Verifica sismica AISC 341 in RFEM 6

Articolo tecnico sul tema Analisi strutturale con Dlubal Software

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L'add-on Verifica acciaio in RFEM 6 ora offre la possibilità di eseguire la verifica sismica secondo AISC 341-16 e AISC 341-22. Attualmente sono disponibili cinque tipi di sistemi resistenti alla forza sismica (SFRS).

  • Telaio a momento speciale (SMF)
  • Telaio a momento intermedio (IMF)
  • Telaio a momento ordinario (OMF)
  • Telaio ordinario controventato concentricamente (OCBF)
  • Telaio speciale controventato concentricamente (SCBF)

Input della configurazione sismica

L'input rilevante per la verifica è definito nella configurazione sismica. La configurazione sismica può essere attivata nelle Impostazioni globali della cartella Verifica acciaio (Figura 1).

Dopo aver fatto ciò, è possibile definire una nuova configurazione sismica inserendo un nome di configurazione descrittivo, quindi selezionando il tipo di telaio SFRS e il tipo di asta (Figura 2).

È necessario considerare varie impostazioni e input a seconda del tipo di SFRS e del tipo di asta selezionati per ogni configurazione. Queste opzioni sono riassunte nella tabella seguente (Figura 3). Il tipo di asta "Strut" è riservato ai telai controventati a più livelli (versione futura).

Fattore di sovraresistenza

Il coefficiente di sovraresistenza, Ωo, è un coefficiente di amplificazione applicato alle forze in alcuni elementi nel percorso del carico sismico. Lo scopo è quello di evitare che un anello debole si verifichi prima della completa dissipazione di energia e raggiunga il potenziale di duttilità dell'SFRS primario.

Ad esempio, affinché il controvento diagonale in un telaio controventato in acciaio possa produrre e dissipare energia in modo controllato, tutti gli altri elementi del percorso del carico (ad esempio, collegamenti, colonne e collettori) devono essere più forti del massimo previsto resistenza del controvento. Pertanto, la verifica di tali elementi si basa sul carico amplificato utilizzando il coefficiente di sovraresistenza.

I coefficienti di sovraresistenza possono essere impostati nei Dati di base. Maggiori dettagli possono essere trovati in FAQ 005320 | Come posso includere i coefficienti di sovraresistenza Ωo nelle combinazioni di carico ASCE 7?.

Quando la casella "Includi carico sismico di sovraresistenza" è selezionata, i coefficienti di sovraresistenza sono considerati nelle combinazioni di carico. Di conseguenza, l'asta è progettata con i carichi amplificati. Le colonne devono sempre essere progettate con i carichi amplificati. Pertanto, l'opzione per la disattivazione non è mostrata. Lo stesso vale per le travi in OCBF.

Resistenza della colonna (opzione Momento trascurabile)

Tutte le colonne in un sistema resistente alla forza sismica (SFRS) devono essere progettate con carichi di sovraresistenza. In molti casi, la forza assiale amplificata non ha bisogno di essere combinata con i momenti flettenti simultanei. L'opzione per trascurare tutti i momenti flettenti, il taglio e la torsione nelle colonne per lo stato limite di sovraresistenza è attivata per impostazione predefinita.

Per le combinazioni di carico standard senza sovraresistenza dovuta agli effetti del carico sismico, viene verificato il carico combinato secondo AISC capitolo H. Per le combinazioni di carico di sovraresistenza, il controllo del capitolo H viene ignorato quando è selezionata l'opzione "Trascura momenti". Secondo AISC 341 [1], è necessario verificare sia le combinazioni di carico standard che quelle di sovraresistenza. Ciò è mostrato nell'esempio 4.3.2 del manuale di progettazione sismica AISC [2].

Posizione della cerniera plastica

La posizione della cerniera plastica, Sh, e la profondità della colonna, dc, sono utilizzate per determinare la resistenza a flessione e a taglio richiesta del collegamento trave-colonna.

Controvento di stabilità delle travi

I controventi di stabilità delle travi sono necessari per le travi in IMF e SMF per limitare l'instabilità flesso-torsionale. In SCBF, questo requisito è applicabile alle travi con telai a V o a V invertita.

Rapporto di snellezza

AISC 341 richiede un rapporto di snellezza più robusto per le colonne in SMF, i controventi con configurazione a V o V invertita in OCBF e tutti i controventi in SCBF. Come riassunto nell'immagine 3, l'opzione per soddisfare questi requisiti può essere disattivata dall'utente.

Tipo di situazione di progetto e tipo di stato limite

Il tipo di situazione di progetto che include le combinazioni di carico sismico deve essere aggiunto per considerare i carichi sismici. È necessario prestare particolare attenzione quando si applica il tipo di stato limite.

La verifica sismica AISC 341 viene eseguita solo quando lo stato limite di sisma è selezionato come tipo di stato limite. Solo le aste con configurazione sismica assegnata sono progettate per tutti e tre i tipi di stati limite: Resistenza, terremoto e terremoto (resistenza eccessiva). Tutte le altre aste che non fanno parte dell'SFRS sono progettate per lo stato limite di resistenza.

Lo stato limite di esercizio viene utilizzato per verificare il limite di inflessione e può essere disattivato dall'utente, se non necessario.

Maggiori dettagli sulla situazione di progetto sono disponibili in FAQ 005324 | Quali tipi di stato limite sono applicabili per la verifica sismica AISC 341?.

Autore

Cisca Tjoa, PE

Cisca Tjoa, PE

Ingegnere dell'assistenza tecnica

Cisca è responsabile dell'assistenza tecnica ai clienti e dello sviluppo continuo dei programmi per il mercato nordamericano.

Parole chiave

Verifiche sismiche AISC 341-16 AISC 341-22 Costruzioni in acciaio Verifica di strutture in acciaio Sismico Coefficiente di sovraresistenza AISC 341

Riferimento

[1]   AISC 341-16 Seismic Provisions for Structural Steel Building
[2]   AISC Seismic Design Manual, 3rd Edition

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  • Aggiornato 27. febbraio 2024

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