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2024-02-27

AISC 341-22 Verifica di aste del telaio a momento in RFEM 6

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 341-22 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 | AISC 341 Seismic Design 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 341-22 [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 [3]:

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 [1]:

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

La spaziatura massima del controvento di stabilità deve soddisfare i requisiti di AISC 341-22 Sezione D1.2a.1(c) per IMF e Sezione D1.2b per SMF.

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 360-22, 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 è responsabile dell'assistenza tecnica ai clienti e dello sviluppo continuo del programma per il mercato nordamericano.

Link
Bibliografia
  1. AISC (2022). Seismic Provisions for Structural Steel Buildings, AISC 341-22. American Institute of Steel Construction, Chicago.
  2. AISC Seismic Design Manual, 3rd Edition
  3. AISC (2022). Specification for Structural Steel Buildings, ANSI/AISC 360-22. American Institute of Steel Construction, Chicago, August 1.