Detalhes mais aprofundados sobre a entrada de dados da configuração sísmica são abordados num artigo separado, KB | Dimensionamento sísmico AISC 341 no RFEM 6 .
Requisitos da barra
As seguintes verificações de dimensionamento para barras que fazem parte do sistema resistente a forças sísmicas (SFRS) estão disponíveis no RFEM. As secções listadas referem-se às disposições sísmicas em AISC 341-22 [1].
- Limitações da largura-espessura [Secção D1.1]
- Contraventamento de estabilidade de vigas – resistência e rigidez necessárias [Secção D1.2a.1(b) para I e MFD 1.2b para SMF]
- Contraventamento de estabilidade de vigas – espaçamento máximo [Secção D1.2a.1(c) para IMF e D1.2b para SMF]
- Contraventamento de estabilidade de vigas nas posições das articulações – resistência necessária [Secção D1.2c.1(b)]
- Resistência do pilar necessária [secção D1.4a]
- Relação de esbelteza do pilar para ligação sem contraventamento [Secção E3.4c.2b]
Limites de largura-espessura para os requisitos de ductilidade
As barras no IMF são designadas como barras moderadamente dúcteis de acordo com a Secção E2.5a. As barras no SMF são designadas como barras altamente dúcteis de acordo com a Secção E3.5a.
Banzo do pilar
O banzo do pilar de SMF tem de satisfazer os requisitos das disposições sísmicas da AISC, secção D1.1 [1] para barras altamente dúcteis. Esta verificação é apresentada como EQ 1200 no RFEM (Figura 1).
Alma do pilar
A relação largura-espessura limite para almas de barras altamente dúcteis é determinada utilizando o caso de carga determinante para a carga axial, conforme estipulado na Secção D1.4a [1]. O caso de carga determinante é baseado em todas as combinações de carga, incluindo a gravidade, apenas CO, CO com carga sísmica padrão e CO com carga sísmica de sobrerresistência. Esta verificação é apresentada na EQ 1100 no RFEM (Figura 2).
Similar aos pilares, as verificações da largura-espessura também são realizadas para as vigas.
Contraventamento de estabilidade de vigas
A resistência e a rigidez necessárias dos contraventamentos de estabilidade encontram-se listadas no separador Contraventamento de estabilidade por barra em "Requisitos sísmicos" (Figura 3). Estes valores podem ser comparados com a resistência e rigidez disponíveis calculadas quando dimensionam as barras de contraventamento que formam um pórtico na viga. Não estão disponíveis detalhes da verificação de dimensionamento (apenas referências).
Existem dois valores diferentes listados para as resistências necessárias. O primeiro valor, Pbr, é aplicável para os contraventamentos de estabilidade que estão localizados fora da posição da articulação plástica. Pbr está definido na equação A-6-7 do apêndice 6 da AISC 360 [3]:
|
Pbr |
Required strength of the stability beam bracing |
|
Mr |
Required flexural strength of the beam. Mr = RyFyZ/αs [AISC 341 Equation D1-1] |
|
Cd |
Double curvature factor = 1.0 [AISC 341 Section D1.2a(b)] |
|
ho |
Distance between the flange centroid ho = d - tf |
O segundo maior valor, Pr, é especificamente para os contraventamentos de estabilidade na posição da articulação plástica. Está definido na equação D1-4 da AISC 341 [1]:
|
Pr |
Required strength of the stability beam bracing at the plastic hinge location |
|
Ry |
Ratio of the expected yield stress to the specified minimum yield stress |
|
Fy |
Specified minimum yield stress |
|
Z |
Effective plastic section modulus of a section (or a connection) at the plastic hinge location |
|
αs |
LRFD-ASD force level adjustment factor = 1.0 for LRFD and 1.5 for ASD |
|
ho |
Distance between the flange centroid |
A rigidez necessária, βbr, é definida na equação A-6-8 do apêndice 6:
|
βbr |
Required stiffness of the stability beam bracing |
|
Mr |
Required flexural strength of the beam |
|
Cd |
Double curvature factor = 1.0 |
|
Lbr |
Maximum spacing of the stability beam bracing |
|
ho |
Distance between the flange centroid |
O espaçamento máximo dos contraventamentos de estabilidade tem de cumprir os requisitos da AISC 341-22, Secção D1.2a.1(c) para INF e da Secção D1.2b para SSF.
|
Lbr |
Maximum spacing of the stability beam bracing |
|
ry |
Radius of gyration about the weak axis |
|
E |
Modulus of elasticity |
|
Ry |
Ratio of the expected yield stress to the specified minimum yield stress |
|
Fy |
Specified minimum yield stress |
A verificação do espaçamento máximo é apresentada em conjunto com os outros requisitos da barra em "Relações de dimensionamento de barras". O detalhe da verificação é apresentado na EQ 2100 (Figura 4). O comprimento contraventamento Lb, é o comprimento efetivo especificado para encurvadura por flexão-torção (LTB).
Resistência do pilar necessária
Todos os pilares que fazem parte do sistema resistente às forças sísmicas (SFRS) são obrigados a ser dimensionados com as cargas de sobrerresistência. Em muitos casos, a força axial aumentada não necessita de ser combinada com os momentos de flexão actuais. A opção para negligenciar todos os momentos fletores, cortes e torções nos pilares para o estado limite da sobrerresistência está ativada por defeito. Esta opção pode ser desativada na Configuração para sismos.
Para combinações de carga padrão sem sobrerresistência do efeito de carga sísmica, a carga combinada é verificada de acordo com AISC 360-22, Capítulo H.
Para combinações de carga com carga sísmica de sobrerresistência, os capítulos F e H não são verificados quando é ativada a opção para negligenciar todos os momentos de flexão, corte e torção nos pilares para o estado limite da sobrerresistência.
No exemplo 4.3.2 do manual sísmico [2], é necessário considerar o caso de controlo de ambas as combinações de carga, padrão e sobrerresistência.
Os momentos fletores resultantes de uma carga aplicada entre os pontos de apoio laterais podem contribuir para a encurvadura do pilar. Portanto, estas devem ser consideradas com as cargas axiais ao desativar a opção para negligenciar os momentos.
Relação de esbelteza do pilar para ligação sem contraventamento
Para pilares em SMF sem barra transversal de contraventamento na ligação, a possibilidade para encurvadura fora do plano na ligação deve ser minimizada através da limitação da relação de esbelteza L/r para ser igual ou inferior a 60, de acordo com a Secção E3. 4c.2b [1]. As ligações sem contraventamento ocorrem em casos especiais, como num pórtico de dois pisos sem piso intermédio.
Nos restantes casos, a opção para cumprir este requisito pode ser desativada na configuração para sismos.
Os requisitos para a ligação são abordados no artigo KB | Resistência da ligação de pórtico de acordo com a AISC 341-16 no RFEM 6 .
