梁横截面库

注： 本节中的信息适用于线性和非线性结构分析中的梁单元。

以下标准梁横截面库会随 Autodesk Simulation Mechanical 一起安装。这些库作为 FoxPro 数据库文件 (*.dbf) 包含在内。库文件位于程序安装文件夹下的 AISC 子文件夹中（路径通常为 C:\Program Files\Autodesk\Simulation 20xx）：

表 1：安装的横截面库
库说明 列在用户界面中的名称 数据库文件名 三维可视化 1 非线性分析 2
美国钢结构协会 (AISC) 库：
AISC 第 7 版 aiscrev7 AISCREV7.DBF 否 否
AISC 第 8 版 aiscrev8 AISCREV8.DBF 否 否
AISC 第 9 版 aiscrev9 AISCREV9.DBF 否 否
AISC 20011 aisc2001 AISC2001.DBF 是 是
AISC 2005 1 aisc2005 AISC2005.DBF 是 是
AISC 14.1 (2013) 1 aisc14.1 (2013) AISC2013.DBF 是 是
非美国库：
澳大利亚截面 澳大利亚 - 澳大利亚截面数据库（One Steel 和 Lysaght） AUS2013.DBF 部分 否
加拿大截面 加拿大 - 加拿大截面数据库 CAN2013.DBF 部分 否
DIN 钢结构纵断面第 22 版 DIN – Stahlbau – 纵断面 22 Auflage DIN2013.DBF 部分 否
欧洲截面 欧洲 – 欧洲截面数据库 EURO2013.DBF 部分 否
日本截面 日本 – 日本截面 JAP2013.DBF 部分 否

注意：

  1. 对于上表中“三维可视化”列中指示为“是”或“部分”的库，可在“结果”环境中实现梁的三维可视化。特别是对于指示为“是”的库，库中的所有横截面均可实现三维可视化。对于指示为“部分”的库（非美国库），仅以下特定横截面名称（按照库和常规截面类型列出）支持三维可视化：
    表 2：支持三维可视化的单元类型（非 AISC 库）
      支持三维可视化的截面名称
    库 钢槽（AISC C 型和 MC 型） 矩形管（AISC HSS 型） 管 角度、单和双（AISC L 型和 2L 型） T 形三通（AISC MT 型、ST 型和 WT 型） 宽翼缘和类似“I 和 H 形”的截面（AISC W 型、S 型和 HP 型）
    澳大利亚截面 C、CC、PFC RHS、SHS CHS CAE、CAU、EA、UA – – – TFB、UB、UBP、UC、WB、WC
    加拿大截面 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 钢结构纵断面 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
    欧洲截面 UAP、UPAF、UPE、UPN TCAR、TREC（管）；UAPP（焊接槽） TRON CAE、CAI、DCED、DCIG、DCIP MHEA、MHEB、MHEM、MIPE、UPSIDE DOWN 和 TAPERED WEB = TEAE、TEAI HEA、HEAA、HEB、HEC、HEM、HER、IPE、IPEA、IPEO、IPER、IPEV、IPN、PRS、UUAP、UUPN
    日本截面 C TUB PIP – – – – – – H、I
    提示： 对于无法实现三维可视化的梁，若要验证其方向是否正确，请激活以下三个选项中的一个或多个。在“FEA 编辑器”中，这些选项列在“视图”“可见性”“对象可见性”下。在“结果”环境中，这些选项列在“结果选项”“视图”“单元方向”下：
    • 单元轴 1（梁的轴向）
    • 单元轴 2（弱弯曲轴 - 例如，轴平行于宽翼缘梁的腹板）
    • 单元轴 3（强弯曲轴 - 例如，轴平行于宽翼缘梁的法兰)
  2. 所有库均包含线性结构分析所需的横截面属性。在“单元定义”对话框的“截面属性”表中列出了所需的最基本属性。但是，若要将梁单元用于非线性结构分析（如“机械运动仿真”），则还需要其他形状数据。只有 AISC 2001、AISC 2005 和 AISC 14.1 (2013) 库适用于定义非线性分析中的梁单元。如果必须对具有非美国横截面的梁单元执行非线性分析，则有两种选择：
    • 截面类型 = 预定义：指定可用的“用户定义”截面之一的尺寸 - 圆形、管、矩形、中空矩形、宽翼缘梁、C 型槽、或 L 型（角钢）。
    • 截面类型 = 通用：有关说明，请参见非线性梁单元页面中的主题“定义通用梁属性”。
    注意： 有关创建自己的横截面库并向库中添加自定义形状的信息，请参见创建自定义横截面库和形状条目页面。

