8793x
001682
25.1.2022

Vzpěrné délky ztužení tvaru X podle AISC 360-16 v programu RFEM 6

Pro dosažení správné návrhové únosnosti prutu je rozhodující zadání patřičné vzpěrné délky. U ztužení tvaru X, která jsou spojena ve středu, inženýři často váhají, zda se má použít celková délka mezi konci prutu, nebo postačuje poloviční délka prutu od konce do bodu spoje. V tomto příspěvku představíme doporučení AISC a uvedeme příklad, jak lze v programu RFEM zadat vzpěrnou délku pro ztužení tvaru X.

V mnoha případech může být vzpěrná délka uvažována jako polovina délky prutu (0,5 L) pro ztužení rámů tvaru X zatížená v tlaku jak v rovině, tak i mimo rovinu, jak je uvedeno v Příloze 7 v AISC 360-16. Pruty ztužení mají stejný průřez, podobné tlakové a tahové síly a jsou spojena ve středu [1].

AISC navíc umožňuje uvažovat vzpěrnou délku jako polovinu délky prutu, pokud se u prutů neočekávají velké cyklické nepružné deformace a modifikační součinitel seizmické odezvy R je 3 nebo menší [2].

Větší nevyztužené délky pro vzpěr mimo rovinu mohou být vyžadovány u ztužení rámů tvaru X s nevyváženými silami ve ztužení, zvláště u těch se spojenými středovými body [1]. Použití poloviny délky prutu také nemusí být vhodné při zohlednění ztužení v systému odolávajícímu působení seizmických sil (SFRS), u kterého se předpokládají velké, cyklické a nepružné deformace. Například pro ztužení tvaru X, které je součástí speciálně soustředně vyztužených rámů (Specially Concentrically Braced Frames - SCBF), by měla být použita celá délka prutu [2].

Příklad

Příklad v našem příspěvku předpokládá, že vzpěrnou délku ocelového ztužení tvaru X lze uvažovat jako poloviční délku prutu. Pro srovnání jsou k ukázány dvě možnosti pro zadání vzpěrné délky.

V záložce Základní údaje v dialogu Vzpěrné délky lze vybrat požadovaná posouzení na vzpěr a další příslušné součinitele (obrázek 1).

V záložce Uzlové podpory a vzpěrné délky je možné upravit součinitele vzpěrné délky K.

První možností je zachovat ztužení tvořící X po celé délce (obrázek 2). Volbu Součinitele vzpěrné délky je třeba použít, protože středový uzel pro přiřazení uzlové podpory neexistuje. Pro zohlednění poloviny délky prutu se součinitel vzpěrné délky K nastaví na 0,5. Zde použitý součinitel K nemá vliv na podmínku na konci prutu.

Druhá možnost je pruty fyzicky rozdělit na dvě části a tyto čtyři pruty v průsečíku spojit standardním uzlem (obrázek 3). Pouhé přidání uzlu na prut nefunguje, protože ho lze přiřadit pouze jednomu z prutů ztužení.

Celkové výsledky a využití jsou pro oba přístupy srovnatelné. Níže znázorněné deformované tvary se mírně liší a skutečný deformovaný tvar může ležet někde mezi nimi. První možnost lze upřednostnit pro snížení celkového počtu prutů a pro zabránění sdílení zatížení mezi spojenými pruty ztužení.


Autor

Paní Cisca Tjoa je zodpovědná za technickou podporu zákazníkům a další vývoj programů pro severoamerický trh.

Reference
  1. ANSI/AISC 360-16, Specification for Structural Steel Buildings
  2. Heath Mitchell, S.E., P.E., Modern Steel Construction, Steel Interchange, January 2013