2022德儒巴软件RFEM 6柔性光伏支架案例教程手册

德儒巴软件RFEM6案例教程手册柔性光伏支架2022年7月RFEM6案例教程RFEM6案例教程-柔性光伏支架2柔性光伏支架摘要：本文通过以柔性光伏支架为背景，介绍RFEM对于索结构建立模型、施加荷载、创建荷载工况和组合、后处理的步骤和方法。主要步骤如下：模型信息 1风荷载计算 2自重荷载计算 2地震作用计算 2创建模型 3创建模型文件 3创建材料 5新建截面 72.4建模 创建支座 214.荷载 22创建荷载工况 22施加荷载 30设置应力-应变分析 32计算，查看结果 33开始计算 33查看挠度 34确定索的地震时的应变 37查看应力-应变分析结果 387.后记 40RFEM6案例教程RFEM6案例教程-柔性光伏支架PAGE40PAGE40模型信息图1-1柔性光伏支架图纸图1-2实际荷载导算模型荷载示意图实际光伏板面积：1.65x0.99，模型中板的面积：1.00x0.99。在施加荷载时，需考虑放大系数𝜉1.65。为该处的投影面均布荷载。柔性光伏支架的主要构件包括：立柱、横梁、拉索、锚索、斜支撑、紧固件等。纵向跨度20m横向跨度7.5m拉索材料：多股钢丝绳𝐸:1.1×105𝑁/𝑚𝑚2𝜎𝑢:1570𝑀𝑃𝑎直径：20mm锚索材料：多股钢丝绳𝐸:1.1×105𝑁/𝑚𝑚2𝜎𝑢:1570𝑀𝑃𝑎直径：30mm横梁C30，400x500立柱C30，400x400光伏板1640x990x35mm重量：16.5kg光伏板间距200mm风荷载计算场地粗糙度类别：B类风荷载基本风压：𝑤0=0.55𝑘𝑁/𝑚2风振系数(索结构技术规程5.4.3)𝛽𝑧=1.5体形系数(索结构技术规程附录D)𝑠𝜇+=0.30𝑠𝑠𝜇−=−1.7𝑠由于结构高度较低：故风荷载标准值：

𝜇𝑧=1.0𝑘𝑤+=1.65×1.5×0.30×1.0×0.55=0.41𝑘𝑁/𝑚2𝑘𝑘𝑤−=1.65×1.5×−1.7×1.0×0.55=−2.31𝑘𝑁/𝑚2𝑘自重荷载计算模型中两根拉索的间距为1m，单块光伏板的宽度为0.99m，故自重荷载为𝑝=1.65×10/1000÷(1×0.99)=0.16𝑘𝑁/𝑚2参数地震作用计算抗震设防烈度：7度分组：第二组场地类别：IV类结构阻尼比：0.01(索结构技术规程)创建模型创建模型文件在桌面上双击RFEM6图标，打开RFEM6程序>菜单栏的[文件]>[新建]，打开[新建模型-基本数据]对话框。图2-1新建模型-基本数据对话框在[新建模型-基本数据]对话框的[基本]将[新建模型-基本数据]对话框切换到[模块][模态分析][应谱分析]和[应力-应变分析]模块。图2-2勾选模块将[新建模型-基本数据]对话框切换到[I][向导]的规范设置为“B50068|GB5001[荷载向导]的规范设置为“B500092-3I将[新建模型-基本数据]对话框切换到[II]设置为“GB50012-4II点击对话框右下角的[确定]按钮，关闭对话框，完成模型文件的创建。创建材料导航器基本对象]>[材料]>右键单击>[新建材料开[新建材料]对话框。图2-5导航器-新建材料在[新建材料]对话框中，点击按钮，打开[从库中选择材料]对话框。图2-6打开[从库中导入材料]在[从库中导入材料]的[确定]，该对话框将被关闭，C30将被导入到模型中。2-7C30点击[新建材料]对话框左下角的按钮，新建材料，将材料名称设置为“钢丝绳”，材料弹性模量设置为10000/mm2，将定义类型设置为“()|0.3。()点击[新建材料]对话框右下角的[确定]按钮，完成材料的创建。新建截面导航器基本对象]>[截面]>右键单击>[新建截面开[新建截面]对话框。图2-8导航器-新建截面在[新建截面]对话框的[基本]C30置为“参数化2-91将[新建截面]对话框切换到[参数化-I]b：400mm；h：500mm1的创建。2-101的尺寸[新建截面]对话框左下角的按钮新建截面2在对话框的[基本]C30，截面类型设置为“参数化形状选择为矩形。2-112将[新建截面]对话框切换到[参数化-I]b：400mm；h：400mm2的创建。2-122的尺寸[新建截面]对话框左下角的按钮新建截面3在对话框的[基本]-选择为圆钢。2-133将[新建截面]对话框切换到[参数化-实心]20mm。