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2022-10-21

KB 001875 | Dimensionamento de barras de pórticos segundo a AISC 341-22 no RFEM 6

Tema:
Dimensionamento de barras de pórticos segundo a AISC 341-22 no RFEM 6

Comentário:
Os três tipos de pórticos de momento (comum, intermédio, especial) estão disponíveis no módulo Dimensionamento de aço do RFEM 6. O resultado do dimensionamento sísmico de acordo com a norma AISC 341-22 é categorizado em duas secções: requisitos das barras e requisitos das ligações.

Descrição:
Detalhes mais aprofundados sobre a entrada de dados da configuração sísmica são abordados num artigo separado, KB 001761 | 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 AISC 341-22 [1].

  • Width-to-Thickness Limitations [Section D1.1]
  • Stability Bracing of Beams - Required Strength & Stiffness [Section D1.2a.1(b) for IMF and D1.2b for SMF]
  • Stability Bracing of Beams - Maximum Spacing [Section D1.2a.1(c) for IMF and D1.2b for SMF]
  • Stability Bracing of Beams at Hinge Locations - Required Strength [Section D1.2c.1(b)]
  • Column Required Strength [Section D1.4a]
  • Column Slenderness Ratio for Unbraced Connection [Section E3.4c.2b]

Width-to-Thickness Limitations for Ductility Requirements

As barras no IFM são designadas como barras moderadamente dúcteis de acordo com a Secção E2.5a. As barras no SSF são designadas como barras altamente dúcteis de acordo com a Secção E3.5a.

"Banzo do pilar"

O banzo do pilar SMF tem de satisfazer os requisitos das disposições sísmicas da AISC, secção D1.1 [1] para as 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).

Similarly to the columns, the width-to-thickness checks are also done for the beams.

Stability Bracing of Beams

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).

Two different values are listed for the required strengths. The first value, P-br, is applicable for the stability bracings that are located outside the plastic hinge location. P-br is defined in Equation A-6-7 of Appendix 6 of AISC 360 [3]:

The second, larger value, P-r, is specifically for the stability bracings at the plastic hinge location. Encontrando-se definido na equação D1-4 da AISC 341 [1] :

The required stiffness, β-br, is defined in Equation A-6-8 of Appendix 6:

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.

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). The braced length, L-b, is the specified effective length for lateral-torsional buckling (LTB).

Column Required Strength

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 de sismos [2] , o caso de controlo de ambas as combinações de carga, norma e sobrerresistência, necessita de ser considerado.

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 simultaneamente com as cargas axiais ao desativar a opção para negligenciar os momentos.

Column Slenderness Ratio for Unbraced Connection

For columns in SMF with no transverse member bracing at the connection, the potential for out-of-plane buckling at the connection shall be min...