Przedmiot:
Wymiarowanie blachownic zgodnie z AISC 360-16
Komentarz:
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) konieczne może być zastosowanie usztywnień poprzecznych w celu usztywnienia smukłości środnika.
Opis:
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 zaprojektowane tak, aby środnik blachownicy miał 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 Examples [2] to porównanie wytrzymałości na ścinanie uzyskanej z modelu RFEM. Dźwigar ma 56 m długości, 1,0 m głębokości, grubość 1,5 cala x szerokie pasy 16 m oraz grubość środnika 5/16 cala. 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 dostępna wytrzymałość.
Jak pokazano w warunku projektowym GG6100 (zdjęcie 04), wymagana wytrzymałość na ścinanie (175,8 kips) jest większa niż dostępna wytrzymałość na ścinanie (149,4 kips).
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 oraz 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) Dodać '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 została użyta „Blacha końcowa”. „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 stopni swobody) ). Usztywnienia poprzeczne nie mają wpływu na sztywność w przypadku obliczeń z 6 stopniami 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 elementu usztywniającego (AISC równ. G2-12)
- Moment bezwładności usztywnienia (równanie AISC ...
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
