Idea Statica
  • 钢结构
  • 混凝土
  • BIM与工作流程
  • 支持与学习
  • 定价
  • 公司
  • 钢结构概述
  • 节点设计
  • 构件设计
  • 参数化设计
  • 钢结构案例研究
  • 混凝土概述
  • 墙体与 D 区
  • 锚固设计
  • 混凝土案例研究
  • BIM 概述
  • 兼容与协作软件
  • Checkbot
  • Viewer
  • API
  • 技术支持中心
  • E-learning & 认证
  • 博客
  • 下载与许可
  • 方案
  • 免费社区工具
  • 企业客户
  • 学生与教育工作者
  • 您能节省多少?
  • 关于我们
  • 联系我们
  • 研究与开发
  • 授权经销商
  • 走进我们的客户
  • 钢结构
    钢结构概述节点设计构件设计参数化设计钢结构案例研究
  • 混凝土
    混凝土概述墙体与 D 区锚固设计混凝土案例研究
  • BIM与工作流程
    BIM 概述兼容与协作软件CheckbotViewerAPI
  • 支持与学习
    技术支持中心E-learning & 认证博客下载与许可
  • 定价
    方案免费社区工具企业客户学生与教育工作者您能节省多少?
  • 公司
    关于我们联系我们研究与开发授权经销商走进我们的客户
14天试用
14天试用

订阅我们的新闻通讯

公司

  • 关于我们
  • 合作伙伴关系
  • 职业机会
  • 面向结构工程师的专利技术

资源

  • 客户项目
  • Case studies(案例研究)
  • IDEA StatiCa 节点库
  • 验证手册

法律

  • IDEA StatiCa 最终用户许可协议
  • 全球隐私政策
  • 服务条款 – IDEA StatiCa Viewer
  • 许可授权

帮助

  • 联系我们
  • 报价申请
  • 经销商
  • 下载
FacebookInstagramLinkedInYouTube

© IDEA StatiCa 2009-2026

受到全球工程师、制造商和顾问的信赖与使用。

技术支持中心知识库文章刚度分析
钢结构高级分析类型
刚度分析
节点刚度及其在整体分析中的应用
如何在有限元模型中输入转动刚度
为什么应力/应变分析与刚度分析的承载力不同?
弯矩-转角曲线导出为 CSV 和 DXF
螺栓和焊缝破坏限制的转动能力(刚度分析)
加腋梁的转动刚度
钢结构节点的刚度分析与变形能力
节点分类(EN)
钢结构节点分类(AISC)
根据加拿大标准的钢结构节点分类
根据澳大利亚标准的节点分类
按印度标准的刚度分类
按中国标准进行节点分类
根据香港规范的刚度分类
根据俄罗斯规范的节点分类
刚度分析
Connection designSteelKnowledge baseConnectionEN (Eurocode)

刚度分析

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

在每个结构中,内力的分布取决于其构件的刚度。IDEA StatiCa 可以帮助您确定节点的刚度,从而验证整体模型的设置。以下文章汇总了有关刚度分析您需要了解的主要信息。

使用 IDEA StatiCa Connection 中的刚度分析功能,可以确定节点是铰接、半刚性还是刚性。刚度分析的结果将给出弯矩-转角曲线图以及包含重要数值的表格。根据该曲线及所选国家标准,节点将被分类为: 

  • 铰接
  • 刚性
  • 半刚性

正确的荷载定义

为了从刚度分析中获得正确的结果,您可以分别计算每个转角方向的刚度,为 My、Mz(或者 N 和 Mx)分别输入独立的荷载工况。

或者,您也可以施加作用在被分析构件上的一整套内力,因为所有其他内力也会同时影响每个刚度分量(转角方向)的结果。有关详细说明,请阅读文章剪力和轴力对转动刚度的影响。

所施加的荷载必须大于 1 kN/1 kNm/kip/kip.ft

节点刚度分类所需的信息

  • 构件的理论长度 
  • 区分有支撑和无支撑结构体系(针对 EN 方法)

