V programu RFEM 6 lze použít možnost Příčné výztuhy prutů pro přidání požadovaných výztuh po délce prutu. Zvýšenou smykovou pevnost od výztuhy lze zohlednit v addonu Posouzení ocelových konstrukcí.
AISC sekce G2 „Pruty tvaru I a U-profily“ [1] je rozdělena do čtyř sekcí:
- G2.1 Smyková únosnost stojin bez účinku tahovým polem
- G2.2 Smyková únosnost vnitřních panelů stojin s a / h ≤ 3 se zohledněním účinku tahového pole
- G2.3 Smyková únosnost bočních stojin s a/h ≤ 3 se zohledněním účinku tahového pole
- G2.4 Příčné výztuhy
Co je to účinek tahového pole?
Účinek tahového pole (TFA) je jev, kdy se stojina plošného nosníku posuzuje tak, aby vykazovala značnou pevnost po vzpěru. Ve stavu po vybočení je stojina ještě schopna přenášet působící zatížení tahem.
V předchozích vydáních AISC lze zatížení v tahu zohlednit u panelů vnitřních stojin pouze tehdy, pokud a/h nepřekročí 3,0, kde a je světlá vzdálenost mezi výztuhami a h je světlá vzdálenost mezi pásnicemi.
Ve vydání AISC 2022 lze částečné zatížení tahovým polem zohlednit také pro čelní stojiny. Na základě nedávných výsledků testování a simulace metodou konečných prvků se ukazuje, že působení tahového pole se skutečně může vyvinout vytvořením plastických kloubů v pásnicích a výztuhách ložisek (komentář AISC)[1].
Příklad použití
Příklady G.8A a G.8B v příkladech posouzení podle AISC 2022 [2] slouží k porovnání smykové pevnosti získané z modelu v programu RFEM. Nosník je 56 ft dlouhý, 3 ft vysoký, s pásnicemi o tloušťce 1,5 in a šířce 16 in a stojinou o tloušťce 5/16 in. Tlaková pásnice je spojitě vyztužena, což znamená, že posouzení na klopení lze v programu deaktivovat.
Složený nosník lze vytvořit pomocí typu průřezu "Parametrický - tenkostěnný" a typu výroby "Svařovaný".
1) Zkontrolujte, zda jsou nutné příčné výztuhy podle AISC, čl. G2.4
Příčné výztuhy nejsou nutné, pokud je splněna jedna z následujících podmínek.
- h/tw je menší než 2,54 √(E/Fy )
33,0 in/0,3125 in = 105,6 je větší než 2,54*√(29 000 ksi/50 ksi) = 61,2
- Požadovaná smyková pevnost je menší než dostupná pevnost.
Jak ukazuje posouzení GG6100, požadovaná smyková únosnost (210,0 kips) je větší než dostupná smyková pevnost (176,1 kips).
- Protože není splněna ani jedna z výše uvedených podmínek, příčné výztuhy jsou nutné.
2) Stanovte vzdálenost výztuh
Pro materiál 50 ksi jsou užitečné tabulky 3-17a, 3-17b a 3-17c AISC Steel Construction Manual [3] pro stanovení požadované vzdálenosti výztuh na základě poměru h/tw a požadovaného napětí. Případně lze pro stanovení vzdálenosti použít iterační metodu pokus-omyl.
V tomto příkladu se pro čelní desku použije vzdálenost 42 in. Požadovanou smykovou únosnost v tomto místě lze snadno stanovit pomocí nástroje "Průběhy výsledků pro vybraný prut". Na konci prvního pole Vz = 183,7 kips překračuje dostupnou pevnost = 176,1 kips. Proto jsou také přidány další výztuhy s roztečí 90. Třetí panel není nutný, protože V = 127,5 kips je menší než 176,1 kips.
3) Přidat "Příčné výztuhy prutů" uvedené v sekci "Typy pro pruty" v programu RFEM
K dispozici je několik typů výztuh. V tomto příkladu použijeme „Čelní desku“ na začátku a na konci prutu. Pro mezilehlé výztuhy se použije možnost „Ploché“. Pro každou výztuhu je zadáno umístění, materiál a velikost.
Možnost "Zohlednit výztuhu" je k dispozici od aktivace addonu Posouzení ocelových konstrukcí. Tuto volbu lze zapnout a vypnout, aby se mohl zohlednil vliv každé výztuhy na posouzení jednotlivě.
Pro "Čelní desku" lze výztuhu považovat za "Netuhé" nebo "Tuhé". "Netuhé"', pokud se pro čelní desku uvažuje částečné zatížení tahovým polem podle článku G2.3. Při výběru možnosti "Tuhý" se koncové pole počítá podle článku G2.2 (jako vnitřní pole). „Tuhá“ výztuha v programu RFEM je koncipována jako model se „skrytým“ přesahem pomocí dvou výztuh umístěných blízko sebe.
Výsledná deplanační pružina se spočítá automaticky. Bez addonu Vázané kroucení (7 stupňů volnosti) se však při výpočtu nezohlední.
Příčné výztuhy nemají žádný vliv na tuhost při výpočtu se 6 stupni volnosti.
4) Smyková únosnost v addonu Posouzení ocelových konstrukcí
Podle článku G2.2 lze použít větší jmenovitou pevnost ve smyku z článku G2.1 (bez působení tahového pole) a z článku G2.2 (se zohledněním působení tahového pole). Obě podmínky se nastavují v addonu Posouzení ocelových konstrukcí v posudku GG6100.
V záložce "Využití po místech" lze zobrazit posouzení čelního pole podle kapitoly G2.3. V tomto příkladu je využití pro čelní panel menší než pro vnitřní panel.
5) Požadavky na příčné výztuhy podle AISC, čl. G2.4 [1]
Kromě posouzení únosnosti prutu ve smyku se v posudku GG6130 ověřuje:
- Poměr šířky k tloušťce výztuhy (AISC rovnice G2-16)
- Moment setrvačnosti výztuhy (AISC rovnice G2-17)
Volbou „Příčné výztuhy prutů“ lze v programu RFEM zohlednit vyztužené stojiny deskových nosníků.
