Przedmiot:
AISC 341-22 Wymiarowanie pręta zginającego w RFEM 6
Komentarz:
W rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych dla programu RFEM 6 dostępne są trzy typy ram sprężystych (zwykłe, pośrednie i specjalne). Wyniki obliczeń sejsmicznych zgodnie z AISC 341-22 są podzielone na dwie sekcje: wymagania dotyczące prętów i połączeń.
Opis:
Więcej szczegółów na temat danych wejściowych ''Konfiguracji sejsmicznej'' znajduje się w osobnym artykule,
Kb | AISC 341 Obliczenia sejsmiczne w RFEM 6
.
Wymagania prętowe
W programie RFEM dla prętów sejsmicznych (SFRS) dostępne są następujące warunki obliczeniowe. Wymienione rozdziały odnoszą się do przepisów sejsmicznych AISC 341-22 [1].
- Ograniczenia szerokości do grubości [przekrój D1.1]
- Stężenie belek - Wymagana wytrzymałość i sztywność [Przekrój D1.2a.1(b) dla IMF i D1.2b dla SMF]
- Stężenie belek - maksymalny rozstaw [przekrój D1.2a.1(c) dla IMF i D1.2b dla SMF]
- Stężenie belek w miejscach przegubów - Wymagana wytrzymałość [sekcja D1.2c.1(b)]
- Słup Wymagana wytrzymałość [przekrój D1.4a]
- Smukłość słupa dla połączenia niestężonego [Przekrój E3.4c.2b]
Ograniczenia szerokości do grubości dla warunków ciągliwości
Pręty w IMF są oznaczone jako pręty umiarkowanie ciągliwe zgodnie z sekcją E2.5a. Pręty w SMF są oznaczone jako pręty o wysokiej ciągliwości zgodnie z sekcją E3.5a.
'''Kołnierz słupa'''
Pas słupa SMF musi spełniać wymagania przepisów sejsmicznych AISC, sekcja D1.1 [1] dla prętów o wysokiej ciągliwości. Ta forma kontrolna jest pokazana jako EQ 1200 w programie RFEM (zdjęcie 1).
'''Środnik słupa'''
Graniczny stosunek szerokości do grubości dla środników z prętów o wysokiej ciągliwości jest określany przy użyciu decydującego przypadku obciążenia dla obciążenia osiowego, zgodnie z opisem w sekcji D1.4a [1]. Decydujący przypadek obciążenia oparty jest na wszystkich kombinacjach obciążeń, w tym tylko grawitacyjnych KO, KO ze standardowym obciążeniem sejsmicznym oraz KO ze standardowym obciążeniem sejsmicznym. Kontrola ta jest pokazana w EQ 1100 w RFEM (zdjęcie 2).
Podobnie jak w przypadku słupów, weryfikacja szerokości do grubości jest również przeprowadzana dla belek.
Stężenie belek
Wymagana wytrzymałość i sztywność stężeń są podane w zakładce ''Stężenie według pręta'' w sekcji „Wymagania sejsmiczne” (rysunek 3). Wartości te można porównać z obliczoną dostępną wytrzymałością i sztywnością podczas wymiarowania prętów stężających stanowiących ramy dla belki. Brak dostępnych szczegółów warunku projektowego (tylko odniesienia).
