Dimensionamento sísmico AISC 341 no RFEM 6

Artigo técnico sobre o tema análise estrutural e utilização do software Dlubal

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O módulo Dimensionamento de aço no RFEM 6 oferece agora a possibilidade de realizar dimensionamento sísmico de acordo com as normas AISC 341-16 e AISC 341-22. Atualmente estão disponíveis cinco tipos de sistemas resistentes a forças sísmicas (SFRS).

  • Pórtico de momentos especiais (SFM)
  • Pórtico de momentos intermédios (IMF)
  • Pórtico de momentos comuns (OMF)
  • Pórtico comum com contraventamentos concêntricos (OCBF)
  • Pórtico especial com reforço concentrado (SCBF)

Entrada de configuração para sismos

A entrada relevante para o dimensionamento é definida na configuração sísmica. A configuração para sismos pode ser ativada nos parâmetros globais da pasta Dimensionamento de aço (Figura 1).

Em seguida, pode ser definida uma nova configuração sísmica introduzindo um nome de configuração descritivo e, em seguida, selecionando o tipo de pórtico e de barra SFRS (Figura 2).

Várias configurações e entradas necessitam de ser consideradas dependendo do tipo de SFRS e do tipo de barra selecionado para cada configuração. Estas opções estão resumidas na tabela abaixo (Figura 03). O tipo de barra "escora" está reservado para pórticos com reforço contraventado (versão futura).

Fator de sobrerresistência

O fator de sobrerresistência Ωo, é um fator de amplificação aplicado às forças em determinados elementos na trajetória da carga sísmica. O objetivo é evitar que ocorra uma ligação fraca antes da dissipação total de energia e atingir o potencial de ductilidade do SFRS primário.

Por exemplo, para que o contraventamento diagonal de um pórtico reforçado com aço ceda e dissesse energia de forma controlada, todos os outros elementos do percurso da carga (por exemplo, ligações, pilares e coletores) têm de ser mais fortes do que o máximo esperado. resistência do contraventamento. Por isso, o dimensionamento desses elementos é baseado no carregamento amplificado utilizando o fator de sobrerresistência.

Os fatores de sobrerresistência podem ser definidos nos dados gerais. Pode encontrar mais detalhes em FAQ 005320 | Como é que incluo os fatores de sobrerresistência Ωo nas combinações de cargas da ASCE 7?.

Quando a caixa "Incluir carga sísmica de sobrerresistência" é selecionada, os fatores de sobrerresistência são considerados nas combinações de carga. Como resultado, a barra é dimensionada com as cargas amplificadas. Os pilares têm de ser sempre dimensionados com as cargas amplificadas. Por isso, a opção para desativar não é apresentada. O mesmo é válido para vigas em OCBF.

Resistência do pilar (opção de negligenciar momento)

Todos os pilares num sistema resistente a forças sísmicas (SFRS) têm de 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 simultâneos. A opção para negligenciar todos os momentos de flexão, corte e torção nos pilares para o estado limite de sobrerresistência está ativada por defeito.

Para combinações de carga padrão sem sobrerresistência de efeitos de carga sísmica, é verificada a carga combinada de acordo com AISC capítulo H. Para combinações de carga de sobrerresistência, a verificação do capítulo H é ignorada quando a opção "Negligenciar momentos" é selecionada. De acordo com a AISC 341 {%>

Posição da articulação plástica

A posição da articulação plástica Sh e a altura do pilar dc são utilizadas para determinar as resistências à flexão e ao corte necessárias da ligação viga-pilar.

Contraventamento de estabilidade de vigas

Os contraventamentos de estabilidade das vigas são necessários para as vigas em IDF e SMF para restringir a encurvadura por flexão-torção. No SCBF, este requisito é aplicável para vigas com pórticos em V ou em V invertido.

Relação de esbelteza

A AISC 341 requer uma relação de esbelteza mais robusta para pilares em SFM, contraventamentos com configuração V ou V invertido no OCBF e todos os contraventamentos no SCBF. Conforme apresentado de forma resumida na Figura 3, as opções para cumprir estes requisitos podem ser desativadas pelo utilizador.

Tipo de situação de dimensionamento e tipo de estado limite

O Tipo de situação de dimensionamento que inclui combinações de carga sísmica tem de ser adicionado para considerar as cargas sísmicas. Deve ser prestada muita atenção quando se aplica o Tipo de estado limite.

A verificação sísmica segundo a AISC 341 é realizada apenas quando é selecionado o estado limite de sismos como tipo de estado limite. Só as barras com configuração sísmica atribuída são dimensionadas para os três tipos de estado limite: Resistência, sismo e sismo (excesso de resistência). Todas as outras barras que não fazem parte do SFRS são dimensionadas para o estado limite de resistência.

O estado limite de utilização é utilizado para verificar o limite da deformação e pode ser desactivado pelo utilizador, se não for necessário.

Pode encontrar mais detalhes na situação de dimensionamento em FAQ 005324 | Quais são os tipos de estado limite aplicáveis para a verificação sísmica segundo a AISC 341?.

Autor

Cisca Tjoa, PE

Cisca Tjoa, PE

Engenheiro de apoio técnico

O Cisca é responsável pelo apoio técnico ao cliente e pelo desenvolvimento contínuo de programas para o mercado norte-americano.

Palavras-chave

Dimensionamento de sismos AISC 341-16 AISC 341-22 Estrutura de aço Dimensionamento de aço Sismos Fator de sobrerresistência AISC 341

Referência

[1]   AISC 341-16 Seismic Provisions for Structural Steel Building
[2]   AISC Seismic Design Manual, 3rd Edition
[3]   AISC 341-22. Seismic Provisions for Structural Steel Buildings. (2022). American Institute of Steel Construction.

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  • Atualizado 28 de fevereiro de 2024

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