关于地震配置输入的更多详细信息将在另一篇文章中介绍, 知识库 001761 | AISC 341 RFEM 6 中的抗震设计 .
杆件要求
在 RFEM 中可以对抗震体系 (SFRS) 的杆件进行以下设计验算。 此处列出的截面是参照抗震规范 AISC 341-22 [1] 的规定。
- 宽度与厚度限值[章节 D1.1]
- 梁的稳定性支撑 - 所需强度和刚度[IMF截面 D1.2a.1(b) 和 SMF 截面 D1.2b]
- 梁的稳定性支撑 - 最大间距[截面 D1.2a.1(c) - IMF 和 D1.2b - SMF]
- 铰位置梁的稳定性支撑 - 所需强度[截面 D1.2c.1(b)]
- 柱所需强度[截面 D1.4a]
- 无支撑连接的柱长细比[截面 E3.4c.2b]
延性要求的宽度与厚度限值
在 IMF 中杆件根据 E2.5a 被指定为中等延性杆件。 在 SMF 中的杆件按照 E3.5a 节的规定为高延性杆件。
柱子翼缘
SMF 的柱子翼缘必须满足 AISC 抗震设计章节 D1.1 [1] 中对高延性构件的要求。 在 RFEM 中显示为 EQ 1200(图 1)。
柱子腹板
按照 D1.4a [1] 节的规定,高延性构件腹板的极限宽厚比通过轴向荷载的主导荷载工况确定。 主导荷载工况基于所有荷载组合,包括纯重力荷载组合、荷载组合加标准地震荷载和荷载组合加超强地震荷载。 上述验算在 RFEM 中的 EQ 1100 中进行了说明(图 2)。
与柱子类似,梁也进行宽度与厚度的检查。
梁的稳定性支撑
在“稳定性支撑”-“杆件抗震”选项卡中列出了稳定性支撑的强度和刚度(图3)。 在设计支撑杆件时,可以将这些值与现有的强度和刚度进行比较。 没有设计验算细节(只有参考)。
这里列出了两个不同的强度要求值。 第一个数值 Pbr适用于位于塑性铰位置外的稳定支撑。 Pbr在 AISC 360 附录 6 中公式 A-6-7 中定义 [3]:
Pbr | 稳定梁的支撑所需强度 |
Mr | 梁的所需抗弯强度。 Mr = Ry Fy Z/ αs [AISC 341 公式 D1-1] |
Cd | 倍曲率系数 = 1.0 [AISC 341 章节 D1.2a(b)] |
ho | 翼缘中心距离 ho = d - tf |
第二个较大的值Pr适用于塑性铰位置的斜撑。 它在 AISC 341 [1] 的公式 D1-4 中定义:
Pr | 塑性铰位置处稳定梁的所需支撑强度 |
Ry | 预期屈服应力与最小屈服应力之比 |
Fy | 规定的最小屈服应力 |
Z | 截面(或连接)在塑性铰位置的有效塑性截面模量 |
αs | LRFD-ASD 力大小调整系数 = 1.0 (LRFD) 和 1.5 (ASD) |
ho | 翼缘重心之间的距离 |
所需刚度 βbr在附录6中公式A-6-8中定义:
d | 有效高度 |
[SCHOOLTRAINING.NUMBEROFSTUDENTS] | 有效高度 |
[SCHOOLTRAINING.NUMBEROFSTUDENTS] | 有效高度 |
[F12]y | 钢筋屈服强度 |
[SCHOOLTRAINING.NUMBEROFSTUDENTS] | 有效高度 |
钢筋支撑的最大间距必须满足 AISC 341-22 中 D1.2a.1(c) 对 IMF 和 SMF D1.2b 的要求。
Lbr | 稳定梁支撑的最大间距 |
ry | 绕弱轴回转半径 |
E | 弹性模量 |
Ry | 预期屈服应力与最小屈服应力之比 |
Fy | 指定的最小屈服应力 |
最大间距的设计验算与其他杆件要求在“杆件利用率”中介绍。 设计验算的细节见 EQ 2100(图 4)。 相应的,对弯扭屈曲(LTB),杆件的最大支撑长度Lb 。
柱所需强度
抗震体系(SFRS)中的所有柱子的设计值必须达到超强荷载。 在许多情况下,放大的轴力不需要与同时出现的弯矩进行组合。 对超强极限状态忽略所有柱子的弯矩、剪力和扭矩是默认激活的。 该选项可以在地震配置中被停用。
对于没有地震荷载作用的标准荷载组合,按照 AISC 360-22 第 H 章进行验算。
对于包含超强地震荷载的荷载组合,当在超强极限状态激活了忽略所有柱子弯矩选项时,不检查章节 F 和 H。
在抗震手册[2] 中的例 4.3.2 中,需要考虑标准和超强这两个荷载组合作为控制工况。
在两个侧向支座之间施加荷载所产生的弯矩会导致柱子发生屈曲。 那么在考虑轴向荷载的同时要同时考虑它们。
无支撑连接的柱长细比
根据章节 E3,对于连接处没有横向杆件支撑的 SMF 柱,应通过将长细比 L/r 限制为等于或小于 60,最大限度地减少连接处平面外屈曲的可能性。 4c.2b [1]。 非支撑连接出现在特殊情况下,例如没有中间楼板的两层框架中。
在所有其他情况下,可以在地震配置中停用满足此要求的选项。
连接要求参见文章 知识库 001768 | RFEM 6 中的 AISC 341-16 弯矩结构连接强度 .