横截面数据库格式

除了 AISC 第 7 至 9 版横截面库和用户定义的库以外，所有横截面库均具有通用数据库格式。如果不存在此数据，则保存三维可视化数据的列中的值将为 0.0。同样，对于不适用于指定形状的参数也将输入 0.0。例如，法兰厚度 (tf) 不适用于管截面，因此管的法兰厚度值为零。

可以在 Microsoft® Excel® 中打开并查看数据库文件，但无法修改和保存。但是，可以通过 Simulation Mechanical 用户界面创建自定义库和横截面。有关详细信息，请参见“创建自定义库和横截面”页面。

AISC 2001 及更高版本、澳大利亚、加拿大、DIN、欧洲和日本库

下面的列表介绍了数据库文件中的列及其包含的变量。名称遵循 AISC 标准，但国际截面数据已调整为适应相同的数据配置。有 52 个数据列，每个横截面的数据单独占一行。AISC 2001 及更高版本、DIN、欧洲和日本库的数据库文件格式相同。但是，仅三个 AISC 库包含非线性分析和三维可视化所需的完整形状数据（如前文所述）。如果属性不包含这些尺寸参数，则会输入值零。如果特定属性不适用于指定类型的标准截面，则也输入值零。

表 3：横截面数据库文件格式（AISC 2001 及更高版本、DIN、欧洲和日本库）
列 变量名称 说明
A 公制单位 默认长度单位为英寸。如果此列为空，则将假定长度单位为英寸。其他值为 m、cm 和 mm。
B 类型 横截面形状的类型（如 W、C、HP、L、MT、HSS、管和其他）。
C EDI_Std_Nomenclature 形状名称遵循电子数据交换 (EDI)。
D AISC_Manual_Label 形状名称遵循 AISC 钢结构手册。只有双角钢名称例外。每个背对背间距和配置对应一个单独的列表（行）。因此，形状名称会反映这两个变量。双角钢的列表遵循 AISC “用于电子数据交换 (EDI) 的结构钢产品命名约定”中指定的约定。
E T_F

真/假变量。T（真）值指明存在适用于该形状的特殊说明（请参见以下内容）。F（假）值指明不存在适用于该形状的特殊说明。

特殊说明：

  • W 形状：T 值指明形状的法兰厚度大于 2 英寸。
  • M 形状：T 值指明形状具有倾斜的法兰。
  • WT 形状：T 值指明形状的法兰厚度大于 2 英寸。
F W 标称重量，lb/ft（对于公制数据为 kg/m）。
G A 横截面面积。
H d 构件的总深度、角钢的短边宽度、长边背对背双角钢的突出边宽度、短边背对背双角钢的背对背边宽度。
I Ht 正方形或矩形 HSS 截面的总深度。
J OD 圆形 HSS 截面或管的外径。
K bf 法兰宽度。
L B 正方形或矩形 HSS 截面的总宽度。
M ID 圆形 HSS 截面或管的内径。
N tw 腹板厚度。
O tf 法兰厚度。
P t 角钢边厚度。
Q tnom HSS 截面和管的标称壁厚。
R tdes HSS 截面和管的设计壁厚。
S kdes 从法兰外表面到圆角腹板趾之间的设计距离。
T kdet 从法兰外表面到圆角腹板趾之间的详细距离。
U k1 从腹板中心到圆角翼缘趾之间的详细距离。
V x 从指定的构件边（在 AISC 钢结构手册中定义）到构件中心轴之间的水平距离。
W y 从指定的构件边（在 AISC 钢结构手册中定义）到构件中心轴之间的垂直距离。
X e0 从指定的构件边（在 AISC 钢结构手册中定义）到构件剪切中心之间的水平距离。
Y xp 从指定的构件边（在 AISC 钢结构手册中定义）到构件塑性中性轴之间的水平距离。
Z yp 从指定的构件边（在 AISC 钢结构手册中定义）到构件塑性中性轴之间的垂直距离。
AA bf/2tf 长细比。
AB b/t 单角钢长细比。
AC h/tw 长细比。
AD h/tdes 正方形或矩形 HSS 截面的长细比。
AE D/t 圆形 HSS、管或 T 形形状的长细比。
AF Ix X 轴相关惯性矩。
AG Zx X 轴相关塑性截面模量。
AH Sx X 轴相关弹性截面模量。
AI rx X 轴相关回转半径。
AJ Iy Y 轴相关惯性矩。
AK Zy Y 轴相关塑性截面模量。
AK Sy Y 轴相关弹性截面模量。
AM ry Y 轴相关回转半径。
AN rz Z 轴相关回转半径。
AO J