My 和 Mz 的理论长度 [m] 定义为被分析构件的节点间距离,仅用于分类(不用于计算实际刚度值)。

有支撑体系(支撑框架)选项适用于按照 EN 1993-1-8 的欧洲规范项目,因为有支撑体系和无支撑体系的分类条件不同。

刚度分析获得的结果

可获得两类结果:数值表格和刚度曲线图,两者均可导出为 CSV 或 DXF格式。

对于每个用于评估转动刚度的内力分量,表格中每一行列出了与各个设计荷载组合相对应的数值。根据所选中的行,刚度曲线图将显示相应的分量。

  • MEd:荷载组合中引入的设计弯矩,仅与割线刚度相关
  • Mj,Rd:节点的抗弯承载力,用于判定节点的屈服
  • Sj,ini:初始转动刚度,描述线性刚度行为,其考虑范围为直至 2/3 Mj,Rd 的数值
  • Sjs:割线转动刚度,定义为设计弯矩 MEd 与节点刚度曲线 Sj 的交点,当 MEd > 2/3 Mj,Rd 时适用
  • Φ\PhiΦ:根据设计弯矩获得的转动变形
  • Φ\PhiΦc:节点的转动能力,其极限由螺栓破坏、焊缝破坏或板件 15% 塑性应变确定
  • Sj,R:刚性与半刚性边界的刚度值
  • Sj,P:半刚性与铰接边界的刚度值

注意:如果初始刚度 Sj,ini 和割线刚度 Sj,s 显示为无穷大刚度,这意味着刚度曲线非常陡峭,在图中实际上呈现 90°,因此切线结果为无穷大。这始终意味着该节点是远离半刚性等级边界的刚性节点,因此精确数值没有实际意义。换句话说,该节点是绝对刚性的。

在有限元整体结构模型中应使用什么?

您的整体模型所需的主要信息是分类结果,用于将构件之间的边界条件设置为铰接(理想铰)、刚性(理想刚性)或半刚性(具有一定刚度)。

对于半刚性类别,您需要找到代表构件之间节点转动刚度的数值。该数值由刚度分析结果标签页中的 Sj,ini 值表示。

但是,您始终需要运用工程判断,为您的整体结构模型确定合适的刚度值。

Sj,ini 取决于节点的 Mj,Rd 值和刚度曲线的形状。此外,用于刚度分析的 CBFEM 模型与用于 EPS 分析的模型不同,这可能导致节点的 Mj,Rd 不同,并需要进一步调整节点模型以适配刚度分析。

有关更多详细信息,请阅读文章节点刚度及其在整体分析中的应用。

在哪里可以找到关于刚度分析的更多信息 

有多种信息来源可供了解此类分析。我们建议阅读理论背景的通用部分、博客文章为什么要关注节点刚度,和/或观看我们关于该主题的网络研讨会(见下文)。

要将刚度分析结果与您的整体有限元模型相结合,请观看如何将转动刚度纳入您的有限元模型视频。

在本文末尾,您可以找到多个分步教程。

用于刚度评估的模型

为了评估节点本身的转动刚度 kjoint 及相应的转角 θ2,我们从整体变形 θtot 中减去分配给构件变形的部分刚度 θ1。

构件的转角 θ1 是在所有构件之间理想刚性连接的模型上评估得出的。整体转角 θtot 是在具有实际加工操作的模型上评估得出的。

刚度分析所获得的结果对应于 kjoint 和 θ2。

理论背景

请在我们的理论背景中阅读关于刚度分析的基本信息。上述设置在其通用部分中有所描述。

关于刚度分析及其结果的理论背景通用部分:

钢结构节点的刚度分析与变形能力

针对每个支持的国家标准的理论背景具体部分:

  • 根据欧洲规范(EN)的节点分类
  • 根据美国标准(AISC)的钢结构节点分类
  • 根据加拿大标准(CISC)的钢结构节点分类
  • 根据澳大利亚标准(AS)的节点分类
  • 根据印度标准(IS)的刚度分类
  • 根据香港规范(HKG)的刚度分类
  • 根据中国标准(GB)的节点分类
  • 根据俄罗斯标准(SP)的节点分类

