AISC 341-16 Verifica dell'asta del telaio del momento in RFEM 6

Articolo tecnico sul tema Analisi strutturale con Dlubal Software

  • Knowledge Base

Articolo tecnico

Questo articolo è stato tradotto da Google Traduttore

Visualizza il testo originale

I tre tipi di telai a momento (ordinario, intermedio, speciale) sono disponibili nell'add-on Verifica acciaio di RFEM 6. Il risultato della verifica sismica secondo AISC 341-16 è classificato in due sezioni: requisiti delle aste e dei collegamenti.

Dettagli più approfonditi sull'input della configurazione sismica sono trattati in un articolo separato, KB 001761 | Progettazione sismica AISC 341-16 in RFEM 6.

Requisiti delle aste

Le seguenti verifiche per le aste che fanno parte del sistema resistente alla forza sismica (SFRS) sono disponibili in RFEM. Le sezioni elencate si riferiscono alle disposizioni sismiche AISC 341-16 [1].

  • Limitazioni da larghezza a spessore [Sezione D1.1]
  • Controvento di stabilità delle travi - Resistenza e rigidezza richieste [Sezione D1.2a.1(b) per IMF e D1.2b per SMF]
  • Controvento di stabilità delle travi - Spaziatura massima [Sezione D1.2a.1(c) per IMF e D1.2b per SMF]
  • Controvento di stabilità delle travi nelle posizioni delle cerniere - Resistenza richiesta [Sezione D1.2c.1(b)]
  • Resistenza richiesta della colonna [Sezione D1.4a]
  • Rapporto di snellezza della colonna per collegamento non controventato [Sezione E3.4c.2b]

Limitazioni da larghezza a spessore per i requisiti di duttilità

Le aste in IMF sono designate come aste moderatamente duttili secondo la Sezione E2.5a. Le aste in SMF sono designate come aste altamente duttili secondo la Sezione E3.5a.

Ala della colonna

L'ala della colonna di SMF deve soddisfare i requisiti delle disposizioni sismiche AISC Sezione D1.1 [1] per aste altamente duttili. Questa verifica è mostrata come EQ 1200 in RFEM (Figura 1).

Anima della colonna

Il rapporto limite larghezza-spessore per anime di aste altamente duttili è determinato utilizzando il caso di carico determinante per il carico assiale, come stipulato nella sezione D1.4a [1]. Il caso di carico determinante si basa su tutte le combinazioni di carico, inclusa la sola gravità CO, CO con carico sismico standard e CO con carico sismico di sovraresistenza. Questo controllo è mostrato in EQ 1100 in RFEM (Figura 2).

Come per le colonne, anche per le travi vengono eseguiti i controlli larghezza-spessore.

Controvento di stabilità delle travi

La resistenza e la rigidezza richieste dei controventi di stabilità sono elencate nella scheda Controvento di stabilità per asta in "Requisiti sismici" (Figura 3). Questi valori possono essere confrontati con la resistenza e la rigidezza disponibili calcolate durante la progettazione delle aste di controvento che inquadrano nella trave. Non sono disponibili dettagli della verifica (solo riferimenti).

Ci sono due diversi valori elencati per le resistenze richieste. Il primo valore, Pbr, è applicabile per i controventi di stabilità che si trovano al di fuori della posizione della cerniera plastica. Pbr è definito nell'equazione A-6-7 dell'appendice 6 di AISC 360-16 [3]:

Controvento di stabilità delle travi (resistenza richiesta)

Pbr = 0.02·(Mr·Cdho)

Pbr Resistenza richiesta del controvento della trave di stabilità
Mr Resistenza a flessione richiesta della trave. Mr = Ry Fy Z/ αs [AISC 341 Equazione D1-1]
Cd Coefficiente di doppia curvatura = 1.0 [AISC 341 sezione D1.2a(b)]
ho Distanza tra il baricentro dell'ala ho = d - tf

Il secondo valore più grande, Pr, è specifico per i controventi di stabilità nella posizione della cerniera plastica. È definito nell'equazione D1-4 di AISC 341-16 [1]:

Controvento di stabilità delle travi (resistenza richiesta allo snodo plastico)

Pr = 0.06·Ry·Fy·Z/(αs·ho)

Pr Resistenza richiesta del controvento della trave di stabilità nella posizione della cerniera plastica
Ry Rapporto tra la tensione di snervamento prevista e la tensione di snervamento minima specificata
Fy Tensione di snervamento minima specificata
Z Modulo di resistenza plastico efficace di una sezione (o di un collegamento) nella posizione della cerniera plastica
αs Coefficiente di regolazione del livello di forza LRFD-ASD = 1,0 per LRFD e 1,5 per ASD
ho Distanza tra il baricentro dell'ala

La rigidezza richiesta, βbr, è definita nell'equazione A-6-8 dell'appendice 6:

Controvento di stabilità delle travi (rigidità richiesta)

βbr =1Φ·(10·Mr·CdLbr·ho)  (LRFD)βbr =Ω·(10·Mr·CdLbr·ho)  (ASD)

βbr Rigidezza richiesta del controvento della trave di stabilità
Mr Resistenza a flessione richiesta della trave
Cd Coefficiente di doppia curvatura = 1,0
Lbr Spaziatura massima del controvento della trave di stabilità
ho Distanza tra il baricentro dell'ala

La spaziatura massima del controvento di stabilità deve soddisfare i requisiti di AISC 341-16 Sezione D1.2a.1(c) per IMF e Sezione D1.2b per SMF.

