Posouzení vyztužených rámů podle AISC 341 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

Posouzení běžného koncentricky vyztuženého rámu (OCBF) a speciálního koncentricky vyztuženého rámu (SCBF) lze provést v addonu Posouzení ocelových konstrukcí v programu RFEM 6. Výsledek seizmického posouzení podle AISC 341-16 a 341-22 je rozdělen do dvou kategorií: Požadavky na pruty a požadavky na spoje.

Podrobnější informace o zadání konfigurace pro seizmicitu najdete v tomto 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 se vztahují k seizmickým ustanovením AISC 341-16/22 [1].

  • Omezení šířky k tloušťce [Článek D1.1 a F1.5a]
  • Stabilitní ztužení nosníků SCBF - požadovaná pevnost a tuhost [Články F2.4b a D1.2a.1(b)]
  • Stabilitní ztužení nosníků SCBF - maximální vzdálenost [Články F2.4b a D1.2a.1(c)]
  • Nutná pevnost sloupu [Článek D1.4a]
  • Štíhlostní poměr ztužení [Článek F1.5b pro OCBF a F2.5b(a) pro SCBF]

Omezení šířky k tloušťce pro požadavky na poddajnost

Ztužení v OCBF se označují jako mírně poddajné pruty podle článku F1.5a. Všechny pruty (ztužení, nosníky, sloupy) v SCBF jsou označeny jako vysoce poddajné pruty podle článku F2.5a.

Ztužení v OCBF musí splňovat požadavky AISC Seizmic Provisions, čl. D1.1 pro středně poddajné pruty. Výjimečně podle článku F1.5a nemusí ztužení v pouze tahových rámech s Lc/r větším než 200 splňovat požadavek na duktilitu. Toto posouzení je v programu RFEM znázorněno jako EQ 1300 (obrázek 1).

Pozor: Pouze tahové rámy nejsou v SCBF podle článku F2.4d přípustné.

Stabilitní ztužení nosníků v SCBF

Požadavek na stabilitní ztužení platí pouze pro nosníky v rámech se ztužením ve tvaru V a V rámech podle článku F2.4b [1]. Požadovaná pevnost a tuhost stabilitních ztužení jsou uvedeny v záložce Stabilitní ztužení po prutech v sekci „Seizmické požadavky“ (obrázek 2). 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).

Požadovaná pevnost Pbr je definována v rovnici A-6-7 v dodatku 6 normy AISC 360-16/22 [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

Pozor: Pr nelze použít pro vyztužené rámy.

Požadovaná tuhost βbr je definována v rovnici A-6-8 v dodatku 6 normy AISC 360-16/22 [3]:

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 stabilizačního ztužení musí splňovat požadavky normy AISC 341-16/22, článek F2.4b, který odkazuje na článek D1.2a.1(c):

Stabilitní ztužení nosníků pro SCBF (maximální vzdálenost)

Lbr = 0.19·ry·ERy·Fy  (AISC 341-16)Lbr = 0.17·ry·ERy·Fy  (AISC 341-22)

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

Posouzení pro maximální vzdálenost se zobrazí spolu s ostatními požadavky na pruty v sekci Využití na prutech. Vyztužená délka Lb je zadaná vzpěrná délka pro klopení. Detail posudku je znázorněn v EQ 2100 (obrázek 3).

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 navýšení pevnosti od účinku seizmického zatížení se kombinované zatížení posuzuje podle AISC 360-16/22 kapitoly H.

U kombinací zatížení se seizmickým zatížením s navýšenou pevností se kapitola H nepoužije, pokud je aktivována možnost zanedbání všech ohybových momentů, smyku a kroucení ve sloupech pro mezní stav s navýšenou pevností. V příkladu 4.3.2 manuálu pro seizmické posouzení [2] je předvedeno posouzení pomocí kontrolního případu z obou kombinací zatížení, standardní a navýšení pevnosti.

Ohybové momenty od zatížení působícího mezi body příčné podpory mohou přispět k vybočení sloupu. Proto je třeba je zohlednit současně s normálovými zatíženími deaktivací možnosti zanedbání momentů (obrázek 4).

Štíhlostní poměr ztužení

Pro ztužení ve V nebo obrácených V rámech v OCBF musí být poměrná štíhlost Lc/r menší nebo roven 4*√(E/Fy ) podle článku F1.5b [1]. Cílem je omezit nevyvážené síly, které vznikají v rámových prutech po vybočení ztužení. Toto posouzení je v programu RFEM znázorněno jako EQ 3300 (obrázek 5).

U ztužení v konfiguraci X lze možnost splnění tohoto požadavku deaktivovat v konfiguraci pro seizmicitu.

Pro ztužení v SCBF musí být štíhlostní poměr Lc/r menší nebo roven 200 podle článku F2.5b(a) [1]. Toto posouzení je v programu RFEM znázorněno jako EQ 3310 (obrázek 6).

Požadavky na spoj

Seizmické požadavky zahrnují požadovanou pevnost spoje v tahupožadovanou pevnost spoje v tlaku ztužení. Jsou uvedeny v záložce Spoj ztužidel po prutech (obrázek 7). Pro pevnosti spoje nejsou detaily posudku k dispozici. V tabulce jsou ovšem uvedeny rovnice a odkazy na normy.

Symboly a definice jsou znázorněny v následujících vzorcích:

Požadovaná pevnost spoje ztužení v tahu (OCBF a SCBF)

Ry·Fy·Ag/αs

Ry Poměr očekávané meze kluzu a zadané minimální meze kluzu
Fy Zadaná minimální mez kluzu
Ag Neoslabená plocha ztužení
αs Součinitel úpravy úrovně síly LRFD-ASD = 1,0 pro LRFD a 1,5 pro ASD

Nutný spoj ztužení v tlaku

1.1·Fcre·Ag/αs      for OCBF (341-16)1.14·Fcre·Ag/αs    for SCBF (341-16 & 341-22)Fne·Ag/αs                for OCBF (341-22)

Fcre Kritické vzpěrné napětí z průřezu E normy AISC 360-16 s použitím očekávané meze kluzu, Ry Fy
Ag Neoslabená plocha ztužení
αs Součinitel úpravy úrovně síly LRFD-ASD = 1,0 pro LRFD a 1,5 pro ASD
Fne Jmenovité napětí z průřezu E normy AISC 360-22 pomocí očekávané meze kluzu, Ry Fy

Pozor: Posouzení únosnosti na základě očekávaných pevností ztužení bude k dispozici v budoucí verzi.

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 Seizmická Součinitel navýšení pevnosti Stabilitní ztužení Ztužený rám AISC 341-22 AISC 341

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
[4]   AISC 341-22. Seismic Provisions for Structural Steel Buildings. (2022). American Institute of Steel Construction.
[5]   ANSI/AISC 360-22, Specification for Structural Steel Buildings

Odkazy

Napište komentář...

Napište komentář...

  • Navštíveno 683x
  • 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