Расчёт рам, устойчивых к моменту, в соответствии с AISC 341-16 теперь возможен в аддоне Расчёт стальных конструкций для RFEM 6. Результаты сейсмического расчета можно разделить на две части: требования к стержням и требования к соединениям. В нашей статье рассмотрена требуемая прочность соединения. Ниже представлен пример сравнения результатов, полученных в программе RFEM и в руководстве по сейсмическому расчету AISC.
Норма AISC 360-16 по стальным конструкциям требует учета устойчивости конструкции в целом и каждого ее элемента. Для этого можно применить различные методы, включая прямой учет в расчете, метод свободной длины и прямой метод расчета. В нашей статье будут рассмотрены важные требования главы C и метода прямого расчета, который необходимо применить к модели стальной конструкции в программе RFEM 6.
Институт стальных балок (SJI) ранее разработал таблицы виртуальных балок для оценки свойств сечения стальных балок с открытой стенкой. Данные сечения виртуальных балок являются эквивалентом широкополочных балок, которые весьма близки по площади пояса балки, эффективному моменту инерции и весу. Виртуальные балки (Virtual Joists) также доступны в базе данных сечений RFEM и RSTAB.
Расчет сечений по Еврокоду 3 основан на классификации сечений, подлежащих расчету, по классам, определенным в стандарте. Классификация сечений важна, так как она определяет пределы сопротивления и вращательной способности из-за местной потери устойчивости частей сечения.
Одним из нововведений в программе RFEM 6 является подход к расчёту стальных соединений. В отличие от RFEM 5, где расчёт стальных соединений основан на аналитическом решении, аддон Стальные соединения в RFEM 6 предлагает для стальных соединений решение КЭ.
При проверке устойчивости эквивалентной конструкции стержня в соответствии с EN 1993-1-1, AISC 360, CSA S16 и другими международными стандартами необходимо учитывать расчетную длину (то есть эффективную длину стержней). В RFEM 6 свободную длину можно задать вручную с помощью узловых опор и коэффициентов свободной длины или импортировать из расчёта на устойчивость. Оба варианта будут показаны в нашей статье с помощью расчета свободной длины рамной опоры, изображенной на рисунке 1.
RFEM 6 содержит аддон Поиск формы для определения равновесных форм поверхностных моделей, подверженных растяжению, и стержней, подверженных действию осевой силы. Этот аддон можно активировать в общих данных модели и применить для нахождения геометрического положения, в котором предварительное напряжение облегчённых конструкций находится в равновесии с существующими граничными реакциями.
Данный пример описан в технической литературе - пример 9.5 в [1] и пример 8.5 в [2]. Для главной балки необходимо выполнить расчет на продольный изгиб с кручением. Балка представляет собой однородный конструктивный элемент. Таким образом, расчет на устойчивость можно выполнить по разделу 6.3.2 нормы DIN EN 1993-1-1. Также, благодаря одноосному изгибу можно выполнить расчет по общему методу согласно разделу 6.3.4. Кроме того, определение значения коэффициента критической нагрузки должно быть проверено на идеализированной модели стержня согласно вышеупомянутому методу с применением модели МКЭ.
Расчёт обыкновенной рамы с концентрическими связями (OCBF) и рамы специальной конструкции с концентрическими связями (SCBF) можно выполнить в аддоне Расчёт стальных конструкций для RFEM 6. Результат сейсмического расчета по AISC 341-16 и 341-22 разделен на две части: Требования к стержням и требованиям к соединениям.