Querschnittsbibliotheken für Balken

Anmerkung: Die Informationen in diesem Abschnitt beziehen sich auf Balkenelemente in der linearen und nichtlinearen Strukturanalyse.

Die folgenden Bibliotheken von Standard-Balkenquerschnitten werden als Teil der Autodesk Simulation Mechanical-Installation bereitgestellt. Diese Bibliotheken sind als FoxPro-Datenbanken (*.dbf) eingeschlossen. Die Bibliotheksdateien befinden sich im Unterordner AISC im Programminstallationsordner (normalerweise C:\Programme\Autodesk\Simulation 20xx):

Tabelle 1: Installierte Querschnittsbibliotheken
Beschreibung der Bibliothek Name in der Benutzeroberfläche Datenbankdateiname 3D-Visualisierung 1 Nichtlineare Analysen 2
Bibliotheken des American Institute of Steel Construction (AISC):
AISC Revision 7 aiscrev7 AISCREV7.DBF Nein Nein
AISC Revision 8 aiscrev8 AISCREV8.DBF Nein Nein
AISC Revision 9 aiscrev9 AISCREV9.DBF Nein Nein
AISC 20011 aisc2001 AISC2001.DBF Ja Ja
AISC 2005 1 aisc2005 AISC2005.DBF Ja Ja
AISC 14.1 (2013) 1 aisc14.1 (2013) AISC2013.DBF Ja Ja
Nicht-US-Bibliotheken:
Australische Schnitte Australien – Datenbank der australischen Querschnitte (One Steel und Lysaght) AUS2013.DBF Teilweise Nein
Kanadische Schnitte Kanada – Datenbank der kanadischen Querschnitte CAN2013.DBF Teilweise Nein
DIN Stahlbauprofile 22. Auflage DIN – Stahlbau – Profile 22. Auflage DIN2013.DBF Teilweise Nein
Europäische Schnitte Europa – Datenbank für europäische Schnitte EURO2013.DBF Teilweise Nein
Japanische Schnitte Japan – Japanische Schnitte JAP2013.DBF Teilweise Nein

Anmerkungen:

