Ausführlichere Einzelheiten zur Eingabe der Erdbebenkonfiguration werden in einem separaten Fachbeitrag behandelt: KB | Erdbebenbemessung nach AISC 341 in RFEM 6 .
Stabanforderungen
Für Stäbe, die Teil des SFRS (Seismic Force-Resisting System) sind, sind die folgenden Nachweise in RFEM verfügbar. Die aufgeführten Querschnitte beziehen sich auf die Erdbebenvorschriften AISC 341-16/22 [1].
- Begrenzungen des Breite-zu-Dicke-Verhältnisses [Abschnitte D1.1 und F1.5a]
- SCBF Stability Bracing of Beams – Required Strength & Stiffness [Sections F2.4b and D1.2a.1(b)]
- SCBF Stability Bracing of Beams – Maximum Spacing [Sections F2.4b and D1.2a.1(c)]
- Erforderliche Festigkeit bei Stützen [Abschnitt D1.4a]
- Schlankheitsgrad des Verbands [Abschnitte F1.5b für OCBF und F2.5b(a) für SCBF]
Begrenzungen des Breite-zu-Dicke-Verhältnisses für Duktilitätsanforderungen
Verbände im OCBF werden als mäßig duktile Stäbe gemäß Abschnitt F1.5a ausgewiesen. Alle Stäbe (Verbände, Träger, Stützen) im SCBF werden als hochduktile Stäbe gemäß Abschnitt F2.5a ausgewiesen.
Die Verbände im OCBF müssen die Anforderungen der Erdbebenvorschriften des AISC, Abschnitt D1.1 für mäßig duktile Stäbe erfüllen. Als Ausnahme gemäß Abschnitt F1.5a brauchen Verbände in rein zugbeanspruchten Rahmen mit Lc/r größer als 200 die Duktilitätsanforderung nicht erfüllen. Dieser Nachweis wird in RFEM als EQ 1300 dargestellt (Bild 1).
Hinweis: Rein zugbeanspruchte Rahmen sind in SCBFs gemäß Abschnitt F2.4d nicht zulässig.
Stabilitätsverband von Trägern im SCBF
The requirement for stability bracing is only applicable for beams in V- and inverted V-braced frames as per Section F2.4b [1]. Die erforderliche Festigkeit sowie Steifigkeit der Stabilitätsverbände sind im Register Stabilitätsverband stabweise unter "Erdbebenanforderungen" aufgelistet (Bild 2). Diese Werte können bei der Bemessung der Verbandsstäbe, die den Träger einrahmen, mit der berechneten vorhandenen Festigkeit und Steifigkeit verglichen werden. Es sind keine Nachweisdetails verfügbar (nur Referenzen).
The required strength, Pbr, is defined in Equation A-6-7 of Appendix 6 of AISC 360-16/22 [3]]:
| Pbr | Erforderliche Festigkeit des Stabilitätsträgerverbands |
| Mr | Erforderliche Biegefestigkeit des Trägers. Mr = Ry Fy Z/ αs [AISC 341 Gleichung D1-1] |
| Cd | Doppelter Krümmungsfaktor = 1,0 [AISC 341 Abschnitt D1.2a(b)] |
| ho | Abstand zwischen dem Flanschschwerpunkt ho = d - tf |
Hinweis: Pr ist bei ausgesteiften Rahmen nicht anwendbar.
The required stiffness, βbr, is defined in Equation A-6-8 of Appendix 6 of AISC 360-16/22 [3]:
| βFr | Erforderliche Steifigkeit des Stabilitätsträgerverbandes |
| Mr | Erforderliche Biegefestigkeit des Trägers |
| Cd | Doppelkrümmungsfaktor = 1,0 |
| Lbr | Maximaler Abstand der Stabilitätsträger-Verbände |
| ho | Abstand zwischen dem Flanschschwerpunkt |
Der maximale Abstand des Stabilitätsverbandes muss die Anforderungen des AISC 341-16/22 Abschnitt F2.4b, der sich auf Abschnitt D1.2a.1(c) bezieht:
| Lbr | Maximaler Abstand der Stabilitätsträger-Verbände |
| ry | Trägheitsradius um die schwache Achse |
| E | Elastizitätsmodul |
| Ry | Verhältnis der erwarteten Fließspannung zur spezifizierten Mindestfließspannung |
| Fy | Spezifizierte Mindestfließspannung |
Der Nachweis für den maximalen Abstand wird zusammen mit den anderen Stabanforderungen in den Ausnutzungen an den Stäben dargestellt. Die verschiebliche Länge Lb ist die angegebene effektive Länge für Biegedrillknicken (BGDK). Das Nachweisdetail ist als EQ 2100 dargestellt (Bild 3).
