Posouzení momentových rámových prutů podle AISC 341-16 v programu RFEM 6

Odborný článek z oblasti statiky za použití softwaru Dlubal

  • Databáze znalostí

Odborný článek

Tento text byl přeložen Google překladačem

Zobrazit původní text

V addonu Posouzení ocelových konstrukcí v programu RFEM 6 jsou k dispozici tři typy momentových rámů (běžné, dočasné a speciální). Výsledek seizmického posouzení podle AISC 341-16 je rozdělen do dvou částí: požadavky na pruty a požadavky na spoje.

Podrobnější informace o zadání konfigurace pro seizmicitu najdeme v dalším příspěvku.KB 001761 | Seizmické posouzení podle AISC 341 v programu RFEM 6.

Požadavky na prut

V programu RFEM jsou k dispozici následující posudky prutů, které jsou součástí seizmicky odolného systému (SFRS). Uvedené články vycházejí ze Seismic Provisions AISC 341-16 [1].

  • Omezení šířky k tloušťce [Článek D1.1]
  • Stabilitní ztužení nosníků - nutná pevnost a tuhost [Článek D1.2a.1(b) pro IMF a D1.2b pro SMF]
  • Stabilitní ztužení nosníků - maximální vzdálenost [Článek D1.2a.1(c) pro IMF a D1.2b pro SMF]
  • Stabilitní ztužení nosníků v místech kloubů - nutná pevnost [Článek D1.2c.1(b)]
  • Nutná pevnost sloupu [Článek D1.4a]
  • Poměrná štíhlost sloupu u nevyztužených spojů [Článek E3.4c.2b]

Omezení šířky k tloušťce pro požadavky na poddajnost

Pruty v IMF jsou označeny jako mírně poddajné pruty podle článku E2.5a. Pruty v SMF jsou označeny jako vysoce poddajné pruty podle článku E3.5a.

Pásnice sloupu

Pásnice sloupu v SMF musí splňovat požadavky AISC Seismic Provisions článku D1.1 [1] pro vysoce poddajné pruty. Tyto posudky se v programu RFEM zobrazí jako EQ 1200 (obrázek 1).

Stojina sloupu

Omezení poměru šířky ku tloušťce u stojin vysoce poddajných prutů se stanoví pomocí rozhodujícího zatěžovacího stavu pro osové zatížení, jak je stanoveno v článku D1.4a [1]. Rozhodující zatěžovací stav je založen na všech kombinacích zatížení, včetně KZ pouze s tíhou, KZ při normálním seizmickém zatížení a KZ se seizmickým zatížením s navýšenou pevností. Tento posudek je v programu RFEM v EQ 1100 (obrázek 2).

Stejně jako u sloupů se pro nosníky také provádí kontrola šířky ku tloušťce.

Stabilitní ztužení nosníků

Požadovaná pevnost a tuhost stabilitních ztužení jsou uvedeny v záložce Stabilitní ztužení po prutech v sekci „Požadavky na seizmicitu“ (obrázek 3). Tyto hodnoty lze porovnat s vypočítanou dostupnou pevností a tuhostí při posouzení ztužujících prutů, které se připojují na nosník. Detaily posudku nejsou k dispozici (pouze reference).

U požadovaných pevností jsou uvedeny dvě různé hodnoty. První hodnota, Pbr, se vztahuje na ztužení, která se nacházejí mimo oblast plastického kloubu. Pbr je definováno v rovnici A-6-7 v dodatku 6 normy AISC 360-16 [3]:

Stabilita nosníků (požadovaná únosnost)

Pbr = 0.02·(Mr·Cdho)

Pbr Požadovaná pevnost ztužení nosníku stability
Mr Požadovaná pevnost v ohybu nosníku. Mr = Ry Fy Z/ αs [AISC 341 rovnice D1-1]
Cd Součinitel dvojité křivosti = 1,0 [AISC 341 Section D1.2a(b)]
ho Vzdálenost mezi těžištěm pásnice ho = d - tf

Druhá, větší hodnota, Pr, je přímo pro ztužení v místě plastického kloubu. Je definována v rovnici D1-4 normy AISC 341-16 [1]:

Stabilní ztužení nosníků (požadovaná pevnost na plastovém kloubu)

Pr = 0.06·Ry·Fy·Z/(αs·ho)

Pr Požadovaná pevnost ztužení stabilizačního nosníku v místě plastického kloubu
Ry Poměr očekávané meze kluzu a zadané minimální meze kluzu
Fy Zadaná minimální mez kluzu
Z Účinný plastický průřezový modul průřezu (nebo spoje) v místě plastického kloubu
αs LRFD-ASD součinitel síly pro úpravu = 1,0 pro LRFD a 1,5 pro ASD
ho Vzdálenost mezi těžištěm pásnice

Požadovaná tuhost βbr je stanovena v rovnici A-6-8 v dodatku 6:

Stabilita nosníků (požadovaná tuhost)

βbr =1Φ·(10·Mr·CdLbr·ho)  (LRFD)βbr =Ω·(10·Mr·CdLbr·ho)  (ASD)

βbr Požadovaná tuhost ztužení stabilizačního nosníku
Mr Požadovaná pevnost v ohybu nosníku
Cd Součinitel dvojité křivosti = 1,0
Lbr Maximální vzdálenost ztužení stabilizačního nosníku
ho Vzdálenost mezi těžištěm pásnice

Maximální vzdálenost stabilního ztužení musí splňovat požadavky AISC 341-16, článku D1.2a.1(c) pro IMF a článku D1.2b pro SMF.

