Soggetto:
AISC 341-22 Verifica di aste del telaio a momento in RFEM 6
Commento:
I tre tipi di telai a momento (ordinario, intermedio, speciale) sono disponibili nell'add-on Verifica acciaio di RFEM 6. Il risultato della verifica sismica secondo AISC 341-22 è classificato in due sezioni: requisiti delle aste e dei collegamenti.
Descrizione:
Dettagli più approfonditi sull'input ''Configurazione sismica'' sono trattati in un articolo separato,
Kb | Verifica sismica AISC 341 in RFEM 6
.
Requisiti delle aste
Le seguenti verifiche per le aste che fanno parte del sistema resistente alla forza sismica (SFRS) sono disponibili in RFEM. Le sezioni elencate si riferiscono alle disposizioni sismiche AISC 341-22 [1].
- Limitazioni da larghezza a spessore [Sezione D1.1]
- Controvento di stabilità delle travi - Resistenza e rigidezza richieste [Sezione D1.2a.1(b) per IMF e D1.2b per SMF]
- Controvento di stabilità delle travi - Spaziatura massima [Sezione D1.2a.1(c) per IMF e D1.2b per SMF]
- Controvento di stabilità delle travi nelle posizioni delle cerniere - Resistenza richiesta [Sezione D1.2c.1(b)]
- Resistenza richiesta della colonna [Sezione D1.4a]
- Rapporto di snellezza della colonna per collegamento non controventato [Sezione E3.4c.2b]
Limitazioni da larghezza a spessore per i requisiti di duttilità
Le aste in IMF sono designate come aste moderatamente duttili secondo la Sezione E2.5a. Le aste in SMF sono designate come aste altamente duttili secondo la Sezione E3.5a.
'''Ala della colonna'''
L'ala della colonna di SMF deve soddisfare i requisiti delle disposizioni sismiche AISC Sezione D1.1 [1] per aste altamente duttili. Questa verifica è mostrata come EQ 1200 in RFEM (Figura 1).
'''Anima della colonna'''
Il rapporto limite larghezza-spessore per anime di aste altamente duttili è determinato utilizzando il caso di carico determinante per il carico assiale, come stipulato nella sezione D1.4a [1]. Il caso di carico determinante si basa su tutte le combinazioni di carico, inclusa la sola gravità CO, CO con carico sismico standard e CO con carico sismico di sovraresistenza. Questo controllo è mostrato in EQ 1100 in RFEM (Figura 2).
Analogamente alle colonne, i controlli larghezza-spessore vengono eseguiti anche per le travi.
Controvento di stabilità delle travi
La resistenza e la rigidezza richieste dei controventi di stabilità sono elencate nella scheda ''Controvento di stabilità per asta'' in "Requisiti sismici" (Figura 3). Questi valori possono essere confrontati con la resistenza e la rigidezza disponibili calcolate durante la progettazione delle aste di controvento che inquadrano nella trave. Non sono disponibili dettagli della verifica (solo riferimenti).
Sono elencati due diversi valori per le resistenze richieste. Il primo valore, P-br, è applicabile per i controventi di stabilità che si trovano al di fuori della posizione della cerniera plastica. P-br è definito nell'equazione A-6-7 dell'appendice 6 di AISC 360 [3]:
| Pbr | Resistenza richiesta del controvento della trave di stabilità |
| Mr | Resistenza a flessione richiesta della trave. Mr = Ry Fy Z/ αs [AISC 341 Equazione D1-1] |
| Cd | Coefficiente di doppia curvatura = 1.0 [AISC 341 sezione D1.2a(b)] |
| ho | Distanza tra il baricentro dell'ala ho = d - tf |
Il secondo valore più grande, Pr, è specifico per i controventi di stabilità nella posizione della cerniera plastica. È definito nell'equazione D1-4 di AISC 341 [1]:
| Pr | Resistenza richiesta del controvento della trave di stabilità nella posizione della cerniera plastica |
| Ry | Rapporto tra la tensione di snervamento prevista e la tensione di snervamento minima specificata |
| Fy | Tensione di snervamento minima specificata |
| Z | Modulo di resistenza plastico efficace di una sezione (o di un collegamento) nella posizione della cerniera plastica |
| αs | Coefficiente di regolazione del livello di forza LRFD-ASD = 1,0 per LRFD e 1,5 per ASD |
| ho | Distanza tra il baricentro dell'ala |
La rigidezza richiesta, β-br, è definita nell'equazione A-6-8 dell'appendice 6:
| d | Altezza efficace |
| [CRASHREASON.DESCRIPTION] | Altezza efficace |
| [CRASHREASON.DESCRIPTION] | Altezza efficace |
| fy | Tensione di snervamento dell'acciaio di armatura |
| d | Altezza efficace |
La spaziatura massima del controvento di stabilità deve soddisfare i requisiti di AISC 341-22 Sezione D1.2a.1(c) per IMF e Sezione D1.2b per SMF.
| Lbr | Spaziatura massima del controvento della trave di stabilità |
| ry | Raggio di inerzia intorno all'asse debole |
| E | Modulo di elasticità |
| Ry | Rapporto tra la tensione di snervamento prevista e la tensione di snervamento minima specificata |
| Fy | Tensione di snervamento minima specificata |
La verifica per la spaziatura massima è presentata insieme agli altri requisiti delle aste in "Tassi di lavoro delle aste". Il dettaglio della verifica è mostrato in EQ 2100 (Figura 4). La lunghezza del controvento, Lb, è la lunghezza efficace specificata per instabilità flesso-torsionale (LTB).
Resistenza richiesta della colonna
Tutte le colonne che fanno parte del sistema resistente alla forza sismica (SFRS) devono essere progettate con i carichi di sovraresistenza. In molti casi, la forza assiale amplificata non ha bisogno di essere combinata con i momenti flettenti simultanei. L'opzione per trascurare tutti i momenti flettenti, il taglio e la torsione nelle colonne per lo stato limite di sovraresistenza è attivata per impostazione predefinita. Questa opzione può essere disattivata nella ''Configurazione sismica''.
Per le combinazioni di carico standard senza sovraresistenza dovuta all'effetto del carico sismico, il carico combinato è verificato secondo AISC 360-22, Capitolo H.
Per le combinazioni di carico con carico sismico di sovraresistenza, i capitoli F e H non sono controllati quando è attivata l'opzione per trascurare tutti i momenti flettenti, il taglio e la torsione nelle colonne per lo stato limite di sovraresistenza.
Nell'Esempio 4.3.2 del manuale sismico [2], è necessario considerare il caso di controllo da entrambe le combinazioni di carico, standard e sovraresistenza.
I momenti flettenti risultanti da un carico applicato tra i punti di vincolo laterale possono contribuire all'instabilità della colonna. Pertanto, devono essere considerati contemporaneamente ai carichi assiali disattivando l'opzione per trascurare i momenti.
Rapporto di snellezza della colonna per collegamento non controventato
Per le colonne in SMF senza controvento dell'asta trasversale al collegamento, il potenziale di instabilità fuori dal piano al collegamento deve essere min...