扭转惯性矩。

注： 这与极惯性矩或轴惯性矩不同。非圆形截面（特别是开放截面）通常具有比极惯性矩指示的刚度低很多的扭转刚度。
AP Cw 翘曲常数。
AQ C HSS 截面的扭转常量。
AR Wno 标准化翘曲函数（如设计指南 9 中所用）。
AS Sw1 横截面上点 1 处的翘曲静力矩（如设计指南 9 中所用）。
AT Qf 法兰中位于腹板垂直边正上方的点的静力矩（如设计指南 9 中所用）。
AU Qw 横截面中间深度处的点的静力矩（如设计指南 9 中所用）。
AV ro 对于剪切中心的回转极半径。
AW H 弯曲常量。
AX tan(α) 不等边单角钢 y-y 和 z-z 轴之间的角度切线。
AY Qs 细长非加强压缩单的元缩减因子。
AZ G 双角钢截面 (2L) 相邻面之间的间隙。

AISC 第 7 至 9 版

早期的 AISC 库数据库（第 7 至 9 版）结构与表 3 中介绍的结构差别很大。三个早期 AISC 库仅包含三个宽度固定的列。第一列包含截面名称，数据字段宽度为 30 个字符。第二列（宽度 = 12 个字符）介绍指定给此截面名称的属性。第三个字段（宽度 = 50 个字符）包含每个属性的值。每个横截面属性对应一个新行（每行一个属性）。截面名称将在各行中重复显示，直至列出特定梁的所有属性为止。然后，下一个截面名称将出现在接下来的行中。

在这三个库中，第 9 版库中包含的每个横截面的信息量最大。下表列出了 AISC 第 7 至 9 版库中使用的变量。不适用于第 7 和 8 版库的属性将通过脚注指出。

