴y和z或主轴u和v有关。

  静态力矩Qy / Qz / Qu / Qv

  静态力矩(区域的第一力矩)是根据截面的全局轴y和z或主轴u和v列出的。静力矩定义为dA与它的质心到位于截面平面内的参考轴的距离的乘积。

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  需要静态力矩来确定由于剪切力Vy和Vz而产生的剪切应力。 由开始和结束节点的顺序定义的元素方向对静态力矩的符号有影响。

  7.3正应力σx

  在该结果表中,列出了表1.7力和力矩中定义的每个位置x的各种法向应力σx。

  如果在“常规数据”对话框的“常规”选项卡中选择了有效横截面设计,则该表列出了有效截面的应力

  可以在列表的末尾读取每个位置x的极限值。

  该列表由所有位置x的总最大和最小应力Σσx得出。

Dlubal SHAPE-THIN(薄壁截面的截面参数和应力分析)

  元素编号

  对于每个位置x,法向应力均按元素编号列出。 分析未涵盖点元素中的应力。

  节点编号

  在每个元素的起点和终点列出了法向应力。 此外,还将为所有元素中心显示以下各列的值。

  距离s

  此值指示特定位置到元素起始节点的距离。

  信用证编号

  在此列中,显示了相应工况的编号。

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