264x
001875
27.2.2024

Posouzení momentových rámových prutů podle AISC 341-22 v programu RFEM 6

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 341-22 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 341-22 [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 [3]:

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

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

Maximální vzdálenost stabilního ztužení musí splňovat požadavky AISC 341-22, článku D1.2a.1(c) pro IMF a článku D1.2b pro SMF.

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 360-22, 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 příspěvku KB 001768 | Pevnost spoje momentového rámu podle AISC 341-16 v programu RFEM 6 .


Autor

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

Odkazy
Reference
  1. AISC 341-22. Ustanovení pro zemětřesení pro pozemní budovy z konstrukční oceliřádu. (2022). American Institute of Steel Construction.
  2. AISC Seismic Design Manual, 3rd Edition
  3. ANSI/AISC 360-22, Specifikace pro budovy z ocelových konstrukcí