Wymiarowanie blachownic zgodnie z AISC 360-16 w RFEM 6

Artykuł techniczny na temat analizy statyczno-wytrzymałościowej w programach Dlubal Software

  • Baza informacji

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator

Podgląd oryginalnego tekstu

Blachownica to ekonomiczny wybór w przypadku konstrukcji o dużych rozpiętościach. Blachownica o przekroju dwuteowym ma zazwyczaj głęboki środnik, aby zmaksymalizować jego nośność na ścinanie i rozstaw pasów, oraz cienki środnik, aby zminimalizować ciężar własny. Ze względu na duży stosunek wysokości do grubości (h/tw ) może być konieczne zastosowanie usztywnień poprzecznych w celu usztywnienia smukłości środnika.

W programie RFEM 6, opcja Usztywnienia poprzeczne pręta może być wykorzystana do dodania wymaganych usztywnień wzdłuż długości pręta. Zwiększoną wytrzymałość elementu usztywniającego na ścinanie można uwzględnić w rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych.

AISC Section G2 "Pręty dwuteowe i ceowniki"[1] podzielony jest na trzy sekcje:

  • G2.1 Wytrzymałość na ścinanie środników bez oddziaływania pola rozciąganego
  • G2.2 Wytrzymałość na ścinanie wewnętrznych paneli usztywniających z a/h ≤ 3 z uwzględnieniem oddziaływania pola rozciąganego
  • G2.3 Usztywnienia poprzeczne

Co to jest oddziaływanie pola rozciąganego?

Oddziaływanie pola rozciąganego to zjawisko, w którym środnik blachownicy posiada znaczną wytrzymałość na wyboczenie słupka. W stanie postbocznym, środnik może wytrzymać przyłożone obciążenie rozciągane.

Oddziaływanie rozciągane może być uwzględnione dla paneli wewnętrznych tylko wtedy, gdy a/h nie przekracza 3,0 (przekrój AISC G2.2), gdzie a jest odległością w świetle między usztywnieniami, a h jest odległością w świetle między pasami.

Przykład

Przykłady G.8A i G.8B z AISC 2016 Design Example [2] służyły do porównania wytrzymałości na ścinanie uzyskanej z modelu RFEM. Długość dźwigara wynosi 17 m, wysokość 3 m, szerokość środnika 1,5 cala x szerokość 16 cm. Pas ściskany jest usztywniony w sposób ciągły, co sugeruje, że kontrola zwichrzenia (LTB) może zostać wyłączona w programie.

Dźwigar złożony można utworzyć przy użyciu typów wytwarzania 'Parametryczny - cienkościenny' i 'Spawany'.

1) Sprawdź, czy usztywnienia poprzeczne są wymagane zgodnie z AISC, sekcja G2.3

Usztywnienia poprzeczne nie są wymagane, jeżeli spełniony jest jeden z poniższych warunków.

  • h/tw jest mniejsze niż 2,46 √(E/Fy )

33,0 in/0,3125 in = 105,6 to więcej niż 2,46*√(29 000 ksi/36 ksi) = 69,82

  • Wymagana wytrzymałość na ścinanie jest mniejsza niż wytrzymałość dostępna.

Jak pokazano w warunku projektowym GG6100, wymagana wytrzymałość na ścinanie (175,8 kN) jest większa niż dostępna wytrzymałość na ścinanie (149,4 kN).

Ponieważ nie jest spełniony żaden z powyższych warunków, wymagane są usztywnienia poprzeczne.

2) Wyznacz rozstaw usztywnień

Tabele 3-16a, 3-16b i 3-16c w AISC Steel Construction Manual [3] są pomocne w określaniu wymaganego rozstawu usztywnień na podstawie stosunku h/tw i wymaganego naprężenia. Alternatywnie, do określenia odległości można zastosować metodę iteracyjną (prób i błędów).

W tym przykładzie jako panel czołowy zastosowano rozstaw 42. Wymaganą wytrzymałość na ścinanie w tym miejscu można łatwo określić za pomocą narzędzia 'Wykres wyników dla wybranego pręta'. Na końcu pierwszego panelu Vz = 153,8 kN przekracza dostępną wytrzymałość = 149,4 kN. Dlatego dodano również drugi panel o rozstawie 90. Trzeci panel nie jest wymagany, ponieważ V = 106,8 kN jest mniejsze niż 149,4 kN.