Erforderliche Festigkeit der Stütze
Alle Stützen, die Teil des SFRS (seismic force-resisting system) sind, 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. Diese Option kann in der Erdbebenkonfiguration deaktiviert werden.
Für Standard-Lastkombinationen ohne Überfestigkeit aus Erdbebenlastwirkung wird die kombinierte Belastung nach AISC 360-16/22, Kapitel H überprüft.
Bei Lastkombinationen mit überfester Erdbebenlast wird Kapitel H nicht angewendet, wenn die Option zur Vernachlässigung aller Biegemomente, von Schub und Torsion in Stützen für den Grenzzustand der Überfestigkeit aktiviert ist. Example 4.3.2 of the Seismic Design Manual [2] demonstrates the design using the controlling case from both load combinations, standard and overstrength.
Biegemomente, die aus einer Last zwischen den Punkten der seitlichen Halterung resultieren, können zum Knicken der Stütze beitragen. Sie müssen daher gleichzeitig mit den Axiallasten berücksichtigt werden, indem die Option zur Vernachlässigung der Momente deaktiviert wird (Bild 4).
Schlankheitsgrad des Verbands
For braces in V or Inverted V Frames in OCBF, the slenderness ratio Lc/r must be less than or equal to 4*√(E/Fy) according to Section F1.5b [1]. Dadurch sollen unausgewogene Kräfte begrenzt werden, die sich nach dem Knicken eines Verbandes in den Rahmenstäben entwickeln. Dieser Nachweis wird in RFEM als EQ 3300 dargestellt (Bild 5).
Bei Verbänden mit X-Konfiguration kann die Option zur Erfüllung dieser Anforderung in der Erdbebenkonfiguration deaktiviert werden.
For braces in SCBF, the slenderness ratio Lc/r must be less than or equal to 200, according to Section F2.5b(a) [1]. Dieser Nachweis wird in RFEM als EQ 3310 dargestellt (Bild 6).
Anschlussanforderungen
Die Erdbebenanforderungen umfassen die Erforderliche Anschlusszugfestigkeit und die Erforderliche Anschlussdruckfestigkeit des Verbands. Sie werden im Register Verbandsanschluss stabweise aufgelistet (Bild 7). Die Nachweisdetails sind für die Anschlussfestigkeiten nicht verfügbar. Gleichungen und Normverweise werden jedoch in der Tabelle aufgeführt.
Die Symbole und Definitionen sind in den folgenden Formeln dargestellt:
| Ry | Verhältnis der erwarteten Fließspannung zur spezifizierten Mindestfließspannung |
| Fy | Spezifizierte Mindestfließspannung |
| Ag | Bruttofläche des Verbands |
| αs | LRFD-ASD-Kraftniveau-Anpassungsfaktor = 1.0 für LRFD und 1.5 für ASD |
| Fcre | Kritische Knickspannung aus Abschnitt E von AISC 360-16 unter Verwendung der erwarteten Fließspannung Ry Fy |
| Ag | Bruttofläche des Verbands |
| αs | LRFD-ASD-Kraftniveau-Anpassungsfaktor = 1.0 für LRFD und 1.5 für ASD |
| Fne | Nennspannung aus Abschnitt E von AISC 360-22 unter Verwendung der erwarteten Fließspannung Ry Fy |
Hinweis: Die kapazitätsbegrenzte Bemessung, die auf den zu erwartenden Aussteifungsfestigkeiten basiert, wird in einem zukünftigen Software-Release zur Verfügung gestellt.