Stabilitní ztužení nosníků (maximální vzdálenost)

Lbr = 0.19·ry·ERy·Fy  for IMFLbr = 0.095·ry·ERy·Fy  for SMF

Lbr Maximální vzdálenost ztužení stabilizačního nosníku
ry Poloměr setrvačnosti okolo slabé osy
E Modul pružnosti
Ry Poměr očekávané meze kluzu a zadané minimální meze kluzu
Fy Zadaná minimální mez kluzu

Posudek pro maximální vzdálenost je uveden spolu s dalšími požadavky na pruty v položce "Využití prutů". Detail posudku je v EQ 2100 (obrázek 4). Vyztužená délka Lb je zadaná vzpěrná délka pro klopení.

Požadovaná pevnost sloupu

Všechny sloupy, které jsou součástí seizmicky odolného systému (SFRS), musí být posouzeny na zatížení s navýšenou pevností. V mnoha případech není nutné zvětšenou normálovou sílu kombinovat se spolupůsobícími ohybovými momenty. Možnost zanedbat ve sloupech všechny ohybové momenty, smykové síly a kroucení pro mezní stav s navýšenou pevností je přednastavena. Tuto volbu lze deaktivovat v Konfiguraci pro seizmicitu.

U standardních kombinací zatížení bez navýšené pevnosti od seizmického zatížení se kombinované zatížení posuzuje podle AISC 360-16, Kapitoly H.

U kombinací zatížení se seizmickým zatížením s navýšenou pevností nejsou kapitoly F a H posuzovány, pokud je aktivována možnost zanedbat ve sloupech všechny ohybové momenty, smykové síly a kroucení pro mezní stav s navýšenou pevností. V příkladu 4.3.2 příručky pro seizmicitu [2] je třeba zohlednit rozhodující případ obou kombinací zatížení, standardní i s navýšenou pevností.

Ohybové momenty od zatížení působícího mezi body příčné podpory mohou přispět k vybočení sloupu. Proto je třeba je zohlednit současně s normálovým zatížením, a to deaktivací možnosti zanedbání momentů.

Poměrná štíhlost sloupu u nevyztužených spojů

U sloupů v SMF bez příčných ztužení na spoji se má minimalizovat možnost vybočení mimo rovinu spoje omezením poměrné štíhlosti L/r podle článku E3.4c.2b [1] tak, že se poměrná štíhlost L/r rovná nebo je menší než 60. Nevyztužené spoje se vyskytují ve zvláštních případech, například ve dvoupodlažním rámu bez mezilehlé podlahy.

Ve všech ostatních případech lze možnost splnění tohoto požadavku deaktivovat v Konfiguraci pro seizmicitu .

Požadavky na přípoj jsou popsány v příspěvkuKB 001768 | Pevnost spoje momentového rámu podle AISC 341-16 v programu RFEM 6.

Autor

Cisca Tjoa, PE

Cisca Tjoa, PE

Inženýrka technické podpory

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

Klíčová slova

Seizmické posouzení AISC 341-16 Ocelová konstrukce Posouzení ocelových konstrukcí Seizmické Součinitel navýšení pevnosti Stabilitní ztužení Momentový rám

Literatura

[1]   AISC 341-16 Seismic Provisions for Structural Steel Building
[2]   AISC Seismic Design Manual, 3rd Edition
[3]   ANSI/AISC 360-16, Specification for Structural Steel Buildings

Odkazy

Napište komentář...

Napište komentář...

  • Navštíveno 398x
  • Aktualizováno 27. února 2024

Kontakt

Kontakt na Dlubal Software

Máte další dotazy nebo potřebujete poradit? Kontaktujte nás prostřednictvím naší bezplatné e-mailové podpory, chatu nebo na fóru, případně využijte naše FAQ, které máte nepřetržitě k dispozici.

+420 227 203 203

[email protected]

Přípoje s kruhovými dutými průřezy v programu RFEM 6

Spoje s kruhovými dutými profily v programu RFEM 6

Webinář 29. února 2024 14:00 - 15:00 CET

Online Školení | česky

RFEM 6 | Bezplatné základní školení

Online školení 20. března 2024 9:00 - 11:30 CEST

Pokročilá statická analýza s RFEM 6 Python API

Pokročilá statická analýza s Python API v programu RFEM 6

Webinář 26. března 2024 14:00 - 15:00 CEST

RFEM 6 | Studenti | Úvod do statiky prutů

Online školení 10. dubna 2024 16:00 - 19:00 CEST

RSECTION 1 | Studenti | Úvod do pevnosti a pružnosti

Online školení 17. dubna 2024 16:00 - 17:00 CEST

RFEM 6 | Studenti | Úvod do MKP

Online školení 24. dubna 2024 16:00 - 19:00 CEST

RFEM 6 | Studenti | Úvod do posouzení dřevěných konstrukcí

Online školení 30. dubna 2024 16:00 - 17:00 CEST

RFEM 6
Hala s obloukovou střechou

Hlavní program

3D MKP program nové generace slouží ke statickým výpočtům prutů, ploch a těles.

Cena za první licenci
4 650,00 EUR
RFEM 6

Steel Design for RFEM 6

Posouzení

Addon Posouzení ocelových konstrukcí provádí posouzení únosnosti a použitelnosti ocelových prutů podle různých norem.

Cena za první licenci
2 850,00 EUR