Téma:
Posouzení momentových rámových prutů podle AISC 341-22 v programu RFEM 6
Komentář:
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.
Popis:
Podrobnější informace o zadání konfigurace pro seizmicitu najdeme v dalším příspěvku.
KB | 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 341-22 [1].
- Omezení šířky k tloušťce [Článek D1.1]
- Stabilitní ztužení nosníků - požadovaná 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 - požadovaná pevnost [Článek D1.2c.1(b)]
- Požadovaná pevnost sloupu [Článek D1.4a]
- Štíhlostní poměr sloupu pro nevyztužený spoj [Článek E3.4c.2b]
Omezení šířky k tloušťce pro požadavky na duktilitu
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).
Podobně jako u sloupů se provádí posouzení šířky k tloušťce také u nosníků.
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).
Pro požadované pevnosti jsou uvedeny dvě různé hodnoty. První hodnota P-br platí pro ztužení, která se nacházejí mimo oblast plastického kloubu. P-br je definováno v rovnici A-6-7 v dodatku 6 normy AISC 360 [3]:
| 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, platí speciálně pro stabilitní ztužení v místě plastického kloubu. Definuje se v rovnici D1-4 normy AISC 341 [1]:
| 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 β-br je definována v rovnici A-6-8 v Příloze 6:
| d | Staticky účinná výška |
| d | Staticky účinná výška |
| d | Staticky účinná výška |
| fy | Mez kluzu betonářské oceli |
| d | Staticky účinná výška |
Maximální vzdálenost stabilního ztužení musí splňovat požadavky AISC 341-22, článku D1.2a.1(c) pro IMF a článku D1.2b pro SMF.
| 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 |
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 (LTB).
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 pro nevyztužený spoj
U sloupů v SMF bez příčného ztužení ve spoji musí být potenciál pro boulení mimo rovinu ve spoji min.