Soggetto:
Progettazione di strutture controventate secondo AISC 341 in RFEM 6
Commento:
La verifica di un telaio ordinario controventato concentricamente (OCBF) e di un telaio speciale concentricamente controventato (SCBF) può essere eseguita nell'add-on Verifica acciaio di RFEM 6. Il risultato della verifica sismica secondo AISC 341-16 e 341-22 è classificato in due sezioni: Requisiti delle aste e requisiti di collegamento.
Descrizione:
I dettagli più approfonditi sull'input della configurazione sismica sono trattati nell'articolo
Kb | Verifica sismica AISC 341 in RFEM 6
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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 341-16/22 [1].
- Limitazioni da larghezza a spessore [Sezione D1.1 e F1.5a]
- Controvento di stabilità SCBF delle travi - Resistenza e rigidezza richieste [Sezioni F2.4b e D1.2a.1(b)]
- SCBF Controvento di stabilità delle travi - Spaziatura massima [Sezioni F2.4b e D1.2a.1(c)]
- Resistenza richiesta della colonna [Sezione D1.4a]
- Rapporto di snellezza del controvento [Sezione F1.5b per OCBF e F2.5b(a) per SCBF]
Limitazioni da larghezza a spessore per i requisiti di duttilità
I controventi in OCBF sono designati come aste moderatamente duttili secondo la Sezione F1.5a. Tutte le aste (controventi, travi, colonne) in SCBF sono designate come aste altamente duttili secondo la Sezione F2.5a.
I controventi in OCBF devono soddisfare i requisiti delle disposizioni sismiche AISC Sezione D1.1 per aste moderatamente duttili. Come eccezione secondo la sezione F1.5a, i controventi nei telai di sola trazione con Lc/r maggiore di 200 non devono soddisfare il requisito di duttilità. Questa verifica è mostrata come EQ 1300 in RFEM (Figura 1).
Nota: I telai di sola trazione non sono consentiti in SCBF secondo la Sezione F2.4d.
Controvento di stabilità delle travi in SCBF
Il requisito per il controvento di stabilità è applicabile solo per le travi in telai controventati a V e V invertiti secondo la sezione F2.4b [1]. La resistenza e la rigidezza richieste dei controventi di stabilità sono elencate nella scheda ''Controvento di stabilità per asta'' in "Requisiti sismici" (Figura 2). 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).
La resistenza richiesta, Pbr, è definita nell'equazione A-6-7 dell'appendice 6 di AISC 360-16/22 [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 |
Nota: Pr non è applicabile ai telai controventati.
La rigidezza richiesta, βbr, è definita nell'equazione A-6-8 dell'appendice 6 di AISC 360-16/22 [3]:
| 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 341-16/22 sezione F2.4b, che si riferisce alla sezione D1.2a.1(c):
| 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 nei rapporti di progetto sulle aste. La lunghezza del controvento, Lb, è la lunghezza efficace specificata per instabilità flesso-torsionale (LTB). Il dettaglio della verifica è mostrato in EQ 2100 (Figura 3).
Resistenza richiesta della colonna
Tutte le colonne che fanno parte del sistema sismico resistente alla forza (SFRS) devono essere progettate con 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 360-16/22 Capitolo H.
Per le combinazioni di carico con carico sismico di sovraresistenza, il Capitolo H non si applica quando è attivata l'opzione per trascurare tutti i momenti flettenti, il taglio e la torsione nelle colonne per lo stato limite di sovraresistenza. L'esempio 4.3.2 del Manuale di verifica sismica [2] mostra la verifica utilizzando 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 (Figura 4).
Rapporto di snellezza del controvento
Per controventi in V o telai a V invertiti in OCBF, il rapporto di snellezza Lc/r deve essere inferiore o uguale a 4*√(E/Fy) secondo la sezione F1.5b [1]. L'intento è quello di limitare le forze sbilanciate che si sviluppano nelle aste del telaio dopo l'instabilità del controvento. Questa verifica è mostrata come EQ 3300 in RFEM (Figura 5).
Per i controventi in configurazione X, l'opzione per soddisfare questo requisito può essere disattivata nella ''Configurazione sismica''.
Per i controventi in SCBF, il rapporto di snellezza Lc/r deve essere inferiore o uguale a 200, secondo la sezione F2.5b(a) [1]. Questa verifica è mostrata come EQ 3310 in RFEM ...