表 4：横截面数据库文件格式（AISC 第 7 至 9 版）
列 A 列 B 列 C

截面名称

（在列 B 和 C 中具有关联数据的每一行重复）

属性（一个属性对应一行）

下面的列表包含 AISC 第 9 版库中包含的变量。早期版本包含这些变量的子集：

  • A：面积
  • BF：法兰宽度
  • BTF：bf/2tf，法兰宽度与两倍法兰厚度的比值 2
  • CW：Cw，翘曲常数 2
  • D：实际深度
  • DAF：d/Af，深度与压缩法兰面积的比值 2
  • DI：管的内径 2
  • DN：标称深度。管截面（P、PX、PXX）的公称直径 2
  • DSG：形状名称（例如，W 或 C）2
  • DTW：d/tw，深度与腹板厚度的比值 2
  • EO：eo，从腹板外表面到剪切中心之间的距离 2
  • FYP、FYPPPA、FYPPPL：Fy/LRFD（载荷和热阻因子设计）2
  • H：H，弯曲常量 LRFD 公式 (A-E3-9) 2
  • H38：H，弯曲常量，双角钢 3/8 背对背 2
  • H34：H，弯曲常量，双角钢 3/4 背对背 2
  • HL：水平边或侧面尺寸
  • HTW：hc/tw，为获得稳定性假设的腹板深度与腹板厚度的比值 2
  • JSHP： JUMBO SHAPE (J)，值 = 大型形状的 J，否则为空 2
  • NT：符合 ASTM A6 的拉伸类型编号 2
  • OD：管的外径
  • QF：Qf，法兰上某点的静力矩 2
  • QW：Qw，中间深度处的静力矩 2
  • RA：最小圆角半径，详细值（英寸）；适用于 M、S、C 和 MC 形状的翼缘趾值 2
  • RI：最小圆角半径，设计 2
  • RO：ro，剪切中心坐标 2
  • RO38：ro，双角钢 3/8 背对背 2
  • RO34：ro，双角钢 3/4 背对背 2
  • RT：包含压缩法兰 + 1/3 压缩腹板面积的截面回转半径，与腹板平面中的轴相关 2
  • RX：rx，轴 XX 相关回转半径
  • RY：ry，轴 YY 相关回转半径
  • RY38：ry，双角钢 3/8 背对背 2
  • RY34：ry，双角钢 3/4 背对背 2
  • RZ：rz，主轴相关回转半径 2
  • SX：Sx，轴 XX 相关弹性截面模量
  • SY：Sy，轴 YY 相关弹性截面模量
  • SW：Sw，翘曲静力矩 2
  • T：边或壁的厚度
  • TAN(ALPHA)：tan(α)，不等边单角钢 y-y 和 z-z 轴之间的角度切线。
  • TF：法兰厚度
  • TW：腹板厚度
  • VL：垂直边或侧面尺寸
  • WGT：标称重量 2
  • WNO：Wno，标准化翘曲函数 2
  • XB：x，腹板外侧 X 方向的截面质心 2
  • XI：Ix，轴 XX 相关惯性矩
  • XJ：J，扭转常数
  • XK：k，从法兰外表面到圆角腹板趾端部的距离
  • XK1：k1，从梁的中心线（Y 轴）到圆角腹板趾端部的距离
  • X1：X1，梁屈曲系数 LRFD 公式 (F1-8 ) 2
  • X2：X2，梁屈曲系数 LRFD 公式 (F1-9 ) 2
  • YB：y，法兰顶部外表面 Y 方向的截面质心 2
  • YI：Iy，轴 YY 相关惯性矩
  • ZX：Zx，轴 XX 相关塑性模量 2
  • ZY：Zy，轴 YY 相关塑性模量 2
  • LOCK SECTION：（对于所有截面均为 1）
  • ID：（按顺序编号的截面标识符）
  • DESCRIPTION：（如 AISC PROP OF W44.00X285.00、ID1）

值

（列 B 中的每个属性行对应一个值）

（某些属性的值可能为空）

2 注意：AISC 第 7 和 8 版数据库不含这些属性。

AISC 梁横截面说明

近些年来，梁形状的标准名称已发生变更。下表列出了涉及的 AISC 库版本的字母名称和形状说明。

表 5：不同 AISC 库版本中使用的形状名称
AISC 2001、2005 和 2013 AISC 第 9 版 AISC 第 8 和 7 版 形状
W W 型 W 型 W 形状（宽翼缘梁）
M M 型 M 型 M 形状（类似于 W 形状）
S S 型 S 型 S 形状（也称为 I 型梁，比 W 型梁窄且具有楔形翼缘）
HP HP 型 HP 型 HP 形状（用作桩）
C C 型 C 型 钢槽 - 美国标准
MC M 型 (MC) M 型 (MC) 钢槽 - 其他
L L 型 L 型 角钢 - 等边
L L 型 UL 型 角钢 - 不等边
WT WT 型 WT 型 从 W 形状切割的 T 形结构
MT M 型 (MT) M 型 (MT) 从 M 形状切割的 T 形结构
ST S 型 (ST) S 型 (ST) 从 S 形状切割的 T 形结构
2L 2L 型 DL 型 双角钢 - 等边 3
2L（名称末尾带 LLBB） 2L 型（第一个尺寸是背对背尺寸） UD 型 (UDL) 双角钢 - 不等边（长边背对背）3
2L（名称末尾带 SLBB） 2L 型（第一个尺寸是背对背尺寸） UD 型 双角钢 - 不等边（短边背对背）3
管（名称末尾有明细） P 型 S 型（SP，名称末尾有明细表） 管 - STD 标准重量
管（名称末尾有明细） P 型 (PX) S 型（SP，名称末尾有明细表） 管 - XS 加强
管（名称末尾有明细） P 型 (PXX) S 型（SP，名称末尾有明细表） 管 - XXS 双加强
HSS TS 型 RTU 结构管 - 矩形
HSS TS 型 S 型 (STU) 结构管 - 正方形
AISC 库截面类型 - 如果截面名称与类型不同，则将在括号 () 中注明。
3 注意：如果给出四个数字，则第四个数字是角钢边之间的距离（间隙）。例如，2L8x4x7/8x3/4LLBB 是 8x4 双角钢，边厚为 7/8 英寸，长边背对背，间隙为 3/4 英寸。

参考资料

本节内容
父主题： 常规信息（通用于多个分析类型）