  1. Die 3D-Visualisierung von Balken in der Ergebnisanzeige ist bei Bibliotheken möglich, in denenJa oder Teilweise in der Spalte 3D-Visualisierung oben steht. Wenn die Option Ja angegeben ist, können alle Querschnitte in der Bibliothek in 3D visualisiert werden. Bei Teilweise (Nicht-US-Bibliotheken) ist die 3D-Visualisierung für die folgenden speziellen Schnittbezeichnungen möglich. Diese werden nach Bibliothek und allgemeinem Schnitttyp aufgelistet:
    Tabelle 2: Elementtypen (in Nicht-AISC-Bibliotheken) mit Unterstützung für 3D-Visualisierung
      Schnittbezeichnungen mit Unterstützung für 3D-Visualisierung
    Bibliothek Kanäle (AISC-Typ C und MC) Rechteckiges Rohr (AISC-Typ HSS) Rohr Winkel, einfach und doppelt (AISC Typen L und 2L) T-Stücke (AISC Typen MT, ST und WT) Breiter Flansch und ähnliche I- und H-förmige Schnitte (AISC-Typen W, S und HP)
    Australische Schnitte C, CC, PFC RHS, SHS CHS CAE, CAU, EA, UA – – – TFB, UB, UBP, UC, WB, WC
    Kanadische Schnitte C, MC HSRE, HSS HSRO l, LLEA, LLEB, LLEC, LLED, LLEE, LLEF, LLLA, LLLB, LLLC, LLLD, LLLE, LLLF, LLSA, LLSB, LLSC, LLSD, LLSE, LLSF WT, WWT HP, M, S, SLB, W, WWF
    DIN-Stahlbauprofile KC, KCH, U, UAP, UPE Q, QH, R, RH KH L, LU – – – HD, HE, HEA, HEAA, HEB, HEM, HL, HP, I, IPE, IPEA, IPEo, IPEv
    Europäische Schnitte UAP, UPAF, UPE, UPN TCAR, TREC (Rohre); UAPP (verschweißte Profile) TRON CAE, CAI, DCED, DCIG, DCIP MHEA, MHEB, MHEM, MIPE, UPSIDE DOWN AND TAPERED WEB = TEAE, TEAI HEA, HEAA, HEB, HEC, HEM, HER, IPE, IPEA, IPEO, IPER, IPEV, IPN, PRS, UUAP, UUPN
    Japanische Schnitte C TUB PIP – – – – – – H, I
    Tipp: Aktivieren Sie eine oder mehrere der folgenden drei Optionen, um die richtige Ausrichtung von Balken zu überprüfen, die nicht in 3D visualisiert werden können. Im FEM-Editor werden diese Optionen unter Ansicht Sichtbarkeit Objektsichtbarkeit aufgeführt. In der Ergebnisanzeige finden Sie diese Optionen unter Optionen für Ergebnisse Ansicht Elementausrichtung:
    • Elementachse 1 (die axiale Richtung des Balkens)
    • Elementachse 2 (schwache Biegeachse – z. B. die Achse parallel zum Steg eines breiten Flanschbalkens)
    • Elementachse 3 (die starke Biegeachse – z. B. die Achse parallel zu den Flanschen eines breiten Flanschbalkens)
  2. Alle Bibliotheken enthalten die für lineare Strukturanalysen erforderlichen Querschnitteigenschaften. Die mindestens erforderlichen Eigenschaften sind in der Tabelle Abschnittseigenschaften im Dialogfeld Elementdefinition aufgelistet. Zusätzliche Formdaten sind jedoch für Balkenelemente erforderlich, damit sie in nichtlinearen Analysen (z. B. in der mechanischen Ereignissimulation) verwendet werden können. Nur die Bibliotheken AISC 2001, AISC 2005 und AISC 14.1 (2013) eignen sich für die Definition von Balkenelementen in nichtlinearen Analysen. Wenn Sie eine nichtlineare Analyse von Balkenelementen in Nicht-US-Querschnitten ausführen müssen, haben Sie zwei Möglichkeiten:
    • Abschnittstyp = Vordefiniert : Geben Sie die Maße eines der verfügbaren benutzerdefinierten Schnitte ein: Rund, Rohr, Rechteckig, Rechteckiger Rohrabschnitt, Breiter Flanschbalken, Rohrabschnitt oder L-Typ (Winkel).
    • Abschnittstyp = Allgemein: Anweisungen finden Sie unter Definieren von allgemeinen Balkeneigenschaften auf der Seite Nichtlineare Balkenelemente.
    Achtung: Informationen zum Erstellen eigener Querschnittsbibliotheken und zum Hinzufügen von benutzerdefinierten Formen zu Ihren Bibliotheken finden Sie auf der Seite Erstellen benutzerdefinierter Querschnittsbibliotheken und Formeinträge.

Datenbankformat der Querschnitte

Alle Querschnittsbibliotheken außer AISC Revisionen 7 bis 9 und benutzerdefinierte Bibliotheken weisen das gleiche Datenbankformat auf. Die Werte in Spalten mit 3D-Visualisierungsdaten sind „0.0“, wenn diese Daten nicht vorhanden sind. Entsprechend wird „0.0“ für Parameter eingegeben, die für eine bestimmte Form nicht zutreffen. Die Flanschdicke (tf) ist z. B. für Rohrschnitte nicht zutreffend. Daher ist der Wert für die Flanschdicke bei Rohren null.

Die Datenbankdateien können in Microsoft® Excel® geöffnet und betrachtet, aber nicht geändert und gespeichert werden. Sie können jedoch benutzerdefinierte Bibliotheken und Querschnitte in der Simulation Mechanical-Benutzeroberfläche erstellen. Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Erstellen einer neuen Bibliothek und Hinzufügen von Querschnitten zu einer Bibliothek.