Dla wymaganych wytrzymałości podano dwie różne wartości. Pierwsza wartość, P-br, może być stosowana dla stężeń stabilizujących, które znajdują się poza położeniem przegubu plastycznego. P-br jest zdefiniowane w równaniu A-6-7 w załączniku 6 do AISC 360 [3]:
| Pbr | Wymagana wytrzymałość stężenia nośnego belki |
| Mr | Wymagana wytrzymałość belki na zginanie. Mr = Ry Fy Z/ αs [AISC 341 Równanie D1-1] |
| Cd | Współczynnik podwójnej krzywizny = 1.0 [AISC 341 Section D1.2a(b)] |
| ho | Odległość między środkiem ciężkości pasa ho = d - tf |
Druga, większa wartość, Pr, jest przeznaczona dla stężeń stabilizujących w miejscu przegubu plastycznego. Jest ona zdefiniowana w równaniu D1-4 normy AISC 341 [1]:
| Pr | Wymagana wytrzymałość stężenia nośnego belki w miejscu przegubu plastycznego |
| Ry | Stosunek oczekiwanej granicy plastyczności do określonej minimalnej granicy plastyczności |
| Fy | Zadana minimalna granica plastyczności |
| Z | Wskaźnik oporu plastycznego przekroju (lub połączenia) w miejscu przegubu plastycznego |
| αs | Współczynnik dostosowania poziomu siły LRFD-ASD = 1,0 dla LRFD i 1,5 dla ASD |
| ho | Odległość między środkiem ciężkości pasa |
Wymagana sztywność β-br jest zdefiniowana w równaniu A-6-8 w dodatku 6:
| [CRASHREASON.DESCRIPTION] | Wysokość efektywna |
| [CRASHREASON.DESCRIPTION] | Efektywna wysokość statyczna |
| [CRASHREASON.DESCRIPTION] | Efektywna wysokość statyczna |
| fy | Granica plastyczności stali zbrojeniowej |
| [CRASHREASON.DESCRIPTION] | Efektywna wysokość statyczna |
Maksymalny rozstaw stężeń musi spełniać wymagania AISC 341-22, sekcja D1.2a.1(c) dla IMF i sekcja D1.2b dla SMF.
| Lbr | Maksymalny rozstaw stężeń belki nośnej |
| ry | Promień bezwładności względem słabej osi |
| E | Moduł sprężystości |
| Ry | Stosunek oczekiwanej granicy plastyczności do określonej minimalnej granicy plastyczności |
| Fy | Zadana minimalna granica plastyczności |
Warunek projektowy dla maksymalnego rozstawu jest przedstawiony wraz z innymi wymaganiami dotyczącymi prętów w sekcji „Stopnie wykorzystania prętów”. Szczegóły warunku projektowego pokazano w EQ 2100 (rysunek 4). Długość stężona Lb jest zadaną długością efektywną dla zwichrzenia (LTB).
Wymagana wytrzymałość dla słupa
Wszystkie słupy stanowiące część systemu SFRS (sejsmiczne siły przenoszące obciążenia) muszą być projektowane na obciążenia z uwagi na rezerwę nośności. W wielu przypadkach zwiększona siła osiowa nie musi być łączona z występującymi jednocześnie momentami zginającymi. Opcja pomijania wszystkich momentów zginających, ścinania i skręcania w słupach dla stanu granicznego rezerwy nośności jest domyślnie aktywowana. Opcję tę można wyłączyć w ''Konfiguracji sejsmicznej''.
W przypadku standardowych kombinacji obciążeń bez rezerwy nośności wynikającej z wpływu obciążenia sejsmicznego, połączone obciążenie jest sprawdzane zgodnie z AISC 360-22, rozdział H.
W przypadku kombinacji obciążeń z obciążeniem sejsmicznym nadmiernej nośności rozdziały F i H nie są zaznaczone, jeżeli aktywna jest opcja pominięcia wszystkich momentów zginających, ścinania i skręcania w kolumnach dla stanu granicznego rezerwy nośności.
W przykładzie 4.3.2 w instrukcji sejsmicznej [2], należy uwzględnić przypadek kontrolny z obu kombinacji obciążeń, standardowego i rezerwowego.
Momenty zginające od obciążenia przyłożonego pomiędzy punktami podpory bocznej mogą przyczyniać się do wyboczenia słupa. Z tego względu należy je uwzględniać jednocześnie z obciążeniami osiowymi poprzez dezaktywację opcji pomijania momentów.
Smukłość dla słupa dla połączenia niestężonego
W przypadku słupów wykonanych z SMF bez stężeń w połączeniu, możliwość wystąpienia wyboczenia z płaszczyzny w miejscu połączenia powinna wynosić min....