Следующий пример расчета соответствует H.6 в примерах расчета AISC V15.0 {%><#Refer [1]]].
Данные о модели
В нашем примере балка W10x49, изготовленная из ASTM A992, имеет пролет 15 футов и нагружена эксцентрическими одиночными нагрузками в центре. Нагрузка действует с эксцентриситетом 6 дюймов. Эксцентриситет нагрузки компенсируется крутящим моментом.
- Нагружение 1 Постоянное (собственный вес)
- Нагружение 2 Временное (переменные нагрузки)
Es wird je eine Lastkombination für LRFD und ASD gebildet.
- Сочетание нагрузок 1: 1,20 LC1 + 1,60 LC2
- Сочетание нагрузок 2: 1,0 LC1 + 1,0 LC2
Da die Bemessung mit RF-STAHL Wölbkrafttorsion für Stabsätze vorgesehen ist, muss ein Stabsatz angelegt werden.
Расчет в модуле RF-STEEL AISC с помощью RF-STEEL Warping Torsion
In Bemessungsfall 1 soll die Bemessung nach LRFD 2016 erfolgen. Hierzu wird Lastkombination 1 zur Bemessung selektiert und der Stabsatz ausgewählt. In "Details" → "Wölbkrafttorsion" wird die Wölbkraftanalyse aktiviert. Es stehen verschiedene Möglichkeiten zur Lasteingabe und Berechnungstheorie zur Auswahl.
Die Berechnung soll für den Vergleich mit der Handrechnung linear nach Theorie I. Ordnung durchgeführt werden und der Lastangriff soll am oberen Flansch erfolgen. Die folgenden Masken können bis zur Eingabemaske "1.8 Knotenlager" bestätigt werden. Затем нужно задать узловые опоры. Опоры вместе со стержневыми шарнирами формируют граничные условия для определения коэффициента критической нагрузки. Узловые опоры можно проверить графически в окне частичного вида. Для расчета балки предусмотрены две вильчатые опоры.
Затем можно произвести расчет.
Оценка результатов и их сравнение
После расчета отобразится коэффициент критической нагрузки и значения отдельных напряжений. Die ermittelte Eigenform kann über ein separates Fenster aufgerufen werden und mit der grafischen Darstellung ist es möglich, die Randbedingungen zu kontrollieren.
В случае, если решающим является продольный изгиб с кручением, то предел текучести Fn автоматически уменьшается. В нашем примере расчета продольный изгиб с кручением не является решающим, и поэтому будет применен предел текучести материала A992 равный Fy 50 килофунтов на кв. дюйм (ksi).
Ein Vergleich mit dem Verifikationsbeispiel zeigt, dass dieselben Bemessungspunkte von RF-STAHL AISC Wölbkrafttorsion als maßgebend erkannt werden und somit in der Tabelle erscheinen.
Für die Bemessung nach LRFD wird für Spannungspunkt 1 mit eine Normalspannung von 28,531 ksi berechnet, in der Handrechnung des Verifikationsbeispiels mit 28,0 ksi angegeben.
Die Schubspannungsbemessung am Auflager führt zur Gesamtschubspannung von 11,282 ksi gegenüber der Handrechnung von 11,4 ksi.
Analog zu den vorangegangenen Schritten kann die Bemessung nach ASD geführt werden. Die maximale Normalspannung für die Bemessung nach ASD wird für die Feldmitte mit 27,293 ksi an Spannungspunkt 1 ermittelt. Расчет вручную соответствует значению 26,9 ksi. Die maximale Schubspannung über dem Steg am Auflager wird in RF-STAHL Wölbkrafttorsion mit 7,522 ksi ermittelt, während die Handrechnung 7,56 ksi zeigt.
Заключение
Расчет можно выполнить для данного проверочного примера. Die Berechnung nach Wölbkraftanalyse mit sieben Freiheitsgraden ermöglicht eine wirtschaftliche Bemessung torsionsgefährdeter Bauteile nach Design Guide 9 [2] des AISC.