Bibliotheken für AISC 2001 und neuer, Australien, Kanada, DIN, Europa und Japan

Die folgende Liste beschreibt die Spalten in den Datenbankdateien und die darin enthaltenen Variablen. Die Bezeichnungen entsprechen den AISC-Standards, die Daten für internationale Schnitte wurden jedoch an die gleiche Datenkonfiguration angepasst. Es gibt 52 Datenspalten, und die Daten für die einzelnen Querschnitte sind jeweils in einer einzelnen Zeile aufgeführt. Das Datenbank-Dateiformat ist bei den Bibliotheken für AISC 2001 und neuer, DIN, Europa und Japan gleich. Die gesamten Formdaten, die für nichtlineare Analysen und für die 3D-Visualisierung benötigt werden, sind jedoch nur in den drei AISC-Bibliotheken enthalten (wie oben beschrieben). Nullen werden für Eigenschaften eingegeben, die diese Dimensionsparameter normalerweise enthalten. Nullen werden auch eingegeben, wenn eine bestimmte Eigenschaft für einen bestimmten Standardschnitttyp nicht zutrifft.

Tabelle 3: Dateiformat für Querschnittsdatenbanken (Bibliotheken für AISC 2001 und neuer, DIN, Europa und Japan)
Spalte Variablenname Beschreibung
A Metrische Einheiten Die vorgabemäßige Längeneinheit ist Zoll. Wenn diese Spalte leer ist, wird als Längeneinheit Zoll angenommen. Andere Werte sind m, cm und mm.
B Typ Der Typ der Querschnittsform (z. B. W, C, HP, L, MT, HSS, Rohr usw.).
C EDI_Std_Nomenclature Die Formbezeichnung entsprechend Electronic Data Interchange (EDI).
D AISC_Manual_Label Die Formbezeichnung gemäß Steel Construction Manual des AISC. Die Bezeichnung für Doppelwinkel ist hiervon ausgenommen. Es gibt einen eigenen Eintrag (Zeile) für alle angrenzenden Abstände und Konfigurationen. Daher enthält die Formbezeichnung diese beiden Variablen. Die Einträge für Doppelwinkel folgen der Konvention in Naming Convention for Structural Steel Products for Use in Electronic Data Interchange (EDI) des AISC.
E T_F

True/False-Variable. Der Wert T (true) gibt an, dass ein besonderer Hinweis für diese Form vorhanden ist (siehe unten). Der Wert F (false) gibt an, dass es keinen besonderen Hinweis für die Form gibt.

Besondere Hinweise:

  • W-Formen: Der Wert „T“ gibt an, dass die Form eine Flanschdicke größer als 2 aufweist.
  • M-Formen: Der Wert „T“ gibt an, dass die Form geneigte Flanschflächen aufweist.
  • WT-Formen: Der Wert „T“ gibt an, dass die Form eine Flanschdicke größer als 2 aufweist.
F W Nominalgewicht, lb/ft (kg/m für metrische Daten).
G A Fläche Profilquerschnitt.
H d Gesamttiefe des Elements, Breite des kürzeren Schenkels für Winkel, Breite der herausragenden Schenkel bei langschenkligen angrenzenden Doppelwinkeln oder Breite der angrenzenden Schenkel bei kurzschenkligen angrenzenden Doppelwinkeln.
I Ht Gesamttiefe von quadratischen oder rechteckigen HSS-Schnitten.
J OD Außendurchmesser von runden HSS-Schnitten oder Rohren.
K bf Flanschbreite.
L B Gesamtbreite von quadratischen oder rechteckigen HSS-Schnitten.
M ID Innerer Durchmesser von runden HSS-Schnitten oder Rohren.
N tw Stegstärke.
O tf Flanschdicke.
P t Dicke des Winkelschenkels.
Q tnom Nominelle Wanddicke von HSS-Schnitten und Rohren.
R tdes Konstruktionswanddicke von HSS-Schnitten und Rohren.
S kdes Konstruktionsabstand von der äußeren Fläche des Flansches zum Stegübergang der Abrundung.
T kdet Detaillierungsabstand von der äußeren Fläche des Flansches zum Stegübergang der Abrundung.
U k1 Detaillierungsabstand vom Mittelpunkt des Stegs zum Flanschübergang der Abrundung.
V x Horizontaler Abstand vom angegebenen Elementrand gemäß Steel Construction Manual des AISC zur Schwerlinie des Elements.
W y Vertikaler Abstand vom angegebenen Elementrand gemäß Steel Construction Manual des AISC zur Schwerlinie des Elements.
X e0 Horizontaler Abstand vom angegebenen Elementrand gemäß Steel Construction Manual des AISC zum Schubmittelpunkt des Elements.
Y xp Horizontaler Abstand vom angegebenen Elementrand gemäß Steel Construction Manual des AISC zur plastischen Neutralachse des Elements.
Z yp Vertikaler Abstand vom angegebenen Elementrand gemäß Steel Construction Manual des AISC zur plastischen Neutralachse des Elements.
AA bf/2tf Schlankheitsverhältnis.
AB b/t Schlankheitsverhältnis für einzelne Winkel.
AC h/tw Schlankheitsverhältnis.
AD h/tdes Schlankheitsverhältnis für quadratische oder rechteckige HSS-Schnitte.
AE D/t Schlankheitsverhältnis für runde HSS-, Rohr- oder T-Formen.
AF Ix Trägheitsmoment um die X-Achse.
AG Zx Plastisches Widerstandsmoment um die X-Achse.
AH Sx Elastisches Widerstandsmoment um die X-Achse
AI rx Trägheitsradius um die X-Achse.
AJ Iy Trägheitsmoment um die Y-Achse.
AK Zy Plastisches Widerstandsmoment um die Y-Achse.
AK Sy Elastisches Schnittmodul um die Y-Achse.
AM ry Trägheitsradius um die Y-Achse.
AN rz Trägheitsradius um die Z-Achse.
AO J

