Téma:
Posouzení vyztužených rámů podle AISC 341 v programu RFEM 6
Komentář:
V addonu Posouzení ocelových konstrukcí v programu RFEM 6 lze provést posouzení běžného koncentricky vyztuženého rámu (OCBF) a speciálního koncentricky vyztuženého rámu (SCBF). Výsledek seizmického posouzení podle AISC 341-16 a 341-22 je rozdělen do dvou částí: Požadavky na pruty a požadavky na spoje.
Popis:
Podrobnější informace o zadání konfigurace pro seizmicitu najdete v tomto příspěvku
KB | Seizmické posouzení podle AISC 341 v programu RFEM 6
.
Požadavky na pruty
V programu RFEM jsou k dispozici následující posudky prutů, které jsou součástí seizmicky odolného systému (SFRS). Uvedené články vycházejí ze Seismic Provisions AISC 341-16/22 [1].
- Omezení šířky k tloušťce [Článek D1.1 a F1.5a]
- Stabilitní ztužení nosníků SCBF - nutná pevnost a tuhost [Články F2.4b a D1.2a.1(b)]
- Stabilitní ztužení nosníků SCBF - maximální vzdálenost [Články F2.4b a D1.2a.1(c)]
- Požadovaná pevnost sloupu [Článek D1.4a]
- Štíhlostní poměr ztužení [Článek F1.5b pro OCBF a F2.5b(a) pro SCBF]
Omezení šířky k tloušťce pro požadavky na duktilitu
Ztužení v OCBF se označují jako mírně poddajné pruty podle článku F1.5a. Všechny pruty (ztužení, nosníky, sloupy) v SCBF jsou označeny jako vysoce poddajné pruty podle článku F2.5a.
Ztužení v OCBF musí splňovat požadavky AISC Seizmic Provisions, čl. D1.1 pro středně poddajné pruty. Výjimečně podle článku F1.5a nemusí ztužení v pouze tahových rámech s L-c/r větším než 200 splňovat požadavek na poddajnost. Toto posouzení je v programu RFEM znázorněno jako EQ 1300 (obrázek 1).
Pozor: Pouze tahové rámy nejsou v SCBF podle článku F2.4d přípustné.
Stabilitní ztužení nosníků v SCBF
Požadavek na stabilitní ztužení platí pouze pro nosníky v rámech se ztužením ve tvaru V a obráceného V podle článku F2.4b [1]. Požadovaná pevnost a tuhost stabilitních ztužení jsou uvedeny v záložce Stabilitní ztužení po prutech v sekci „Požadavky na seizmicitu“ (obrázek 2). Tyto hodnoty lze porovnat s vypočítanou dostupnou pevností a tuhostí při posouzení ztužujících prutů, které se připojují na nosník. Detaily posudku nejsou k dispozici (pouze reference).
Požadovaná pevnost Pbr je definována v rovnici A-6-7 v dodatku 6 normy AISC 360-16/22 [3]:
| Pbr | Požadovaná pevnost ztužení nosníku stability |
| Mr | Požadovaná pevnost v ohybu nosníku. Mr = Ry Fy Z/ αs [AISC 341 rovnice D1-1] |
| Cd | Součinitel dvojité křivosti = 1,0 [AISC 341 Section D1.2a(b)] |
| ho | Vzdálenost mezi těžištěm pásnice ho = d - tf |
Pozor: Pr nelze použít pro vyztužené rámy.
Požadovaná tuhost βbr je definována v rovnici A-6-8 v dodatku 6 normy AISC 360-16/22 [3]:
| d | Staticky účinná výška |
| d | Staticky účinná výška |
| d | Staticky účinná výška |
| fy | Mez kluzu betonářské oceli |
| d | Staticky účinná výška |
Maximální vzdálenost stabilního ztužení musí splňovat požadavky AISC 341-16/22, článku F2.4b, který odkazuje na článek D1.2a.1(c):
| Lbr | Maximální vzdálenost ztužení stabilizačního nosníku |
| ry | Poloměr setrvačnosti okolo osy nejmenší tuhosti |
| E | Modul pružnosti |
| Ry | Poměr očekávané meze kluzu a zadané minimální meze kluzu |
| Fy | Zadaná minimální mez kluzu |
Posudek pro maximální vzdálenost je uveden spolu s dalšími požadavky na pruty v položce Využití prutů. Vyztužená délka Lb je zadaná vzpěrná délka pro klopení. Detail posudku je znázorněn v EQ 2100 (obrázek 3).
Požadovaná pevnost sloupu
Všechny sloupy, které jsou součástí seizmicky odolného systému (SFRS), musí být posouzeny na zatížení s navýšenou pevností. V mnoha případech není nutné zvětšenou normálovou sílu kombinovat se spolupůsobícími ohybovými momenty. Možnost zanedbat ve sloupech všechny ohybové momenty, smykové síly a kroucení pro mezní stav s navýšenou pevností je přednastavena. Tuto volbu lze deaktivovat v Konfiguraci pro seizmicitu.
U standardních kombinací zatížení bez navýšené pevnosti od seizmického zatížení se kombinované zatížení posuzuje podle AISC 360-16/22, Kapitoly H.
U kombinací zatížení se seizmickým zatížením s navýšenou pevností není kapitola H posuzována, pokud je aktivována možnost zanedbat ve sloupech všechny ohybové momenty, smykové síly a kroucení pro mezní stav s navýšenou pevností. Příklad 4.3.2 příručky pro seizmicitu [2] ukazuje posouzení užívající rozhodující případ obou kombinací zatížení, standardní i s navýšenou pevností.
Ohybové momenty od zatížení působícího mezi body příčné podpory mohou přispět k vybočení sloupu. Proto je třeba je zohlednit současně s normálovým zatížením, a to deaktivací možnosti zanedbání momentů (obrázek 4).
Štíhlostní poměr ztužení
Pro ztužení ve tvaru V nebo obráceného V rámů v OCBF musí být poměrná štíhlost L-c/r menší nebo rovna 4*√(E/F-y) podle článku F1.5b [1]. Cílem je omezit nevyvážené síly, které vznikají v rámových prutech po vybočení ztužení. Toto posouzení je v programu RFEM znázorněno jako EQ 3300 (obrázek 5).
U ztužení v konfiguraci X lze možnost splnění tohoto požadavku deaktivovat v Konfiguraci pro seizmicitu.
Pro ztužení v SCBF musí být štíhlostní poměr L-c/r menší nebo roven 200 podle článku F2.5b(a) [1]. Toto posouzení je v programu RFEM znázorněno jako EQ 3310...