Controvento di stabilità delle travi (spaziatura massima)

Lbr = 0.19·ry·ERy·Fy  for IMFLbr = 0.095·ry·ERy·Fy  for SMF

Lbr Spaziatura massima del controvento della trave di stabilità
ry Raggio d'inerzia attorno all'asse debole
E Modulo di elasticità
Ry Rapporto tra la tensione di snervamento prevista e la tensione di snervamento minima specificata
Fy Tensione di snervamento minima specificata

La verifica per la spaziatura massima è presentata insieme agli altri requisiti delle aste in "Tassi di lavoro delle aste". Il dettaglio della verifica è mostrato in EQ 2100 (Figura 4). La lunghezza del controvento, Lb, è la lunghezza efficace specificata per instabilità flesso-torsionale (LTB).

Resistenza richiesta della colonna

Tutte le colonne che fanno parte del sistema resistente alla forza sismica (SFRS) devono essere progettate con i 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. Questa opzione può essere disattivata nella configurazione sismica.

Per le combinazioni di carico standard senza sovraresistenza dovuta all'effetto del carico sismico, il carico combinato è verificato secondo AISC 360-16, Capitolo H.

Per le combinazioni di carico con carico sismico di sovraresistenza, i capitoli F e H non sono controllati quando è attivata l'opzione per trascurare tutti i momenti flettenti, il taglio e la torsione nelle colonne per lo stato limite di sovraresistenza. Nell'Esempio 4.3.2 del manuale sismico [2], è necessario considerare il caso di controllo da entrambe le combinazioni di carico, standard e sovraresistenza.

I momenti flettenti risultanti da un carico applicato tra i punti di vincolo laterale possono contribuire all'instabilità della colonna. Pertanto, devono essere considerati contemporaneamente ai carichi assiali disattivando l'opzione per trascurare i momenti.

Rapporto di snellezza della colonna per collegamento non controventato

Per le colonne in SMF senza controvento dell'asta trasversale al collegamento, il potenziale di instabilità fuori dal piano al collegamento deve essere ridotto al minimo limitando il rapporto di snellezza L/r ad essere uguale o inferiore a 60, secondo la sezione E3. 4c.2b [1]. I collegamenti non controventati si verificano in casi speciali, come in un telaio a due piani senza un piano intermedio.

In tutti gli altri casi, l'opzione per soddisfare questo requisito può essere disattivata nella configurazione sismica.

I requisiti di collegamento sono trattati nell'articolo KB 001768 | Resistenza del collegamento del telaio del momento AISC 341-16 in RFEM 6.

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 Costruzioni in acciaio Verifica di strutture in acciaio Sismico Coefficiente di sovraresistenza Controvento di stabilità Telaio del momento

Riferimento

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

Link

Scrivi un commento...

Scrivi un commento...

  • Visualizzazioni 387x
  • Aggiornato 26. febbraio 2024

Contattaci

Contatta Dlubal

Ha altre domande o ha bisogno di consigli? Contattaci tramite telefono, e-mail, chat o forum, oppure effettua una ricerca nella pagina delle FAQ, disponibile 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

+39 051 9525 443

[email protected]

Collegamenti con sezioni cave circolari in RFEM 6

Collegamenti con sezioni cave circolari in RFEM 6

Webinar 29. febbraio 2024 14:00 - 15:00 CET

Analisi strutturale avanzata con RFEM 6 Python API

Analisi strutturale avanzata con RFEM 6 Python API

Webinar 26. marzo 2024 14:00 - 15:00 CEST

Analisi di stabilità lineare in RFEM 6 e RSTAB 9

Analisi di stabilità lineare in RFEM 6 e RSTAB 9

Webinar 4. aprile 2024 14:00 - 15:00 CEST

RFEM 6 | Studenti | Introduzione alla verifica delle aste

Corsi di formazione online 10. aprile 2024 16:00 - 19:00 CEST

RSECTION 1 | Studenti | Introduzione alla resistenza dei materiali

Corsi di formazione online 17. aprile 2024 16:00 - 17:00 CEST

RFEM 6 | Studenti | Introduzione alla FEA

Corsi di formazione online 24. aprile 2024 16:00 - 19:00 CEST

RFEM 6 | Studenti | Introduzione alla verifica delle strutture di legno

Corsi di formazione online 30. aprile 2024 16:00 - 17:00 CEST

RFEM 6 | Studenti | Introduzione alla verifica del calcestruzzo armato

Corsi di formazione online 8. maggio 2024 16:00 - 17:00 CEST

RFEM 6
Ingresso con copertura ad arco

Programma principale

La nuova generazione del software 3D agli elementi finiti viene utilizzata per l'analisi strutturale di aste, superfici e solidi.

Prezzo della prima licenza
4.650,00 EUR
RFEM 6

Steel Design for RFEM 6

Progettazione

L'add-on Verifica acciaio esegue le verifiche allo stato limite ultimo e di esercizio delle aste in acciaio secondo varie norme.

Prezzo della prima licenza
2.850,00 EUR