Trägheitsmoment für Torsion.

Anmerkung: Dies ist nicht das gleiche wie das polare oder axiale Trägheitsmoment. Nicht runde Schnitte, besonders offene Schnitte, weisen in der Regel eine viel geringere Steifigkeit in der Torsion auf, als das polare Trägheitsmoment angibt.
AP Cw Warping-Konstante.
AQ C Torsionskonstante für HSS-Schnitte.
AR Wno Normalisierte Warping-Funktion, wie in Design Guide 9 verwendet.
AS Sw1 Statisches Warping-Moment bei Punkt 1 auf Querschnitt, wie in Design Guide 9 verwendet.
AT Qf Statisches Moment für einen Punkt im Flansch direkt oberhalb der vertikalen Kante des Stegs, wie in Design Guide 9 verwendet.
AU Qw Statisches Moment für einen Punkt an mittlerer Tiefe des Querschnitts, wie in Design Guide 9 verwendet.
AV ro Polarer Trägheitsradius um den Schubmittelpunkt.
AW H Biegekonstante.
AX tan(α) Tangens des Winkels zwischen der Y-Y- und Z-Z-Achse für einzelne L-Profile.
AY Qs Reduktionsfaktor für schmale nicht ausgesteifte Kompressionselemente.
AZ G Abstand zwischen benachbarten Flächen von Doppelwinkelschnitten (2L).

AISC Revisionen 7 bis 9

Die Struktur der früheren AISC-Bibliotheksdatenbanken (Revisionen 7 bis 9) unterscheidet sich erheblich von der in Tabelle 3 beschriebenen Struktur. Jede der drei älteren AISC-Bibliotheken enthält nur drei Spalten mit fester Breite. Die erste Spalte enthält den Namen des Schnitts. Die Breite des Datenfelds beträgt 30 Zeichen. Die zweite Spalte (Breite: 12 Zeichen) beschreibt die Eigenschaft, die diesem Schnittnamen zugewiesen ist. Das dritte Feld (Breite: 50 Zeichen) enthält den Wert für die jeweilige Eigenschaft. Es gibt eine neue Zeile für jede Eigenschaft des Querschnitts (eine Eigenschaft pro Zeile). Der Schnittname wird in jeder Zeile wiederholt, bis die Liste der Eigenschaften für einen bestimmten Balken vollständig ist. In den folgenden Zeilen wird der Name des nächsten Schnitts angezeigt.

Die Bibliothek für Revision 9 enthält von diesen drei Bibliotheken die größte Menge an Informationen pro Querschnitt. In der folgenden Tabelle werden die Variablen aufgeführt, die in den Bibliotheken für AISC Revision 7 bis 9 verwendet werden. Die Eigenschaften, die für die Bibliotheken der Revisionen 7 und 8 nicht zutreffen, werden durch eine Fußnote gekennzeichnet.

