Długości efektywne zastrzałów X zgodnie z AISC 360-16 w RFEM 6

Zdefiniowanie odpowiedniej długości efektywnej ma kluczowe znaczenie dla uzyskania prawidłowej nośności obliczeniowej pręta. W przypadku stężeń krzyżowych, które są połączone w środku, inżynierowie często zastanawiają się, czy pręt należy rozciągnąć na całej jego długości, czy raczej wystarczy użyć połowy długości w miejscu połączenia prętów.

W tym artykule przedstawiono w zarysie zalecenia AISC i przykład, jak określić efektywną długość stężenia X w programie RFEM.

W wielu przypadkach długość efektywną może być przyjmowana jako połowa długości pręta (0,5L) w przypadku stężeń stężonych w przekroju X w płaszczyźnie i poza płaszczyzną, zgodnie z załącznikiem 7 do normy AISC 360 -16. Stężenia powinny mieć identyczny przekrój przy jednakowych siłach ściskających i rozciągających i są zamocowane w punkcie środkowym [1].

Dodatkowo AISC pozwala na przyjęcie efektywnej długości jako połowy długości pręta, w przypadku gdy pręty nie będą ulegać dużym, cyklicznym odkształceniom niesprężystym, a współczynnik odpowiedzi sejsmicznej R jest równy 3 lub mniejszy [2].

Większe odcinki bez stężenia, ze względu na wyboczenie z płaszczyzny, mogą być wymagane w przypadku szkieletów zawierających stężenia X, w których występują niezrównoważone siły, zwłaszcza w przypadku ciągłych połączeń w punktach środkowych [1]. Zastosowanie stężenia w połowie długości pręta również może nie być odpowiednie w przypadku stężeń w konstrukcji SFRS, w której przewiduje się, że będzie podlegać dużym, cyklicznym odkształceniom niesprężystym. Na przykład, stężenia X w ramach specjalnie stężonych ramek (SCBF) powinny wykorzystywać całą długość pręta [2].

Przykład

W przykładzie przedstawionym w tym artykule założono, że efektywną długość stężenia stalowego można przyjąć jako połowę długości pręta. Dla porównania przedstawiono dwie możliwości zdefiniowania długości efektywnej.

W zakładce Główne okna dialogowego Długości efektywne użytkownik może wybrać wymaganą kontrolę wyboczenia i inne odpowiednie współczynniki (rysunek 1).

W zakładce Podpory węzłowe i długości efektywne można dostosować współczynniki długości efektywnej K.

Pierwszą opcją jest zachowanie pełnej długości aparatu X (zdjęcie 2). Należy w tym miejscu użyć opcji Współczynniki długości efektywnej, ponieważ węzeł środkowy, do którego zostanie wprowadzona podpora węzłowa, nie istnieje. Aby uwzględnić połowę długości pręta, współczynnik długości efektywnej K zostaje ustawiony na 0,5. Zastosowany współczynnik k nie ma znaczenia dla stanu na końcu pręta.

Drugą opcją jest fizyczny podział prętów na dwie części i połączenie czterech prętów za pomocą standardowego węzła na przecięciu (zdjęcie 3). Dodanie węzła na pręcie nie działa, ponieważ może być skojarzone tylko z jednym z prętów krzyżowych.

Ogólne wyniki i stopnie kontroli obliczeń w obu przypadkach są porównywalne. Odkształcone kształty pokazane poniżej wyglądają nieco inaczej, a rzeczywisty odkształcony kształt może znajdować się gdzieś pomiędzy. Pierwsza opcja może być preferowana, aby zmniejszyć ogólną liczbę prętów i zapobiec podziałowi obciążenia między połączone stężeniami.