Indem Sie einem Stab eine Erdbebenkonfiguration zuweisen, können Sie den Typ des Erdbebenkraftresistenzsystems (seismic force-resisting system (SFRS)) für die Erdbebenbemessung nach AISC 341 festlegen.
Die Erdbebenkonfiguration ist nur verfügbar, wenn AISC 360 als Bemessungsnorm für die Stahlbemessung ausgewählt ist. Für andere Bemessungsnormen sind derzeit keine Erdbebennachweise implementiert. Die Bemessungsnorm für die Stahlbemessung wird bei den Basisangaben des Modells im Register "Normen I" ausgewählt.
Im Add-On stehen derzeit fünf Typen von Erdbebenkraftresistenzsystemen (seismic force-resisting system (SFRS)) zur Verfügung.
- Spezieller Momentenrahmen (SMF)
- Zwischenmomentrahmen (IMF)
- Gewöhnlicher Momentenrahmen (OMF)
- Gewöhnlicher konzentrisch ausgesteifter Rahmen (OCBF)
- Spezieller konzentrisch ausgesteifter Rahmen (SCBF)
Eingabe der Erdbebenkonfiguration
Die Erdbebenkonfiguration kann im Ordner 'Globale Einstellungen für Stahlbemessung' aktiviert werden.
Danach kann eine neue Erdbebenkonfiguration durch Eingabe eines aussagekräftigen Konfigurationsnamens und Auswahl des SFRS-Rahmentyps und Stabtyps definiert werden.
Je nach SFRS-Typ und Stabtyp, der für jede Konfiguration gewählt ist, sind verschiedene Einstellungen und Eingaben zu berücksichtigen. Diese Möglichkeiten sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst. Der Stabtyp "Strebe" ist mehrstufig ausgesteiften Rahmen vorbehalten (zukünftige Version).
Überfestigkeitsbeiwert
Der Überfestigkeitsbeiwert Ωo ist ein Vergrößerungsfaktor, der auf die Kräfte in bestimmten Elementen im Erdbebenlastpfad angesetzt wird. Damit soll verhindert werden, dass eine schwache Verbindung vor der vollständigen Energiedissipation und dem Erreichen des Duktilitätspotentials des primären SFRS auftritt.
Damit beispielsweise die Diagonalstrebe in einem stahlversteiften Rahmen nachgiebig ist und Energie kontrolliert abgibt, müssen alle anderen Elemente des Lastpfades (z.B. Verbindungen, Stützen und Kollektoren) stärker sein als die maximal zu erwartende Festigkeit des Verbands. Daher wird der Nachweis dieser Elemente auf der Grundlage der verstärkten Beanspruchung mittels Überfestigkeitsbeiwert geführt.
Die Überfestigkeitsbeiwerte können in den Basisangaben eingestellt werden.
FAQ | Wie kann ich die Überfestigkeitsbeiwerte Ωo in die Lastkombinationen nach ASCE 7 einbeziehen?
Wenn das Kontrollfeld "Überfestigkeit bei Erdbebenlasten einbeziehen" aktiviert ist, werden die Überfestigkeitsbeiwerte in den Lastkombinationen berücksichtigt. Dies hat zur Folge, dass der Stab mit den verstärkten Lasten bemessen wird. Die Stützen müssen immer mit den verstärkten Lasten bemessen werden und daher wird die Option zur Deaktivierung nicht angezeigt. Das gleiche gilt für Träger in OCBFs.
Stützenfestigkeit (Option zur Momentvernachlässigung)
Alle Stützen in einem Erdbebenkraftresistenzsystem (seismic force-resisting system (SFRS)) müssen mit überfesten Lasten bemessen werden. In vielen Fällen braucht die verstärkte Normalkraft nicht mit den gleichzeitigen Biegemomenten kombiniert zu werden. Die Option zur Vernachlässigung aller Biegemomente, von Schub und Torsion in Stützen im Grenzzustand der Überfestigkeit ist standardmäßig aktiviert.
Für Standard-Lastkombinationen ohne Überfestigkeit aus Erdbebenlast wird die kombinierte Belastung nach AISC Kapitel H überprüft. Bei überfesten Lastkombinationen wird die Überprüfung von Kapitel H ignoriert, wenn die Option "Momente vernachlässigen" ausgewählt ist. Gemäß AISC 341-16 müssen sowohl Standard-Lastkombinationen als auch Überfestigkeits-Lastkombinationen überprüft werden. Dies wird im Beispiel 4.3.2 des AISC Seismic Design Manual gezeigt.
Lage des plastischen Gelenks
Die Lage des plastischen Gelenks Sh und die Stützenhöhe dc werden verwendet, um die erforderliche Biege- und Schubfestigkeit der Träger-Stützen-Verbindung zu bestimmen.
Stabilitätsverband von Trägern
Stabilitätsverbände von Trägern sind für Träger in IMF und SMF erforderlich, um Biegedrillknicken zu behindern. In SCBFs gilt diese Anforderung für Träger in V-förmigen Verbänden bzw. in sogenannten Chevron-Verbänden.
Schlankheitsgrad
AISC 341 fordert einen stabileren Schlankheitsgrad für Stützen in SMFs, V-förmigen Verbänden bzw. Chevron-Verbänden in OCBFs und allen Verbänden in SCBFs. Die Option zur Erfüllung dieser Anforderungen kann durch den Anwender deaktiviert werden.
Bemessungssituationstyp & Grenzzustandstyp
Der Bemessungssituationstyp, der seismische Lastkombinationen enthält, muss hinzugefügt werden, um die Erdbebenlasten zu berücksichtigen. Der Grenzzustandstyp muss mit Vorsicht angewendet werden.
Der Erdbebennachweis nach AISC 341 wird nur durchgeführt, wenn der Erdbebengrenzzustand als Grenzzustandstyp ausgewählt wurde. Nur Stäbe, denen eine Erdbebenkonfiguration zugeordnet wurde, werden für alle drei Grenzzustandstypen bemessen: Festigkeit, Erdbeben und Erdbeben (Überfestigkeit). Alle anderen Stäbe, die nicht Teil des SFRS sind, werden für den Grenzzustand der Festigkeit bemessen.
Der Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit dient zum Nachweis der Durchbiegungsgrenze und kann bei Nichtbeanspruchung durch den Anwender deaktiviert werden.
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Weitere Informationen finden Sie in den Beiträgen unserer Knowledge Base:
KB | Biegesteifer Rahmen - Stabbemessung nach AISC 341-16 in RFEM 6 KB | Biegesteifer Rahmen - Stabbemessung nach AISC 341-22 in RFEM 6 KB | Verbindungsfestigkeit des biegesteifen Rahmens nach AISC 341-16 in RFEM 6 KB | Bemessung von ausgesteiften Rahmen nach AISC 341 in RFEM 6