Tabelle 4: Dateiformat für Querschnittsdatenbanken (AISC-Revisionen 7 bis 9)
Spalte A Spalte B Spalte C

Schnittname

(für jede Zeile der zugehörigen Daten in Spalten B und C wiederholt)

Eigenschaft (eine Eigenschaft pro Zeile)

Die folgende Liste enthält die Variablen in der Bibliothek für AISC Rev. 9. Frühere Revisionen enthalten eine Teilmenge dieser Variablen:

  • A: Fläche
  • BF: Flanschbreite
  • BTF: bf/2tf, das Verhältnis der Flanschbreite zur doppelten Flanschdicke 2
  • CW: im Uhrzeigersinn, Warping-Konstante 2
  • D: Tiefe, tatsächlich
  • DAF: d/Af, das Verhältnis der Tiefe zur Druckflanschfläche 2
  • DI: Innendurchmesser des Rohrs 2
  • DN: Nominale Tiefe. Nominaler Durchmesser bei Rohrschnitten (P, PX, PXX) 2
  • DSG: Formbezeichnung (z. B. W oder C) 2
  • DTW: d/tw, das Verhältnis der Tiefe zur Stegdicke 2
  • EO: eo, Abstand von der Außenseite des Stegs zum Schubmittelpunkt 2
  • FYP, FYPPPA, FYPPPL: Fy, gemäß LRFD (Load & Resistance Factor Design) 2
  • H: H, Biegekonstante LRFD-Formel (A-E3-9) 2
  • H38: H, Biegekonstante, Doppelwinkel 3/8 Reihenanordnung 2
  • H34: H, Biegekonstante, Doppelwinkel 3/4 Reihenanordnung 2
  • HL: Horizontalschenkel oder Seitenabmessung
  • HTW: hc/tw, Verhältnis der angenommenen Stegtiefe für die Stabilität zur Stegdicke 2
  • JSHP: JUMBO SHAPE (J), Wert = J für Jumboformen, sonst leer 2
  • NT: Zugtypnummer nach ASTM A6 2
  • OD: Außendurchmesser des Rohrs
  • QF: Qf, statisches Moment an Punkt in Flansch 2
  • QW: Qw, statisches Moment an mittlerer Tiefe 2
  • RA: Minimaler Abrundungsradius, Detailwert (Zoll); Flanschwert für M-, S-, C- und MC-Formen 2
  • RI: Minimaler Abrundungsradius, Konstruktion 2
  • RO: ro, Schubmittelpunktkoordinate 2
  • RO38: ro, Doppelwinkel 3/8 Reihenanordnung 2
  • RO34: ro, Doppelwinkel 3/4 Reihenanordnung 2
  • RT: Trägheitsradius eines Schnitts, der den Druckflansch plus 1/3 des Drucknetzbereichs umfasst, erfasst um eine Achse in der Stegebene 2
  • RX: rx, Trägheitsradius um Achse XX
  • RY: ry, Trägheitsradius um Achse YY
  • RY38: ry, Doppelwinkel 3/8 Reihenanordnung 2
  • RY34: ry, Doppelwinkel 3/4 Reihenanordnung 2
  • RZ: rz, Trägheitsradius um Hauptachse 2
  • SX: Sx, elastisches Widerstandsmoment um Achse XX
  • SY: Sy, elastisches Widerstandsmoment um Achse YY
  • SW: Sw, statisches Warping-Moment 2
  • T: Stärke des Schenkels oder der Wand
  • TAN(ALPHA): tan(α), Tangens des Winkels zwischen der Y-Y- und Z-Z-Achse für einzelne L-Profile.
  • TF: Flanschdicke
  • TW: Stegdicke
  • VL: Vertikalschenkel oder Seitenabmessung
  • WGT: Nenngewicht 2
  • WNO: Wno, Warping-Normalisierungsfunktion 2
  • XB: x, Schwerpunkt des Schnitts in X-Richtung vom äußeren Steg 2
  • XI: Ix, Trägheitsmoment um Achse XX
  • XJ: J, Torsionskonstante
  • XK: k, Abstand von der äußeren Fläche des Flansches zum Ende des Stegübergangs der Abrundung
  • XK1: k1, Abstand von der Mittellinie eines Balkens (Y-Achse) zum Ende des Stegübergangs der Abrundung
  • X1: X1, Balkenknickfaktor, LRFD-Formel (F1-8) 2
  • X2: X2, Balkenknickfaktor, LRFD-Formel (F1-9) 2
  • YB: y, Schwerpunkt des Schnitts in Y-Richtung von oberer Flanschfläche außen 2
  • YI: Iy, Trägheitsmoment um Achse YY
  • ZX: Zx, Plastisches Widerstandsmodul um Achse XX2
  • ZY: Zy, Plastisches Widerstandsmodul um Achse YY 2
  • LOCK SECTION: (= 1 für alle Schnitte)
  • ID: (fortlaufend nummerierte Schnittkennung)
  • DESCRIPTION: (z. B. AISC PROP OF W44.00X285.00, ID1 )

