872x
001775
5.12.2023

Posouzení vyztužených rámů podle AISC 341 v programu RFEM 6

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

V programu RFEM jsou k dispozici následující posudky prutů, které jsou součástí seizmicky odolného systému (SFRS). Uvedené články vycházejí ze Seismic Provisions AISC 341-16/22 [1].

  • Omezení šířky k tloušťce [Článek D1.1 a F1.5a]
  • Stabilitní ztužení nosníků SCBF - nutná 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 poddajnost. 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 obráceného V podle článku F2.4b [1]. Požadovaná pevnost a tuhost stabilitních ztužení jsou uvedeny v záložce Stabilitní ztužení po prutech v sekci „Požadavky na seizmicitu“ (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]:

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]:

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

Posudek pro maximální vzdálenost je uveden spolu s dalšími požadavky na pruty v položce Využití prutů. 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 navýšené pevnosti od seizmického zatížení se kombinované zatížení posuzuje podle AISC 360-16/22, Kapitoly H.

U kombinací zatížení se seizmickým zatížením s navýšenou pevností není kapitola H posuzována, pokud je aktivována možnost zanedbat ve sloupech všechny ohybové momenty, smykové síly a kroucení pro mezní stav s navýšenou pevností. Příklad 4.3.2 příručky pro seizmicitu [2] ukazuje posouzení užívající 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 (obrázek 4).

Štíhlostní poměr ztužení

Pro ztužení ve tvaru V nebo obráceného V rámů v OCBF musí být poměrná štíhlost Lc/r menší nebo rovna 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 spoje

Seizmické požadavky zahrnují požadovanou pevnost spoje v tahu a požadovanou pevnost spoje v tlaku ztužení. Jsou uvedeny v záložce Přípoj ztužení 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:

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


Autor

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

Odkazy
Reference
  1. AISC 341-16. Ustanovení pro zemětřesení pro pozemní budovy z konstrukční oceli. (2016). Americký institut pro ocelové konstrukce.
  2. AISC Seismic Design Manual, 3rd Edition
  3. ANSI/AISC 360-16, Specification for Structural Steel Buildings
  4. AISC (2022). Seismic Provisions for Structural Steel Buildings, AISC 341-22. American Institute of Steel Construction, Chicago.
  5. AISC (2022). Specification for Structural Steel Buildings, ANSI/AISC 360-22. American Institute of Steel Construction, Chicago, August 1.