3) Dodano 'Usztywnienia poprzeczne pręta' w sekcji 'Typy dla prętów' w programie RFEM

Dostępnych jest kilka typów usztywnień. W tym przykładzie na początku i na końcu pręta użyto „blachy końcowej”. „Płaskie” jest używane dla usztywnień pośrednich. Dla każdego usztywnienia określa się położenie, materiał i rozmiar. Opcja 'Uwzględnij usztywnienie' jest dostępna od momentu aktywacji rozszerzenia Projektowanie konstrukcji stalowych. Opcję tę można włączać i wyłączać, aby uwzględnić wpływ poszczególnych usztywnień na obliczenia. W przypadku opcji 'Blacha czołowa' usztywnienie można uznać za 'Niesztywne' lub 'Sztywne'. 'Niesztywne' jest wybierane w przypadku, gdy oddziaływanie pola rozciąganego nie może być uwzględnione dla panelu końcowego.

Sprężyna deplanacyjna jest obliczana automatycznie. Nie jest on jednak uwzględniany w analizie bez Skręcanie skrępowane ( 7 DOF). Usztywnienia poprzeczne nie mają wpływu na sztywność w przypadku obliczeń z uwzględnieniem 6 stopni swobody.

4) Wytrzymałość na ścinanie w rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych

Jak stwierdzono w sekcji G2.2, można zastosować większą nominalną wytrzymałość na ścinanie z przekroju G2.1 (bez oddziaływania pola rozciąganego) i przekroju G2.2 (z uwzględnieniem oddziaływania pola rozciąganego). Oba warunki są sprawdzone w rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych w sekcji Kontrola projektu GG6100.

5) Wymagania dla usztywnienia poprzecznego zgodnie z AISC, sekcja G2.3 [1]

Oprócz określenia wytrzymałości pręta na ścinanie, sprawdzenie projektu GG6130 weryfikuje:

  • Stosunek szerokości do grubości usztywnienia (AISC równ. G2-12)
  • Moment bezwładności usztywnienia (AISC równ. G2-13)

Za pomocą opcji 'Usztywnienia poprzeczne pręta' w programie RFEM można uwzględnić usztywnione środniki blachownic.

Autor

Cisca Tjoa, PE

Cisca Tjoa, PE

inzynier-ds-wsparcia-technicznego

Firma Cisca jest odpowiedzialna za wsparcie techniczne dla klientów i ciągły rozwój programu na rynek północnoamerykański.

Słowa kluczowe

AISC Usztywnienie poprzeczne Usztywniony środnik Blachownica Dźwigar Dźwigar stalowy Obliczanie ścinania

Literatura

[1]   ANSI/AISC 360-16, Specification for Structural Steel Buildings
[2]   AISC. (2017). Design Examples - Companion to the AISC Steel Construction Manual - Version 15.0. Chicago.
[3]   AISC Steel Construction Manual, 15th Edition

Skomentuj...

Skomentuj...

  • Odwiedziny 566x
  • Zaktualizowane 16. listopada 2023

Kontakt

Skontaktuj się z firmą Dlubal

Masz dodatkowe pytania lub potrzebujesz porady? Zachęcamy do bezpłatnego kontaktu z nami drogą mailową, poprzez czat lub forum lub odwiedzenia naszej strony (FAQ).

+48 (32) 782 46 26

+48 884 794 700

[email protected]

Świętuj z nami 10-lecie

Dlubal Software - strzał w 10! Warszawa

Konferencje 21. marca 2024 10:00 - 16:00 CEST

Liniowa analiza stateczności w RFEM 6 i RSTAB 9

Liniowa analiza stateczności w RFEM 6 i RSTAB 9

Webinarium 4. kwietnia 2024 14:00 - 15:00 CEST

Dlubal Software - strzał w 10!<BR>ZNÓW TA STATYKA

Dlubal Software - strzał w 10! ZNÓW TA STATYKA

Konferencje 5. kwietnia 2024 10:00 - 16:00 CEST

RFEM 6 | Studenci | Wprowadzenie do wymiarowania prętów

Szkolenie online 10. kwietnia 2024 16:00 - 19:00 CEST

Zaproszenie

XXXVIII Ogólnopolskie Warsztaty Pracy Projektanta Konstrukcji

Konferencje 9. kwietnia 2024 - 12. kwietnia 2024

RSECTION 1 | Studenci | Wstęp do wytrzymałości materiałów

Szkolenie online 17. kwietnia 2024 16:00 - 17:00 CEST

Projektowanie hal według Eurokodów

Projektowanie hal według Eurokodów

Konferencje 16. kwietnia 2024 - 17. kwietnia 2024

RFEM 6
Hala z dachem łukowym

Program główny

Nowa generacja oprogramowania wykorzystującego MES służy do analizy statyczno -wytrzymałościowej 3D prętów, powierzchni i brył.

Cena pierwszej licencji
4 650,00 EUR
RFEM 6

Steel Design for RFEM 6

Obliczenia

Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji stalowych umożliwia sprawdzenie stanu granicznego nośności i użytkowalności prętów stalowych zgodnie z różnymi normami.

Cena pierwszej licencji
2 850,00 EUR