spc截面特性計(jì)算其手冊(cè)

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1、MIDAS/SPC(SectionalPropertyCalculator)SPC的使用說(shuō)明SPC是“截面特性值計(jì)算器—SectionalPropertyCalculator”的縮寫(xiě)。?以往的程序只能以L(fǎng)ine或Plane一種形式來(lái)模擬截面形狀，在SPC中用戶(hù)可以根據(jù)需要任意選定Plane形式的截面或Line形式的截面來(lái)模擬截面形狀。Plane形式的截面畫(huà)完輪廓之后，在Generate里選擇PlaneType，程序會(huì)按照輪廓所指定的Plane范圍自動(dòng)生成截面。計(jì)算截面特性值時(shí)，程序會(huì)通過(guò)網(wǎng)格自動(dòng)生成功能在截面的Plan

2、e范圍內(nèi)生成網(wǎng)格之后，利用該網(wǎng)格計(jì)算各特性值。計(jì)算抗扭剛度時(shí)，首先利用有限元方法計(jì)算Prandtl的應(yīng)力函數(shù)，通過(guò)對(duì)應(yīng)力函數(shù)進(jìn)行積分計(jì)算抗扭剛度。<圖1-(1)>生成Plane截面的過(guò)程<圖1-(2)>生成Line截面的過(guò)程建立截面的輪廓生成Plane截面利用網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算利用有厚度的線(xiàn)建模生成/計(jì)算Line截面Line形式的截面對(duì)于薄壁截面，可先指定線(xiàn)的厚度畫(huà)出截面形狀之后，在Generate里選擇LineType生成截面。顯示LineType的線(xiàn)必須有厚度，因?yàn)槌绦蚴抢么撕穸扔?jì)算截面特性的。Line截面的抗扭剛度是

3、根據(jù)剪力流(ShearFlow)計(jì)算的。33MIDAS/SPC(SectionalPropertyCalculator)※注意事項(xiàng)?MIDAS/Civil和Gen數(shù)據(jù)庫(kù)中提供的規(guī)則截面的抗扭剛度計(jì)算方法參見(jiàn)附錄一。?對(duì)于MIDAS/Civil和Gen數(shù)據(jù)庫(kù)中提供的規(guī)則截面，利用MIDAS/Civil、Gen的截面特性計(jì)算功能計(jì)算截面特性值比SPC更好一些。?MIDAS/Civil和Gen數(shù)據(jù)庫(kù)中提供的PSC截面，當(dāng)用戶(hù)輸入的截面屬于薄壁型截面時(shí)，應(yīng)使用本截面特性值中的Line方式重新計(jì)算抗扭剛度，然后在截面特性值增減系

4、數(shù)中對(duì)抗扭剛度進(jìn)行調(diào)整。?對(duì)于Plane形式的截面，程序是通過(guò)有限元法來(lái)近似計(jì)算抗扭剛度的。在抗扭問(wèn)題里使用的近似求解法有Ritz法(或者Galerkin法)、Trefftz法，所有的近似求解都與實(shí)際結(jié)果多少有點(diǎn)誤差，其特征如下：JRitz￡JExact￡JTrefftz像SPC一樣利用有限元法近似地計(jì)算抗扭剛度時(shí)，通常使用Ritz法,故其計(jì)算結(jié)果有可能比實(shí)際的抗扭剛度小。用戶(hù)可通過(guò)加大網(wǎng)格劃分密度方法來(lái)提高結(jié)果的精確度。?對(duì)于Line形式的截面,如薄壁截面，線(xiàn)的厚度很薄時(shí)幾乎可以準(zhǔn)確地計(jì)算其抗扭剛度。但是如果是閉合截

5、面（無(wú)開(kāi)口截面），這種計(jì)算方式會(huì)導(dǎo)致其抗扭剛度的計(jì)算結(jié)果隨著線(xiàn)厚度的增加而變小，所以對(duì)于不是薄壁截面的閉合截面應(yīng)盡量避免使用Line的方式計(jì)算截面特性。?在SPC中對(duì)薄壁閉合截面，對(duì)閉合部分一定要使用model>closedloop>Register指定閉合。<圖2>將DXF文件中的截面形狀導(dǎo)入后，生成截面并進(jìn)行排列?SPC可以在一個(gè)窗口里任意的建立很多個(gè)截面，并分別進(jìn)行分析，且可根據(jù)名稱(chēng)、位置、截面特性值等可以很方便地對(duì)截面進(jìn)行搜索及排列。33MIDAS/SPC(SectionalPropertyCalculator

6、)截面列表?yè)Q算的基準(zhǔn)材料(聯(lián)合截面時(shí))截面的形狀、形心位置、基準(zhǔn)材料部分單位體系截面特性-面積(Area:聯(lián)合截面時(shí)為有效面積)-截面慣性矩(Ixx,Iyy)-截面慣性積(Ixy)-抗扭剛度(J)-從形心到各方向最外端的距離顯示截面排序的方法表示聯(lián)合截面<圖3>輸出截面特性對(duì)話(huà)框?SPC計(jì)算的截面特性值如下：?在SPC里建立的截面可以通過(guò)以下文件形式輸出。?MIDAS/Civil[Gen]的MCT[MGT]文件此時(shí)無(wú)法導(dǎo)出具體的截面形狀，而是按MIDAS/Civil[Gen]截面數(shù)據(jù)庫(kù)中的“數(shù)值”形式建立一個(gè)正方形，其

7、邊長(zhǎng)為截面有效面積的平方根。另外，SPC不提供截面的周長(zhǎng)、剪切面積、剪切系數(shù)的計(jì)算結(jié)果，這些值均按0處理。?AutoCADDXF文件在SPC里建立的截面形狀可以輸出DXF格式的文件。在截面的形心位置會(huì)自動(dòng)生成點(diǎn)。?文本文件各種截面特性值在文本文件里以表格形式輸出。除輸出SPC所計(jì)算的截面特性以外，還輸出截面抵抗拒(SectionModulus:Z=I/c)。8SPC的建模窗口為x-y平面,構(gòu)件的縱向?yàn)閦軸。由SPC輸出的MIDAS/Civil(Gen)的MCT(MGT)文件中，程序會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)軸。但是當(dāng)用戶(hù)在MIDA

8、S/Civil(Gen)中手工直接輸入利用SPC計(jì)算的截面特性值時(shí)，應(yīng)注意相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)軸。33MIDAS/SPC(SectionalPropertyCalculator)操作環(huán)境用戶(hù)坐標(biāo)系/整體坐標(biāo)系UCS/GCS樹(shù)形菜單激活/鈍化選擇文件截面特性捕捉視圖操作窗口關(guān)聯(lián)菜單信息窗口狀態(tài)欄建模:點(diǎn)、線(xiàn)、面<圖4>SPC的程序的畫(huà)面構(gòu)成