Soggetto:
Verifica di travi piane secondo AISC 360-16
Commento:
La trave a piastre è una scelta economica per la costruzione di campate lunghe. La trave in lamiera di acciaio con sezione a I ha tipicamente un'anima profonda per massimizzare la sua capacità di taglio e la separazione dell'ala, ma un'anima sottile per ridurre al minimo il peso proprio. A causa del suo grande rapporto altezza-spessore (h/tw), potrebbero essere necessari irrigidimenti trasversali per irrigidire l'anima snella.
Descrizione:
In RFEM 6, l'opzione Irrigidimenti trasversali dell'asta può essere utilizzata per aggiungere gli irrigidimenti necessari lungo la lunghezza dell'asta. La maggiore resistenza a taglio dall'irrigidimento può essere considerata nell'add-on Verifica acciaio.
La sezione AISC G2 'Aste e canali a forma di I'[1] è organizzata in tre sezioni:
- G2.1 Resistenza a taglio delle anime senza azione del campo di trazione
- G2.2 Resistenza a taglio di pannelli interni con a/h ≤ 3 considerando l'azione del campo di trazione
- G2.3 Irrigidimenti trasversali
Cos'è l'azione del campo di trazione?
L'azione del campo di trazione è un fenomeno in cui l'anima della trave a piastre è progettata per avere una resistenza post-instabilità significativa. Nello stato post-instabilità, l'anima è ancora in grado di resistere al carico applicato attraverso la trazione.
L'azione di trazione archiviata può essere considerata solo per i pannelli interni quando a/h non supera 3.0 (sezione AISC G2.2) dove a è la distanza libera tra gli irrigidimenti e h è la distanza libera tra le ali.
Esempio
Gli esempi G.8A e G.8B di AISC 2016 Esempi di progetto [2] sono presentati per confrontare la resistenza a taglio ottenuta dal modello RFEM. La trave è lunga 17 m, profonda 9 m, con ali larghe 1,5 x 16 di larghezza e un'anima di 5/16 di spessore. L'ala compressa è controventata in modo continuo, il che suggerisce che la verifica dell'instabilità flesso-torsionale (LTB) può essere disattivata nel programma.
Una trave composta può essere creata utilizzando il tipo di sezione "Parametrica - a parete sottile" e il tipo di produzione "Saldato".
1) Verificare se sono necessari irrigidimenti trasversali secondo la sezione AISC G2.3
Gli irrigidimenti trasversali non sono necessari se è soddisfatta ''una'' delle seguenti condizioni.
- h/tw è inferiore a 2.46 √(E/Fy)
33,0 in/0,3125 in = 105,6 è maggiore di 2,46*√(29.000 ksi/36 ksi) = 69,82
- La resistenza a taglio richiesta è inferiore alla resistenza disponibile.
Come mostrato nella verifica GG6100 (Figura 04), la resistenza a taglio richiesta (175,8 kips) è maggiore della resistenza a taglio disponibile (149,4 kips).
Poiché nessuna delle condizioni di cui sopra è soddisfatta, sono necessari irrigidimenti trasversali.
2) Determina la spaziatura degli irrigidimenti
Le tabelle 3-16a, 3-16b e 3-16c del Manuale per le costruzioni in acciaio AISC [3] sono utili per determinare la spaziatura degli irrigidimenti necessaria in base al rapporto h/tw e alla tensione richiesta. In alternativa, è possibile utilizzare un approccio iterativo per tentativi ed errori per stabilire la spaziatura.
In questo esempio, la spaziatura 42 è utilizzata per il pannello di estremità. La resistenza a taglio richiesta in questa posizione può essere facilmente determinata utilizzando lo strumento "Diagramma dei risultati per l'asta selezionata". Alla fine del primo pannello, Vz = 153,8 kips supera la resistenza disponibile = 149,4 kips. Pertanto, viene aggiunto anche un secondo pannello con una spaziatura di 90. Un terzo pannello non è richiesto poiché V = 106,8 kip è inferiore a 149,4 kip.
3) Aggiungi "Irrigidimenti trasversali delle aste" elencati in "Tipi di aste" in RFEM.
Sono disponibili diversi tipi di irrigidimenti. In questo esempio, "Piatto di estremità" viene utilizzato all'inizio e alla fine dell'asta. "Piatto" è utilizzato per gli irrigidimenti intermedi. La posizione, il materiale e le dimensioni sono specificati per ogni irrigidimento.
L'opzione "Considera irrigidimento" è disponibile poiché l'add-on Verifica acciaio è stato attivato. Questa opzione può essere attivata e disattivata per considerare l'effetto di ogni singolo irrigidimento sul progetto. Per 'Piastra d'estremità', l'irrigidimento può essere considerato 'Non rigido' o 'Rigido'. 'Non rigido' è selezionato quando l'azione del campo di trazione non può essere considerata per il pannello di estremità.
La molla di ordito risultante viene calcolata automaticamente. Tuttavia, non è considerato nell'analisi senza il
Torsional Warping (7 DOF ) add-on. Gli irrigidimenti trasversali non hanno alcun impatto sulla rigidezza quando si calcola con 6 gradi di libertà.
4) Resistenza a taglio nell'add-on Verifica acciaio
Come indicato nella sezione G2.2, è possibile utilizzare la resistenza a taglio nominale maggiore dalla sezione G2.1 (senza azione del campo di trazione) e della sezione G2.2 (considerando l'azione del campo di trazione). Entrambe le condizioni sono verificate nell'add-on Verifica acciaio in Verifica GG6100.
5) Requisiti dell'irrigidimento trasversale secondo AISC sezione G2.3 [1]
Oltre a fornire la resistenza a taglio dell'asta, la verifica GG6130 verifica:
- Rapporto larghezza-spessore dell'irrigidimento (AISC eq. G2-12)
- Momento di inerzia dell'irrigidimento (AISC eq...
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