2-143的尺寸[新建截面]对话框左下角的按钮新建截面4在对话框的[基本]-选择为圆钢。2-154将[新建截面]对话框切换到[参数化-实心]30mm。2-164的尺寸点击[新建截面]对话框右下角的[确定]，完成截面的创建。建模击工具栏中的按钮打开[新建节点]对话框将节点坐标设置为(0，0，0)，点击对话框右下角的[应用]。图2-17新建节点对话框/[移动/复制]07.50确定按钮，关闭对话框。图2-18移动复制对话框/[移动/复制](200[确定]按钮，关闭对话框。击工具栏中的按钮打开[新建线]对话框将创建的四个结点连接。图2-19创建的四条线段/[移动/复制]100.7502-200.75m/[移动/复制]话框右下角的[确定]，关闭对话框。图2-21将最新创建的线段向下复制1m56/[动/复制]0)，点击对话框右下角的[确定]，关闭对话框。2-223x2.5m/移动/复制]1点击对话框右下角的[确定]，关闭对话框。2-230.580m击工具栏中的按钮，将新复制出的节点连接。图2-24连接新创建的节点/[移动/复制]15(1.1000击对话框右下角的[确定]，关闭对话框。2-2515x1.190m/[移动/复制]1(0.9000[步间连接][步间连接]用面连接线]，并点击右侧的按钮，打开[编辑面]对话框。图2-26用面连接线在[编辑面]对话框中，将[刚度类型]设置为[导荷虚面]角的[确定]按钮，关闭对话框。虚面的荷载传递方式。图2-27使用导荷虚面连接复制的线点击[移动/复制]对话框右下角的[确定]按钮，完成复制，关闭对话框。图2-28创建导荷虚面选中上下两端的线段，删除。图2-29删除不需要的线段[编辑线][杆件[建杆件]对话框。图2-30为线段分配杆件在[新建杆件]的[基本][杆件类型]设置为[索][新建杆件]对截面RD20/H[确定]按钮，完成拉索的创建。[编辑线][杆件[新建杆件]对话框。在[新建杆件]的[基本][杆件类型]设置为[梁][新建杆件]对话框切换到[截面]选项卡，将截面设置为“M400/500[确定]按钮，完成横梁的创建。图2-31创建拉索和横梁/[移动/复制]对话框。1，位移向量设置为0，0，3。并将对话框][步间连接][步间连接]用杆件连接节点]，并点击右侧的按钮，打开[编辑杆件]对话框。在[编辑杆件]的[基本][杆件类型]设置为[梁][新建杆件]对话框切换到[截面]选项卡，将截面设置为“M400/400[确定][编辑杆件][移动/复制]对话框右下角的[确定]关闭[移动/复制]对话框，完成立柱的创建。图2-32完成立柱的创建点击工具栏中按钮右侧的下三角箭头，从中选择“两个节点之间，打开[新建节点-zk按钮依次选择拉索与横梁的交点节点，点击对话框右下角的[应用]按钮，完成创建抗风索的交点节点。图2-33新建节点-类型“两个节点之间”对话框图2-34创建抗风索的交点节点/[移动/复制对话框右下角的[确定]，关闭对话框。点击工具栏中的按钮，打开[新建杆件]对话框，在对话框的[基本]选截面]R2/确定点。图2-35完成抗风索的创建/[移动/复制]6.330，0，0)[应用]，将抗风索移动到合适位置，并保持[移动/复制]对话框为打开状态。点击对话框右下角的[确定]，关闭对话框。图2-36将抗风索移动到合适位置/[移动/复制]1，位移向量设置为点击对话框右下角的[确定]。2-3720m/[移动/复制]对107.50击对话框右下角的[确定]。2-387.5m/[移动/复制]1303话框切换到[编号和选项][步间连接][步间连接]项卡，勾选[用杆件连接节点]，并点击右侧的按钮，打开[编辑杆件]对话框。在编辑杆件选项卡，将截面设置为“RD30/H确定，关闭[编辑杆件][移动/复制]对话框右下角的[确定][移动/制]对话框。2-39创建左侧锚索用同样的方式，创建右侧锚索。2-40模型创建完毕创建支座击工具栏中的按钮打开[分配节点支座]对话框将支座类型选择[确定索的底部节点。图3-1分配节点支座对话框图3-2为模型创建铰支座次点击工具栏中的按钮打开[分配节点支座]对话框将支座类型[确定立柱的柱底节点。图3-3为模型创建固定支座荷载创建荷载工况导航器-数据荷载工况和组合>右键单击>荷载工况和组合对话框。