关于节点刚度与验证的其他文章

您可以在以下文章中找到更详细的信息以及一些验证研究。其中一些内容出自 Wald 教授及其团队所著的《钢结构节点高级设计的基准案例》一书。 

  • 节点刚度及其在整体分析中的应用
  • 刚度分析 - W 型钢与 HSS 弯矩节点(AISC)
  • 开口截面螺栓连接节点的抗弯刚度
  • 开口截面焊接节点的抗弯刚度
  • 为什么要关注节点刚度(博客文章)

网络研讨会与视频

我们过去曾就节点刚度这一主题举办过多场网络研讨会。此外,还有一些其他视频介绍了如何在软件中操作。您可以从实际项目案例中获得灵感,也可以获取正确设置计算模型的提示。

Connection Wednesdays - 刚度分类

在本次网络研讨会中,我们简要回顾了与刚度分类相关的规范要求。随后,我们尝试为一个实际框架设计节点,该框架最初被设计为抗弯节点。我们采用半刚性配置,并将预测的行为应用于整体分析结构中。在此过程中,我们探讨了常见问题,并评估了它们对设计的影响。

Connection Wednesdays - 颠覆性的节点刚度分析

在本次网络研讨会中,您将看到一个有趣钢结构节点的建模、加载和规范校核的完整工作流程。 

Connection Wednesdays - Ružomberok 住宅节点

平台节点通常应为铰接,但如果实际情况并非如此简单该怎么办?如何正确输入节点刚度分析?请查看框架节点刚度分析以及刚度对有限元模型的影响。

如何将转动刚度纳入您的有限元模型

对于半刚性节点,节点刚度是整体结构设计中一个重要且不可或缺的因素。问题在于,我应该在哪里计算节点的刚度,以及我的设计应该使用什么样的刚度值? 

雅加达自行车馆节点的设计与规范校核

以下网络研讨会录像介绍了刚度分析曲线图的构建方式、相关设置以及您将获得的结果。

版本更新

以下功能属于我们 IDEA StatiCa 发布说明的一部分,可能与刚度分析相关。请通过链接阅读相关文章,了解更多关于这些功能的信息。 

受螺栓和焊缝破坏限制的转动能力(刚度分析)(21.0 版本)

将弯矩-转角曲线导出为 CSV 和 DXF (22.0 版本)

教程

我们创建了分步教程,指导您设置模型并运行分析。以下是相关链接:

钢结构节点的刚度分析(EN)

钢结构节点的刚度分析(AISC)

加腋梁的转动刚度

今天就来试用最新版本的 IDEA StatiCa

免费获得 14 天完整功能使用权限。

免费体验 IDEA StatiCa
为什么要考虑节点刚度
  • 钢铁
  • Stiffness
  • Connection
  • +3
  • 钢铁
  • Stiffness
  • Connection

博客文章

为什么要考虑节点刚度

阅读更多
节点刚度及其在整体分析中的应用
  • 钢铁
  • EN (Eurocode)
  • Moment Connection
  • Rotational stiffness
  • Connection
  • +5
  • 钢铁
  • EN (Eurocode)
  • Moment Connection
  • Rotational stiffness
  • Connection

Knowledge base

节点刚度及其在整体分析中的应用

阅读更多
IDEA StatiCa Connection – 钢结构节点的结构设计
  • 钢铁
  • Connection
  • EN (Eurocode)
  • AISC (USA)
  • AS (Australia)
  • CSA (Canada)
  • IS (India)
  • GB (China)
  • HKG (Hong Kong)
  • SP 16 (Russia)
  • CBFEM
  • +11
  • 钢铁
  • Connection
  • EN (Eurocode)
  • AISC (USA)
  • AS (Australia)
  • CSA (Canada)
  • IS (India)
  • GB (China)
  • HKG (Hong Kong)
  • SP 16 (Russia)
  • CBFEM

Theoretical background

IDEA StatiCa Connection – 钢结构节点的结构设计

阅读更多

相关文章

为什么要考虑节点刚度
  • 钢铁
  • Stiffness
  • Connection
  • +3
  • 钢铁
  • Stiffness
  • Connection

博客文章

为什么要考虑节点刚度

阅读更多