Wert

(Ein Wert pro Zeile mit Eigenschaften in Spalte B)

(Der Wert kann für einige Eigenschaften leer sein.)

2Anmerkung: Diese Eigenschaften sind nicht in den Datenbanken für AISC Revision 7 und 8 enthalten.

Beschreibung der AISC-Balkenquerschnitte

Die Standardbezeichnungen der Balkenformen wurden im Laufe der Jahre geändert. In der folgenden Tabelle werden die Buchstabenbezeichnungen und Beschreibungen der Formen für die eingeschlossenen Versionen der AISC-Bibliotheken aufgeführt.

Tabelle 5: In den verschiedenen Revisionen der AISC-Bibliotheken verwendete Formbezeichnungen
AISC 2001, 2005 und 2013 AISC Rev 9 AISC Rev 8 und 7 Form
W W-Typ W-Typ W-Formen (breite Flanschbalken)
M M-Typ M-Typ M-Formen (ähnlich wie W)
S S-Typ S-Typ S-Formen (auch als I-Träger bezeichnet, schmaler als W-Träger und mit abgeschrägten Flanschen)
HP HP-Typ HP-Typ HP-Formen (als Pfähle verwendet)
C C-Typ C-Typ Kanäle - Amerikanische Norm (ANSI)
MC M-TYP (MC) M-TYP (MC) Kanäle - Sonstige
L L-Typ L-Typ Winkel - Gleichschenklig
L L-Typ UL-Typ Winkel - Nicht gleichschenklig
WT WT-Typ WT-Typ T-Profile aus W-Formen
MT M-Typ (MT) M-Typ (MT) T-Profile aus M-Formen
ST S-Typ (ST) S-Typ (ST) T-Profile aus S-Formen
2L 2L-Typ DL-Typ Doppelwinkel – Gleichschenklig 3
2L (LLBB am Ende des Namens) 2L-Typ (erste Bemaßung ist Reihenanordnung) UD-Typ (UDL) Doppelwinkel – Nicht gleichschenklig (lange Schenkel in Reihenanordnung) 3
2L (SLBB am Ende des Namens) 2L-Typ (erste Bemaßung ist Reihenanordnung) UD-Typ Doppelwinkel – Nicht gleichschenklig (kurze Schenkel in Reihenanordnung) 3
Rohr (Wanddickenkennzahl am Ende des Namens) P-Typ S-Typ (SP, Wanddickenkennzahl auf Ende der Name) Rohr - STD Standardgewicht
Rohr (Wanddickenkennzahl am Ende des Namens) P-Typ (PX) S-Typ (SP, Wanddickenkennzahl auf Ende der Name) Rohr - XS Extrastark
Rohr (Wanddickenkennzahl am Ende des Namens) P-Typ (PXX) S-Typ (SP, Wanddickenkennzahl auf Ende der Name) Rohr - XXS Doppelt extrastark
HSS TS-Typ RTU Baustahlrohr - rechteckig
HSS TS-Typ S-Typ (STU) Baustahlrohr - quadratisch
Schnitttyp in der AISC-Bibliothek – Wenn der Schnittname vom Typ abweicht, wird dieser in Klammern () angegeben.
3 Hinweis: Bei Angabe von vier Zahlen ist die vierte Zahl der Abstand zwischen den Schenkeln des Winkels. Beispiel: 2L8x4x7/8x3/4LLBB bezeichnet doppelte Winkel von 8x4 und Schenkel von 7/8 Zoll, wobei die langen Schenkel in Reihe angeordnet sind und einen Abstand von 3/4 Zoll aufweisen.

Referenzen