El siguiente ejemplo de cálculo corresponde a H.6 en los ejemplos de cálculo de AISC V15.0 [1].
Datos del modelo
En este ejemplo, la viga W10x49 hecha de ASTM A992 con un vano de 15 ft tiene cargas puntuales en el centro. Las cargas actúan con una excentricidad de 6 in. La excentricidad de la carga se oculta mediante un momento de torsión.
- Caso de carga 1: carga muerta (peso propio)
- Caso de carga 2: carga viva (cargas variables)
Es wird je eine Lastkombination für LRFD und ASD gebildet.
- Caso de carga 1: 1,20 CC1 + 1,60 CC2
- Caso de carga 2: 1,0 CC1 + 1,0 CC2
Da die Bemessung mit RF-STAHL Wölbkrafttorsion für Stabsätze vorgesehen ist, muss ein Stabsatz angelegt werden.
Cálculo en RF-STEEL AISC con torsión de alabeo RF-STEEL
In Bemessungsfall 1 soll die Bemessung nach LRFD 2016 erfolgen. Hierzu wird Lastkombination 1 zur Bemessung selektiert und der Stabsatz ausgewählt. In "Details" → "Wölbkrafttorsion" wird die Wölbkraftanalyse aktiviert. Es stehen verschiedene Möglichkeiten zur Lasteingabe und Berechnungstheorie zur Auswahl.
Die Berechnung soll für den Vergleich mit der Handrechnung linear nach Theorie I. Ordnung durchgeführt werden und der Lastangriff soll am oberen Flansch erfolgen. Die folgenden Masken können bis zur Eingabemaske "1.8 Knotenlager" bestätigt werden. Aquí se tienen que definir los apoyos en nudos. Junto con las articulaciones de barra, ambos forman las condiciones de contorno para determinar el factor de carga crítica. Los apoyos en nudos se pueden comprobar gráficamente en la vista parcial. Los apoyos de horquilla o articulados fijos están pensados para que se considere la viga en el cálculo.
Posteriormente, se puede realizar el cálculo.
Evaluación y comparación de resultados
Después de realizar el cálculo, se muestra el factor de carga crítica así como las tensiones individuales. Die ermittelte Eigenform kann über ein separates Fenster aufgerufen werden und mit der grafischen Darstellung ist es möglich, die Randbedingungen zu kontrollieren.
En el caso de que el pandeo lateral sea determinante, se reduce automáticamente el límite elástico Fn. En el ejemplo de cálculo, no será determinante el pandeo lateral y se aplica el límite elástico del material A992 con Fy 50 ksi.
Ein Vergleich mit dem Verifikationsbeispiel zeigt, dass dieselben Bemessungspunkte von RF-STAHL AISC Wölbkrafttorsion als maßgebend erkannt werden und somit in der Tabelle erscheinen.
Für die Bemessung nach LRFD wird für Spannungspunkt 1 mit eine Normalspannung von 28,531 ksi berechnet, in der Handrechnung des Verifikationsbeispiels mit 28,0 ksi angegeben.
Die Schubspannungsbemessung am Auflager führt zur Gesamtschubspannung von 11,282 ksi gegenüber der Handrechnung von 11,4 ksi.
Analog zu den vorangegangenen Schritten kann die Bemessung nach ASD geführt werden. Die maximale Normalspannung für die Bemessung nach ASD wird für die Feldmitte mit 27,293 ksi an Spannungspunkt 1 ermittelt. El cálculo manual corresponde bien con 26,9 ksi. Die maximale Schubspannung über dem Steg am Auflager wird in RF-STAHL Wölbkrafttorsion mit 7,522 ksi ermittelt, während die Handrechnung 7,56 ksi zeigt.
Conclusión
Para este ejemplo de verificación, es posible realizar el cálculo. Die Berechnung nach Wölbkraftanalyse mit sieben Freiheitsgraden ermöglicht eine wirtschaftliche Bemessung torsionsgefährdeter Bauteile nach Design Guide 9 [2] des AISC.