7788x
001682
25.1.2022

Vzpěrné délky ztužení tvaru X podle AISC 360-16 v programu RFEM 6

Zadání vhodné vzpěrné délky je rozhodující pro stanovení správné návrhové únosnosti prutu. V případě ztužení ve směru osy X, které je připojeno ve středu, se inženýři často ptají, zda se má použít celá délka prutu, nebo zda postačuje poloviční délka k místu, kde jsou pruty připojeny.V tomto příspěvku nastíníme Doporučení AISC a příklad, jak lze v programu RFEM zadat vzpěrnou délku X-ztužení.

V mnoha případech může být vzpěrná délka uvažována jako polovina délky prutu (0,5 L) pro ztužení rámů tvaru X zatížená v tlaku jak v rovině, tak i mimo rovinu, jak je uvedeno v Příloze 7 v AISC 360-16. Pruty ztužení mají stejný průřez, podobné tlakové a tahové síly a jsou spojena ve středu [1].

AISC navíc umožňuje uvažovat vzpěrnou délku jako polovinu délky prutu, pokud se neočekávají velké cyklické nepružné deformace a modifikační součinitel seizmické odezvy R je 3 nebo menší [2].

Větší nevyztužené délky pro vybočení mimo rovinu mohou být vyžadovány u ztužených rámů X s nevyváženými silami ve ztužení, zvláště u těch se spojitými středovými spoji [1]. Použití poloviny délky prutu může být také nevhodné, pokud se uvažuje ztužení v systému odolávajícím seizmickým silám (SFRS), u kterého se očekávají velké cyklické nepružné deformace. Například X-ztužení jako součást speciálně soustředně vyztužených rámů (SCBF) by mělo používat celou délku prutu [2].

Příklad

V našem příkladu vycházíme z toho, že vzpěrnou délku ocelových X ztužení lze uvažovat jako polovinu délky prutu. Pro srovnání jsou k ukázány dvě možnosti pro zadání vzpěrné délky.

V záložce Základní údaje v dialogu Vzpěrné délky lze vybrat požadovaná posouzení na vzpěr a další příslušné součinitele (obrázek 1).

V záložce Uzlové podpory & vzpěrné délky lze upravit součinitele vzpěrné délky K.

První možností je zachovat ztužení tvořící X po celé délce (obrázek 2). Zde je třeba použít volbu Součinitele vzpěrné délky, protože středový uzel pro přiřazení uzlové podpory neexistuje. Součinitel vzpěrné délky K se nastaví na 0,5 pro zohlednění poloviny délky prutu. Zde použitý součinitel K nemá vliv na podmínku na konci prutu.

Druhou možností je fyzicky rozdělit pruty na dvě části a spojit tyto čtyři pruty standardním uzlem v průsečíku (obrázek 3). Přidání uzlu na prut nefunguje, protože ho lze přiřadit pouze jednomu z prutů ztužení X.

Celkové výsledky a využití jsou pro oba přístupy srovnatelné. Níže znázorněné deformované tvary se mírně liší a skutečný deformovaný tvar může ležet někde mezi nimi. První možnost lze upřednostnit pro snížení celkového počtu prutů a pro zabránění sdílení zatížení mezi spojenými pruty ztužení.


Autor

Paní Cisca Tjoa je zodpovědná za technickou podporu zákazníkům a další vývoj programů pro severoamerický trh.

Reference
  1. ANSI/AISC 360-16, Specification for Structural Steel Buildings
  2. Heath Mitchell, S.E., P.E., Modern Steel Construction, Steel Interchange, January 2013