D2.B.7 构件抵抗力
构件抵抗力在 STAAD.Pro 中根据 AS 4100 规定的程序计算。计算的设计承载力与从 STAAD.Pro 分析中确定的相应轴向力、弯矩和剪力进行比较。这些用于报告设计构件的失效或通过状态。
根据 AS 4100,通常执行两种类型的设计检查:
- 名义截面检查 - 这指的是截面抵抗施加荷载的能力,并考虑截面屈服和局部屈曲效应
- 名义构件检查 - 这指的是构件抵抗施加荷载的能力,并包括整体构件屈曲效应的检查,如欧拉屈曲、侧向扭转屈曲等。
D2.B.7.1 轴向拉力
控制受拉构件承载力的标准基于 AS 4100 第 7 节的两个极限状态。毛截面屈服的极限状态旨在防止构件过度伸长。
第二个极限状态涉及最小有效净面积截面的断裂,计算 ϕNt
截面轴向拉力承载力(条款 7.2)。通过使用 NSF 参数(参见 D2.B.8 设计参数),您可以指定净截面面积。STAAD.Pro 根据 AS 4100 条款 7.1 和 7.2 分别基于这两个极限状态计算构件的拉力承载力。偏心端部连接可以使用 KT 修正因子考虑,依据条款 7.3。
屈服应力 fy 基于最小板屈服应力。参数 FYLD、FU 和 NSF 适用于这些计算。
D2.B.7.2 轴向压力
构件的抗压强度基于 AS 4100 第 6 节的极限状态。它取名义截面承载力和名义构件承载力中的较小值。名义截面承载力 ϕNs
是形状因子(条款 6.2.2)、截面净面积和材料屈服应力的函数。通过使用 NSC 参数(参见 D2.B.8 设计参数),您可以指定净截面面积。请注意,此参数与拉力对应的参数不同。程序自动计算形状因子。kf 形状因子根据条款 6.2.4 的有效板宽计算,fy 屈服应力基于最小板屈服应力。
名义构件承载力 ϕNc
是名义截面承载力和构件长细比折减因子(条款 6.3.3)的函数。此值绕两个主轴 x 和 y 计算。在此,您需要通过 ALB 参数提供 αb
的值(条款 6.3.3)(参见 D2.B.8 设计参数)。抗压强度计算的有效长度可以通过参数 KY、KZ、LY 和 LZ 提供(参见 D2.B.8 设计参数)。
D2.B.7.3 弯曲
弯曲承载力根据 AS 4100 第 5 节计算。构件的允许弯矩取名义截面承载力和名义构件承载力中的较小值(参考条款 5.1)。
名义截面弯矩承载力 ϕMs 绕两个主轴 x 和 y 计算,是抵抗截面屈服或局部屈曲的能力,表示为材料屈服应力和有效截面模量的乘积(参考条款 5.2)。有效截面模量是 截面分类(即紧凑、非紧凑或细长)和最小板屈服应力 fy 的函数。名义构件承载力取决于构件的整体弯扭屈曲(参考条款 5.3)。
构件弯矩承载力 ϕMb 仅绕主轴 x 计算(参考条款 5.6)。临界翼缘有效截面约束及相应的设计段和子段用作计算承载力的基础。
D2.B.7.4 轴力与弯曲的相互作用
组合截面弯曲和剪切承载力使用剪切和弯曲相互作用方法计算,依据条款 5.12.3。
RATIO 参数提供的允许值(参见 D2.B.8 设计参数),则认为构件在该荷载条件下失效。D2.B.7.5 剪切
截面腹板剪切承载力 ϕVv
根据条款 5.11 计算,包括剪切屈服和剪切屈曲承载力。一旦获得承载力,计算作用在截面上的剪力与截面剪切承载力的比值。如果任何比值(对于局部 Y 和 Z 轴)超过 1.0 或使用 RATIO 参数提供的允许值(参见 D2.B.8 设计参数),则认为截面在剪切作用下失效。
| 通用截面类型 | 澳大利亚截面 | 剪切检查 |
|---|---|---|
|
I 型截面 (即平行于次主轴 y 轴) |
WB, WC, UB, UC | 仅计算腹板 |
| T 型截面 | BT, CT | |
| 槽钢 | PFC | |
| 角钢 | EA, UA | 不执行检查 |
| 方管 | SHS, RHS | 计算平行于两个主轴 x 和 y 轴 |
| 圆管 | CHS | 依据 AS 4100 5.11.4 |
D2.B.7.7 剪切与弯曲相互作用
程序将报告是否 M* > ϕMs(即剪切弯曲相互作用未通过条款 5.12.3 的检查)。如果 M* > ϕMs,则 Vvm = 0.6 × Vv。
D2.B.7.8 扭转
STAAD.Pro 不针对 AS 4100 设计截面或构件的扭转。
D2.B.7.9 长细比
长细比检查不用作关键构件比率检查。如果包括长细比检查且超过单位值(1.0),则可能报告为控制标准。然而,如果小于单位值,它将报告但不会用作控制比率。