10-B.1 适用范围
CivilFEM 中按照 EA 规范进行的钢结构验算，属于由轧制型钢、组合型钢或钢板组成的杆件结构和实腹截面验算。所执行的计算符合 EA 规范第 3.1、 3.2 和 3.4 节的规定。
可验算的横截面包括所有库截面、按尺寸定义的截面以及由钢板组成的截面。
10-B.2 计算基础
10-B.2.1 钢材的计算强度
钢材的计算强度 su 根据其屈服强度 se 以及其强度折减系数 得到 ga 根据规范第 3.1.7 条的规定，计算如下：
其中：
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se |
钢材的 屈服强度 |
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ga |
强度 折减系数 |
钢材的屈服强度 se、计算强度及其强度 折减系数 ga 均在与各单元关联的材料属性中定义（参见 命令 ~CFMP).
10-B.2.2 截面数据
单元的截面数据必须包含在 CivilFEM 数据库中。定义横截面或输入实腹截面后，系统会自动获取其全部几何和力学属性。下面汇总按照 EA 规范进行验算所需的截面数据：
表 10-B.2‑1 截面数据
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数据 |
描述 |
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A |
截面 面积 |
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绕 Y 轴的 惯性矩 |
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绕 Z 轴的 惯性矩 |
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关于 YZ 的 惯性积 |
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Y |
所考虑纤维的 Y 坐标 |
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Z |
所考虑纤维的 Z 坐标 |
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绕 Y 轴的 回转半径 |
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绕 Z 轴的 回转半径 |
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Y 轴方向的 抗剪面积 |
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Z 轴方向的 抗剪面积 |
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抗扭 截面模量 |
10-B.2.3 内力
单元端部的内力直接从所选 load step 和 substep 对应的 CivilFEM 结果文件 (file .RCV) 中获取。
表 10-B.2‑2 内力
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Esfuerzo |
描述 |
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计算轴力 |
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Y 方向计算 剪力 |
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Z 方向计算 剪力 |
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截面计算 扭矩 |
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Y 方向计算 弯矩 |
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Z 方向计算 弯矩 |
10-B.2.4 构件最大长细比计算
根据构件的无支撑长度 L、两个平面内的屈曲长度系数 bXY y bXZ, （参见命令 ~MEMBPRO), 以及截面的回转半径 iy e iz，可计算出构件在两个平面内的机械长细比，然后取两个长细比中的最大值:
参数 BETAXY 和 BETAXZ 的取值在规范第 3.2.4 条中定义。
对于非对称截面，取与主惯性方向 u、v 对应的轴，因此：
其中：
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u |
最大主惯性 方向 |
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v |
最小主惯性 方向 |
10-B.2.5 屈曲系数 C 的计算 系数 w
屈曲系数 w 根据弹性模量 Ex、钢材的屈服强度 se,( se 取各钢板中的最大值），以及构件的最大长细比 l，采用以下公式。
数值 w 对于每个单元，均作为参数 OMEGA存储在 CivilFEM 结果文件（.RCV）的一种结果选项中。
10-B.3 受压校核
根据 规范 EA，在 CivilFEM 中，对模型中选定的单元或实体截面中横截面类型为 的每个单元的两个端截面分别进行校核。钢结构截面。
10-B.3.1 轴心受压构件的屈曲校核
受压轴力产生的应力按屈曲系数 计算，并考虑 w 前面计算得到的屈曲系数，其值为截面上的受压轴力与屈曲系数 的乘积 w，再除以截面面积。对于每个端部，该数值作为参数 SDYMZM 存储在 CivilFEM 结果文件的当前写入选项中：
10-B.3.2 偏心受压构件的屈曲校核
受压轴力及绕 Y、Z 轴弯矩产生的组合应力，根据这些内力的数值、截面各点的应力 以及截面的力学性质计算，并考虑屈曲系数 w:
spto,max 是应力最大点对应的正应力 sx.
由此得到的最大组合应力 对于单元的每个端部，作为参数 存储在 CivilFEM 结果文件的当前写入选项中 SCMAX.
10-B.3.3 截面最大比较应力的计算
截面最大比较应力 s* 取为最大组合应力值 sc最大值 上一节计算得到的:
最大比较应力 作为参数 存储在 CivilFEM 结果文件的当前写入选项中 SCEQV.
