You are currently reviewing an older revision of this page.
截面参数浅谈(一)
【问题描述】
STAAD软件提供了多种输入截面的方式,可以直接从截面库中选择某种截面,也可以自定义某截面。这里将对两个有关截面的问题进行讨论:剪切面积Ay和Az的输入及验算输出值。
这里先详细解释不同输入方式截面参数情况。
【答案详解】
注意: 当采用Section Element功能建立截面,在最新版的STAAD.Pro 中是不计算Ay和Az的(默认为0),因为在不同规范中对于剪切面积的计算方法是不同的。用户需要手动计算该剪切面积,并且输入计算之,而不是0。
输入截面方式/
剪切面积
自带截面库
用户自定义
Section Wizard
(Section Element)
需用户输入
(Section Drawing Model)
有限元计算
Ay(m2)
0.0006
0.000599998
0
0.000525913
Az(m2)
0.0010667
0.00106667
0.00136451
STAAD计算构件剪切应力应用的剪切面积是根据BS及AISC规范中一般通用规定进行的。(这里的折减系数为BS和AISC中通用简易算法,而对于非矩形的剪切面积,剪切面积计算比较复杂,是通过高阶微分方程计算得到,如需准确求解,可采用Section Drawing Model进行有限元计算)
这里以HM100×100×6×8为例来进行讨论。
腹板面积=100×6=600mm2
翼缘面积=100×8×2=1600mm2
则考虑折减(2/3,即0.667系数)1600×0.667=1067.2mm2;
因此当采用软件自带截面库及用户自定义工字型刚时候,软件将考虑0.667的计算系数;
STAAD中对于用户自定义的截面中的默认截面:
截面类型
计算情况
剪切截面计算面积
WIDE FLANGE
(工字钢截面)
软件计算
Ay=D×TW AZ=0.667×WF×TF×2
CHANNEL
(槽钢)
ANGLE
(角钢)
Ay=D×TF AZ=0.667×WF×TF
DOUBLE ANGLE
(双角钢)
Ay=2×D×TF Az=2×WF×TF
TEE
(T型截面)
可用Section Drawing Model有限元计算
PIPE
(圆钢管)
TUBE
(矩形钢管)
GENERAL
(任意截面)
ISECTION
(I型截面)
PRISMATIC
(矩形截面)
备注:这里的软件计算是指,STAAD软件自带的Calculate是采用表格中简化计算公式进行的剪切面积计算。
STAAD中输入时候考虑的剪切面积,Ay=腹板的剪切面积;Az=(2/3)×翼缘总面积=0.667×翼缘总面积;
截面的剪切面积Ay和Az参与构件剪切变形刚度矩阵的组成,输入时候的剪切面积一般是由剪切面积系数乘以截面面积得到。根据Timoshenko 和 Gere、 Roark及 Cowpe等研究表明剪切面积系数可以考虑为0.667(这种考虑剪切面积的方法被普遍应用于规范BS及AISC中)。因此,STAAD对于规范表格未明确指出的截面都将采用Timoshenko 和Gere、Roark及 Cowpe等人的研究成果,即剪切面积系数乘以截面面积。
《Roark's Formulas for Stress and Strain》一书中Section 8.1第129页中: