Aluminum Design Manual (ADM) 2020 Updates in RF-/ALUMINUM ADM
Fachbeitrag
Das Aluminum Design Manual (ADM) 2020 wurde im Februar 2020 veröffentlicht. Das ADM 2020 gibt Anleitung sowohl für die ASD (Allowable Strength Design) als auch die LRFD (Load And Resistance Factor Design) -Methode zur Bemessung von Aluminiumträgern, um Zuverlässigkeit und Sicherheit für alle Aluminiumkonstruktionen zu gewährleisten. Der letzte Stand dieser Norm wurde in das RFEM/RSTAB-Zusatzmodul RF-/ALUMINUM ADM integriert. Im Folgenden werden die wesentlichen Updates, die auch für die Dlubal-Programme relevant sind, hervorgehoben.
Brückenartige Bauwerke (ADM 2015 Abschn. B.2.2 [2] )
Für eine kurze Geschichte zu dieser Vorschrift veröffentlichte die Aluminium Association erstmals 1967 die Spezifikationen für Aluminiumkonstruktionen, die sowohl Bauwerke als auch Brückenbauwerke umfassten. Aluminiumwerkstoffe werden in Brückenbauwerken seit Anfang bis Mitte des 19. Jahrhunderts verwendet. Daher beinhaltete diese frühe ADM -Norm neben den Gebäuden nach ASD auch Überlegungen zur Brückenbemessung. Je nach brücken- oder gebäudetypischen Strukturen wurden unterschiedliche Sicherheitsfaktoren vorgegeben.
Als 1994 die LRFD in das ADM aufgenommen wurde, waren die Brückenvorschriften bereits in der AASHTO -Norm enthalten und wurden bewusst im ADM weggelassen. Im Oktober 2007 wurde LRFD zur verbindlichen Bemessungsmethode für alle Autobahnkonstruktionen in den USA. Daher wurden in Kapitel B Bemessungsvoraussetzungen die bisherigen ADM 2015 Abschn. B.2.2 Brückenartige Strukturen wurden im ADM 2020 komplett entfernt.
Knick- und Festigkeitskonstanten für gekrümmte Elemente (Abschn. B.4 [1] )
In den Tabellen B.4.1 und B.4.2 [1] wurden die Gleichungen der Beulkonstanten (Ct und Ctb) für gleichmäßigen Druck in gekrümmten Elementen und Biegedruck in gekrümmten Elementen modifiziert [1].
Direkte Festigkeitsverfahren (Abschn. F.3.2 [1] )
Abschnitt F.3 [1] befasst sich mit der Nennbiegefestigkeit Mnlb für den Grenzzustand des lokalen Beulens. Drei Methoden können zur Ermittlung von Mnlb verwendet werden, einschließlich der direkten Festigkeitsmethode in Abschn. F.3.2 [1] .
Zuvor war das ADM 2015 Abschn. F.3.2 direkt auf Abschn. B.5.5.5 [2] . Dies erforderte den Benutzer korrekt alle Abschnittselemente entweder als einheitliche Kompression zu klassifizieren (Sect. B.5.4 [2] ) oder Biegekompression (Sect. B.5.5 [2] ). Für die Abschn. B.5.5.5 [2] und damit Mnlb berechnet werden.
Das ADM 2020 beinhaltet nun die Gleichungen zur Berechnung von Mnlb direkt in Abschn. F.3.2. Diese Vereinfachung aus der Vorgängernorm kann für die Berechnung der Biegeknickfestigkeit für alle Elemente ohne Vorklassifizierung aus Abschn. B.4 und Abschn. B.5 [1] .
Biegebeiwert Cb (Abschn. F.4.1 [1] )
Das ADM 2015 beinhaltete in F.4.1 zwei getrennte Abschnitte zur Berechnung des Biegekoeffizienten, der in den Biegedrillknickregelungen verwendet wird. Dazu gehörten doppelt symmetrische Formen (Abschn. F.4.1.1 [2] ) und einfach symmetrische Formen (Abschn. F.4.1.2 [2] ).
Das ADM 2020 hat diese Abschnitte zusammengefasst und stattdessen die Cb -Gleichung (Gl. F.4-2) um eine zusätzliche Rm-Variable zu ergänzen, die der Biegebeiwertfaktor für einfach symmetrische Stäbe ist, die aus einer Doppelkrümmungsbiegung aus Querlast beansprucht werden. Zusätzliche Änderungen in Gl. F.4-2 [1] stammen aus dem Guide to Stability Design Criteria for Metal Structures, 6th Edition (Wiley, 2010) and Wong and Driver (2010). Im Gegenteil, die ADM 2015 bezieht sich für diese Gleichung auf Kirby und Nethercot (1979).
Einzelne Winkel (Abschn. F.5)
Änderungen an Kap. F für Einzelwinkel beinhaltet Änderungen der Biegedrillknickfestigkeit bei Biegung um die geometrischen Achsen (Abschn. F.5.1 [1] ). Gl. F.5-4 bis F.5-5 bei gleichschenkligen Winkeln mit seitlicher Torsion nur am Punkt des maximalen Moments (Abschn. F.5.1b) und Gl. F.5-6 bis F.5-7 für gleiche Schenkelwinkel ohne seitliche Torsion (Abschn. F.5.1c [1] ) enthalten im Vergleich zum ADM 2015 leicht abweichende Beiwerte.
Vereinfachungen wurden von ADM 2015 bis ADM 2020 in Bezug auf die Biegung um die Hauptachsen vorgenommen (Abschn. F.5.2 [1] ). Hauptachse Biegebiegedrillknicken Festigkeit (Sect. F.5.2a [1] ) wurde in einen einzelnen Abschnitt für beide gleich und ungleiche Beinwinkel kombiniert. Daher wurden Änderungen an Gl. F.5-8 [1] zur Ermittlung der Biegedrillknickfestigkeit im Vergleich zum ADM 2015.
Anwendung in RF-/ALUMINIUM ADM
Dies ist keine erschöpfende Auflistung aller ADM 2020 -Updates im Vergleich zur Norm 2015. Vielmehr spiegelt dies wider, welche Aktualisierungen in das RFEM- und RSTAB-Zusatzmodul RF-/ALUMINIUM ADM integriert wurden, das eine Aluminiumstabbemessung nach ADM für ASD- oder LRFD-Überlegungen durchführt. Einen detaillierten Einblick in den Bemessungsworkflow mit RFEM und RF-ALUMINIUM ADM erhalten Sie im zuvor aufgezeichneten Webinar ADM 2020 Stabbemessung in RFEM .
Autor
Amy Heilig, PE
CEO von Dlubal Software, Inc. & Sales & Technical Support Engineer
Amy Heilig ist die CEO des US-Büros in Philadelphia, PA. Darüber hinaus ist sie für den Vertrieb und den technischen Support zuständig und unterstützt weiterhin die Entwicklung von Dlubal-Programmen für den amerikanischen und kanadischen Markt.
Schlüsselwörter
Aluminium Aluminiumbemessung Aluminum Design Manual ADM ADM 2020 ADM 2015
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- Aktualisiert 3. März 2021
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Neu
Bei offenen Querschnitten erfolgt der Abtrag von Torsionsbelastung vor allem über sekundäre Torsion, da die St. Venantsche Torsionssteifigkeit gegenüber der Wölbsteifigkeit gering ist.
Neu
Erhöhte Berechnungsperformance durch Reduzierung der Knotenfreiheitsgrade
Die Anzahl der Freiheitsgrade in einem Knoten ist in RFEM kein globaler Berechnungsparameter mehr (6 Freiheitsgrade für jeden Netzknoten in 3D-Modellen, 7 Freiheitsgrade für die Wölbkrafttorsionsanalyse). Somit wird generell jeder Knoten mit einer anderen Anzahl an Freiheitsgraden betrachtet, was zu einer variablen Anzahl an Gleichungen bei der Berechnung führt.
Diese Modifikation beschleunigt die Berechnung insbesondere bei Modellen, bei denen eine signifikante Reduzierung des Systems erreicht werden konnte (z. B. Fachwerkträger und Membrankonstruktionen).
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