10-B.3.4 EA 判据的计算
将所得比较应力除以钢材的 设计强度 su 得到数值 ，该数值作为参数 CRT_TOT 存储在 CivilFEM 结果文件中。要使单元符合 EA 规范要求，该数值必须介于 0.0 和 1.0 之间；也就是说，必须满足比较应力 小于钢材设计强度.
10-B.4 受拉校核
根据 规范 EA，在 CivilFEM 中，对模型中选定的单元或实体截面中横截面类型为 的每个单元端部进行校核 钢结构截面。
10-B.4.1 净截面面积的计算
根据孔洞面积 （命令 ~SECMDF）中的参数 AHOLES 以及毛截面面积，通过从毛截面面积 A 中扣除孔洞面积，计算净截面面积：
10-B.4.2 轴心受拉构件的校核
受拉轴力产生的应力计算为 以下各值中的最大值：
· 截面上的受拉轴力 FX 与截面面积之比。
· 截面上的受拉轴力减去所校核净截面中螺栓传递的内力 F 总和的 0.4 倍后， 再与净截面面积的比值。
该数值作为参数 SDYMZM 存储 在 CivilFEM 结果文件的当前写入选项中：
10-B.4.3 偏心受拉构件的校核
受拉轴力及绕 Y、Z 轴弯矩产生的组合应力，根据这些内力的数值、截面各点的应力、 截面的力学性质、净截面面积以及净截面中螺栓传递的内力总和计算：
其中 spto,max 为应力最大点对应的正应力 sx.
对于每个端部，所得最大组合应力存储 在 CivilFEM 结果文件的当前写入选项中，作为参数 SCMAX.
10-B.4.4 截面最大比较应力的计算
截面最大比较应力 s* 取为最大组合应力值 sc最大值 上一节计算得到的:
每个端部的最大比较应力存储 在 CivilFEM 结果文件中作为参数 SCEQV.
10-B.4.5 EA 准则计算
将所得比较应力除以钢材的设计强度 su 以得到一个数值 该数值作为参数 CRT_TOT 存储在 CivilFEM 结果文件中。对于每个构件，该值应 处于 0.0 至 1.0 之间，构件才可视为满足 EA 规范的要求；也就是说，比较应力 必须小于钢材的设计强度.
10-B.5 验算弯曲
在 CivilFEM 中，根据 EA 规范对受弯直杆构件进行验算。对于从模型中选定的、或 横截面类型为金属的实体截面，均在其每个端部进行验算。验算遵循以下步骤：
10-B.5.1 最大组合应力计算
轴力及绕两个轴的弯矩产生的组合应力，根据截面各点的应力和截面的力学 性质计算得到。
其中 spto,max 为对应于应力最大点的正应力 sx.
由此得到的每个端部的最大组合应力存储在 CivilFEM 结果文件中，作为参数 SCMAX.
10-B.5.2 最大剪应力计算
各端部的最大切应力 根据剪力、扭矩及截面的力学性质，通过以下表达式计算:
其中：
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由剪力 T 引起的最大 切应力y. |
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由剪力 T 引起的最大 切应力z. |
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按 Y 轴计算的 抗剪面积。 |
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按 Z 轴计算的 抗剪面积。 |
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由扭矩引起的最大 切应力。 |
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抗扭截面模量。 |
取扭矩引起的最大切应力与剪力在 Y 轴和 Z 轴方向引起的最大切应力之和的 最大值作为最大切应力:
每个端部的最大切应力存储在 CivilFEM 结果文件中，作为参数 SSMAX.
10-B.5.3 截面最大比较应力计算
比较应力 s*根据规范第 3.4.3.5 条的规定，通过以下表达式:
每个端部的最大比较应力存储在 CivilFEM 结果文件中，作为参数 SCEQV.
10-B.5.4 EA 准则计算
应力de 比较s* 所得应力除以钢材的设计强度 su 以得到一个数值，该数值作为参数 CRT_TOT 存储在 CivilFEM 结果文件中，对应每个 端部. 该值应处于 0.0 至 1.0 之间，构件才可视为有效，从 EA 规范的角度看，也就是说，比较应力必须小于钢材的设计 强度。