简介
过去,节点设计人员通常的做法是从所有组合中选取最不利的力和弯矩分量,并同时施加以进行节点设计。这种方法在简单情况下尚可适用,但一旦节点稍显复杂,设计人员便面临过度设计或设计不足的风险。
避免此类问题的唯一方法是在所有可用组合下进行节点设计。借助 Checkbot 中现成的工具,或通过 XLS 导入选项从 XLS 工作表导入荷载效应,这一过程现已变得简便易行。
然而,这些方法也带来了新的问题。尽管从整体分析向局部节点模型传递荷载的问题已得到解决,但对数百种组合进行计算会显著增加分析时间。
为加快设计流程,合理的做法是将组合数量缩减为包含潜在关键工况的子集。然而,事先筛选关键组合并非易事,因为没有严格的数学规则可供选择过程参考。因此,建议的工作流程为:先缩减初始组合数量以启动设计过程,针对这些组合对节点进行校核和修改,最终在所有校核均满足后,对完整组合集运行计算。
筛选准则
在 IDEA StatiCa 中,可根据以下准则选取用于节点设计的组合子集,这些准则适用于与所研究节点相连的每个构件:
- 组合包含任意构件 6 个内力/弯矩分量中任一分量的极值(对于 n 个构件,最多可获得 12∙n 个组合)。
- 组合包含最大剪力合力 (最多 n 个组合)
- 组合包含最大弯矩合力 (最多 n 个组合)
- 包含极值内部轴力的组合(见下文——最多 2∙n 个组合)
- 包含极值内部剪力的组合(见下文——最多 n 个组合)
- 包含极值内部合力的组合(见下文——最多 n 个组合)
- 包含截面边界框各角点极值正应力的组合,由相应公式推导得出 (最多 2∙n 个组合)
因此,组合子集最多可包含 20∙n 个组合,其中 n 为汇交构件的数量。
以下几点需加以注意:
- 单个组合可能同时满足上述多项准则,从而导致实际筛选出的组合数量少于预期。
- 关于上述第 (4)、(5)、(6) 点:已有案例报告显示,某些组合在内部位置呈现极值轴力(例如内部锚栓受拉)。为捕捉此类情况,需计算下图中标注为 TL、TR、BL 和 BR 的内部位置处的轴力、剪力及合力:
选取极值并执行分析
如需选取待分析的极值,请在荷载效应上单击鼠标右键,然后选择计算荷载极值选项。

此操作将取消勾选列表中不相关(非极值)的荷载效应。每个被选中的极值荷载效应的选取原因将在表格下方的说明中列出。

XLS 极值导入
在从 Excel 表格导入荷载值时,同样可以使用极值筛选功能。勾选仅导入极值复选框,系统将即时显示被视为极值的荷载效应数量。

极值荷载效应将被导入,其余荷载效应将被忽略。

设置容差
为忽略不相关(较小)的极值,可为各内力分量设置限值/容差。绝对值低于所设限值的力值将不参与极值评估。

当您将这些值调高时,系统将显示警告信息及选取相应荷载效应的原因。

您可以将自定义值保存为模板,并通过加载该模板或将其设为默认模板的方式在其他项目中使用。

该功能于 22.1.3 补丁版本中发布,并在 23.0.1 版本中进行了更新。
通过 Checkbot(BIM 链接)筛选极值荷载
在使用 BIM 链接(IDEA StatiCa Checkbot)时,还有另一种筛选荷载极值的方式。在 Checkbot 中打开荷载配置器,在中间列中转至用于校核的结果类。选择所需的结果类,并在右侧字段中指定是否对荷载进行筛选。勾选评估关键效应*复选框后,力的极值将被筛选。(关闭荷载配置器窗口后,需执行荷载更新操作。)
请注意,该筛选算法与上述方法有所不同:详情请参阅通过 BIM 链接导入荷载的关键效应评估文章。

* 评估关键效应功能已自 25.1.2 版本起被移除,并由计算荷载极值功能取代。
