Требования к стержням были пояснены в отдельной статье КБ | Расчет стержней, устойчивых к моменту, по норме AISC 341-16 в программе RFEM 6 .
Более подробная информация о вводе сейсмической конфигурации представлена в статье КБ | Сейсмический расчёт по AISC 341 в программе RFEM 6 .
Требования к соединениям
«Сейсмические требования» включают в себя требуемую прочность на изгиб и требуемую прочность на сдвиг соединения балка-колонна. Они перечислены во вкладке соединение рам, нагруженных моментом, по стержням". Для прочности соединения подробности расчета недоступны. Тем не менее, указаны уравнения и ссылки на нормы. Используемые обозначения и определения представлены в таблице ниже (рисунок 1).
Руководство по сейсмическому расчету AISC - Пример 4.3.7 Расчет соединения поясного листа на болтах (BFP) SMF
Для упрощения модель в RFEM состоит только из каркаса, а не целого здания, как в примере AISC (рисунок 2). Нагрузка от собственного веса балки = 1,15 тыс. фунто-футов.
Нумерация шагов в данном примере соответствует пошаговой процедуре расчета, описанной в AISC 358-16, раздел 7.6 [3].
Шаг 1. Вычислить правдоподобный максимальный момент в месте расположения пластического шарнира, Mpr
|
Mpr |
Probable maximum moment at the plastic hinge |
|
Cpr |
Factor to account for peak connection strength (strain hardening) per AISC 358. Cpr = (Fy+Fu)/(2Fy) ≤ 1.2 |
|
Ry |
Ratio of expected yield stress to the specified minimum yield stress |
|
Fy |
Specified minimum yield stress |
|
Ze |
Effective plastic section modulus of section at the plastic hinge |
Шаги с 2 по 5 содержат требования к болтам и не относятся к аддону Расчёт стальных конструкций.
Шаг 6. Вычислить поперечные силы в месте расположения пластического шарнира балки, Vpr + Vg
|
Vpr |
Поперечная сила, необходимая для создания максимального вероятного момента в пластическом шарнире, Vpr = 2Mpr/Lh |
|
Vg |
Поперечная сила от гравитационных нагрузок в месте расположения пластичного шарнира, Vg = wuLh/2 |
|
Mpr |
Предельно возможный момент в месте возникновения пластического шарнира |
|
Lh |
Расстояние между местоположениями пластических шарниров |
|
wu |
Gravity loads on the beam |
Шаг 7. Определить момент, ожидаемый на кромке полки колонны, Mf
|
Mf |
Moment expected at the face of the column |
|
Mpr |
Probable maximum moment at the plastic hinge location |
|
Mextra |
Extra moment from the shear force at the plastic hinge location |
|
Vpr + Vg |
Shear forces at the plastic hinge location |
|
Sh |
Distance from the face of column to the plastic hinge location |
В приведенном выше уравнении не учитывается нагрузка от собственного веса небольшой части балки между пластическим шарниром и лицевой гранью колонны (1,15 тыс. фунто-футов*1,875 фута = 2,16 тыс. фунтов*22,5 дюйма = 48,6 тыс. дюймов). Это значение может быть применено [3].
Шаг 14. Определить требуемую прочность на сдвиг на лицевой грани колонны Vu
Требуемая прочность на сдвиг на лицевой грани колонны используется для расчета соединения на сдвиг стенки балки с колонной (одно-плитное соединение).
|
Vu |
Required shear strength at the face of the column |
|
Vpr |
Shear required to produce the maximum probable moment at the plastic hinge location |
|
Vg (at face of column) |
Shear from gravity loads at the face of the column |
|
wu |
Gravity loads on the beam |
|
Lcf |
Длина балки в свету, Lcf = Lбалки - dc = 360.0 ин - 15.2 ин = 344.8 ин |
Для более точного расчета приведенные вычисления учитывают Vg на лицевой грани колонны, а не на центральной линии (как показано в примере из AISC [2])). Небольшое различие видно на диаграммах сдвига (рисунок 3).
Значения, полученные по приведенным выше формулам, можно сравнить с результатом, полученным в RFEM а разделе «сейсмические требования» (рисунок 1). Небольшие неточности вызваны округлением. Результат можно включить в протокол результатов (рисунок 4).
Подробная методика расчета болтов, плит полок, одиночных пластин, соединительных пластин и накладных листов не является частью данного расчета. Поэтому в нашу статью не включены шаги этих расчетов.
Также здесь приведены требования к моменту и сдвигу, основанные на самом неблагоприятном случае сочетания нагрузок сверхпрочности, ΩoM и ΩoV. При расчете типичных рам с моментом (OMF), потенциальные ограничивающие аспекты у прочности соединения включают в себя сейсмическую нагрузку сверхпрочности [AISC Seismic Design Manual, п. 4.2(b)].