图4-1导航器-荷载工况和组合在[荷载工况和组合]对话框的[基本]注：用户可以参阅案例2查看如何自定义分项系数，以及荷载组合和结果组合之间的区别。图4-2设置荷载工况和组合的基本选项卡将[荷载工况和组合]对话框切换到[荷载工况]按钮新建荷载工况LC2将荷载工况名称设置“预应力荷载作用类图4-3新建预应力荷载工况击对话框左下角的按钮新建荷载工况LC3将荷载工况名称设置8.1.4图4-4新建风压荷载工况击对话框左下角的按钮新建荷载工况LC4将荷载工况名称设置8.1.4图4-5新建风吸荷载工况击对话框左下角的按钮新建荷载工况LC5将荷载工况名称设置按钮，打开[编辑模态分析设置]对话框。图4-6新建模态分析工况在[编辑模态分析设置]对话框的[基本]8。图4-7设置计算自振模态的振型数注：在建筑工程中，规范规定当所计算的振型数的有效质量系数之和大于90%后，才认为计算了足够多的振型。将[编辑模态分析设置]对话框切换到[设置]//0.1下角的[确定]按钮，关闭对话框。1.1×105𝑁/𝑚𝑚20.1‰，意味着重荷载+震来临时结构正确的刚度。图4-8勾选激活索膜的初始应变击对话框左下角的按钮新建荷载工况LC6将荷载工况名称设置Y点击反应谱分析设置右侧的按钮打开[编辑反应谱分析设置]对话框图4-9新建地震荷载工况在[编辑反应谱分析设置]CQC点击对话框右下角的[确定]，关闭对话框。4-10CQC将地震荷载工况切换到[反应谱]Y应谱名称右侧的按钮，打开[编辑反应谱]对话框。4-11Y方向地震作用在[编辑反应谱]7IV0.01[确定]按钮，关闭[编辑反应谱]对话框。图4-12设置抗震设防烈度、场地类别、分组、阻尼比将[荷载工况和组合]对话框切换到[设计状况]按钮新建荷载组合类型将荷载组合类型设置“地震作用基本组合。击组合助手旁的，打开[新建组合向导]对话框。图4-13新建地震作用基本组合在[新建组合向导]对话框的[基本]图4-14将地震作用基本组合设置为结果组合将[新建组合向导]对话框切换到[标准选项]确定，关闭新建组合向导对话框。图4-15勾选抗震设计状况下不考虑风点击[荷载工况和组合]对话框右下角的[确定]，关闭[荷载工况和组合]对话框，完成荷载工况的创建。施加荷载击工具栏中的按钮打开[新建面荷载]对话框将荷载工况设置为C1Z0.16kN/m2[确定]，选中模型中的所有导荷虚面。图4-16施加太阳能电池板的自重荷载图4-17将面荷载分配到面上点击工具栏中的按钮，打开[新建杆件荷载]对话框，将荷载工况设C220k击对话框右下角的[确定]，选中模型中的所有横索。图4-18为拉索设置预应力击工具栏中的按钮打开[新建面荷载]对话框将荷载工况设置为C3Z大小设置为0.41kN/m2，点击对话框右下角的[确定]，选中模型中的所有导荷虚面。击工具栏中的按钮打开[新建面荷载]对话框将荷载工况设置为C4Z大小设置为-2.31kN/m2，点击对话框右下角的[确定]，选中模型中的所有导荷虚面。图4-19为模型施加风吸荷载设置应力-应变分析在导航器-数据>应力-应变分析>杆件配置>右键单击，选择[新建杆件配置]，打开[新建杆件配置]对话框。图5-1导航器-新建杆件配置在新建杆件配置Mises按钮，将该应力验算配置分配给模型中的所有拉索。图5-2设置拉索应力分析配置[新建杆件配置]对话框左下角的按钮新建杆件配置将杆件配置𝑥,𝑜𝑡和𝜏𝑜𝑡20.1MP。击对话框右上角的按钮将该应力验算配置分配给模型中的所有混凝土件。图5-3设置混凝土应力分析配置mises准则得到等效应力判断钢材是否屈服。计算，查看结果开始计算点击菜单栏中的[计算]>[全部计算]，程序会开始划分网格并进行计算。图6-1开始计算图6-2查看计算进度查看挠度计算完成后，用户可以查看各个正常使用极限状态下的挠度。图6-3自重+预应力+风压荷载下的挠度为383.7mm图6-5自重+预应力+风吸荷载的最大挠度为236.9mm自重预应力383.7mm预应力236.9mmL/200=20000/200=100mm20kN应力数值。点击导航器-数据>荷载>LC2-预应力>杆件荷载>选中模型中施加的初始预应力，右键单击>选择编辑，打开[编辑杆件荷载]对话框。图6-6导航器-编辑杆件荷载在[编辑杆件荷载]200