Tema:
Dimensionamento de um pórtico contraventado segundo a AISC 341 no RFEM 6
Comentário:
O dimensionamento de um pórtico com reforço concentrado ordinário (OCBF) e de um pórtico especial com reforço concentrado (SCBF) pode ser realizado no módulo Dimensionamento de aço do RFEM 6. O resultado do dimensionamento sísmico de acordo com a AISC 341-16 e 341-22 é categorizado em duas secções: Requisitos da barra e requisitos da ligação.
Descrição:
Para mais detalhes sobre a entrada de configuração sísmica, consulte o artigo
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== 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 341-16/22 [1].
- Limitações largura-espessura [Secção D1.1 e F1.5a]
- Contraventamento de estabilidade SCBF de vigas - resistência e rigidez necessárias [Secções F2.4b e D1.2a.1(b)]
- Contraventamento de estabilidade SCBF de vigas - espaçamento máximo [Secções F2.4b e D1.2a.1(c)]
- Resistência necessária do pilar [Secção D1.4a]
- Relação de esbelteza de contraventamento [Secção F1.5b para OCBF e F2.5b(a) para SCBF]
Limites da largura-espessura para requisitos de ductilidade =
Os contraventamentos no OCBF são designados como barras moderadamente dúcteis de acordo com a Secção F1.5a. Todas as barras (contraventamentos, vigas, pilares) no SCBF são designadas como barras altamente dúcteis de acordo com a Secção F2.5a.
Os contraventamentos em OCBF têm de satisfazer os requisitos das disposições sísmicas AISC, Secção D1.1, para barras moderadamente dúcteis. Como exceção, de acordo com a Secção F1.5a, os contraventamentos em pórticos apenas com tração com Lc/r superior a 200 não necessitam de satisfazer o requisito de ductilidade. Esta verificação é apresentada como EQ 1300 no RFEM (Figura 1).
Atenção: Pórticos apenas com tração não são permitidos no SCBF de acordo com a Secção F2.4d.
Contraventamento de estabilidade de vigas em SCBF
O requisito para o contraventamento de estabilidade só é aplicável para vigas em pórticos com contraventamento em V e V invertido de acordo com a Secção F2.4b [1]. A resistência e a rigidez necessárias dos contraventamentos de estabilidade estão listadas no separador ''Contraventamento de estabilidade por barra'' em "Requisitos sísmicos" (Figura 2). 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).
A resistência necessária, Pbr, encontra-se definida na Equação A-6-7 do Anexo 6 da norma AISC 360-16/22 [3]:
| Pbr | Resistência necessária dos contraventamentos da viga de estabilidade |
| Mr | Resistência à flexão necessária da viga. Mr = Ry Fy Z/ αs [AISC 341 Equação D1-1] |
| Cd | Fator de curvatura duplo = 1,0 [AISC 341 Secção D1.2a(b)] |
| ho | Distância entre o centro de gravidade do banzo ho = d - tf |
Atenção: Pr não é aplicável para pórticos com reforço.
A rigidez necessária, βbr, é definida na Equação A-6-8 do Anexo 6 da norma AISC 360-16/22 [3]:
| [BUG.DESCRIPTION] | Altura efetiva |
| [BUG.DESCRIPTION] | Altura estática efetiva |
| [BUG.DESCRIPTION] | Altura estática efetiva |
| fy | Tensão de cedência do aço de armadura |
| [BUG.DESCRIPTION] | Altura estática efetiva |
O espaçamento máximo dos contraventamentos de estabilidade tem de cumprir os requisitos da AISC 341-16/22, Secção F2.4b, que se refere à secção D1.2a.1(c):
| Lbr | Espaçamento máximo dos contraventamentos da viga de estabilidade |
| ry | Raio de giração em torno do eixo secundário |
| E | Módulo de elasticidade. |
| Ry | Relação entre tensão de cedência esperada e tensão de cedência mínima especificada |
| Fy | Limite de elasticidade mínimo especificado |
A verificação para o espaçamento máximo é apresentada em conjunto com os outros requisitos da barra nas Relações de cálculo em barras. O comprimento contraventado Lb, é o comprimento efetivo especificado para encurvadura por flexão-torção (LTB). O detalhe da verificação é apresentado na EQ 2100 (Figura 3).
Resistência necessária do pilar
Todos os pilares que fazem parte do sistema resistente a forças sísmicas (SFRS) devem ser dimensionados com cargas de excesso de resistência. 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 por efeito de carga sísmica, a carga combinada é verificada de acordo com a norma AISC 360-16/22, Capítulo H.
Para combinações de carga com carga sísmica de sobrerresistência, o capítulo H não se aplica quando é ativada a opção para negligenciar todos os momentos de flexão, corte e torção nos pilares para o estado limite da sobrerresistência. O exemplo 4.3.2 do Manual de dimensionamento sísmico [2] demonstra o dimensionamento utilizando o caso de controlo a partir das duas 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, devem ser consideradas simultaneamente com as cargas axiais ao desativar a opção para negligenciar os momentos (Figura 4).
Relação de esbelteza de contraventamento
Para contraventamentos em Pórticos V ou V invertido no OCBF, a relação de esbelteza Lc/r tem de ser inferior ou igual a 4*√(E/Fy) de acordo com a Secção F1.5b [1]. A intenção é limitar as forças desequilibradas que se desenvolvem nas barras de pórtico após a encurvadura por contraventamento. Esta verificação é apresentada como EQ 3300 no RFEM (Figura 5).
Para contraventamentos na configuração X, a opção para cumprir este requisito pode ser desativada na ''Configuração para sismos''.
Para contraventamentos em SCBF, a relação de esbelteza Lc/r tem de ser inferior ou igual a 200, de acordo com a Secção F2.5b(a) [1]. Esta verificação é apresentada como EQ 3310 no RFEM ...