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2022-01-25

Lunghezze libere d'inflessione dei controvento a forma di X secondo AISC 360-16 in RFEM 6

La definizione della lunghezza efficace appropriata è fondamentale per ottenere la corretta capacità di progetto dell'asta. Per i controventi a X collegati al centro, gli ingegneri spesso si chiedono se si debba utilizzare l'intera lunghezza end-to-end dell'asta o se sia sufficiente utilizzare metà della lunghezza al punto in cui le aste sono collegate. Questo articolo delinea le raccomandazioni fornite dall'AISC e fornisce un esempio su come specificare la lunghezza efficace dei controventi a X in RFEM.

In molti casi, la lunghezza efficace può essere presa come metà della lunghezza dell'asta (0,5L) sia per i controventi compressi nel piano che fuori dal piano dei controventi caricati concentricamente nei telai con controvento a X, come indicato nell'Appendice 7 di AISC 360 -16. I controventi devono avere sezioni trasversali identiche con forze di compressione e trazione simili e sono fissati nel punto medio [1].

Inoltre, AISC consente di prendere la lunghezza efficace come metà della lunghezza dell'asta quando non si prevede che le aste subiscano grandi deformazioni anelastiche cicliche e il coefficiente di modifica della risposta sismica, R, è uguale o inferiore a 3 [2].

Lunghezze non controventate maggiori per instabilità fuori piano possono essere necessarie per telai con controvento a X con forze di controvento sbilanciate, in particolare quelli con collegamenti continui del punto medio [1]. L'utilizzo di metà della lunghezza dell'asta può anche essere inadatto quando si considera il controvento in un sistema resistente alla forza sismica (SFRS) che dovrebbe subire grandi deformazioni cicliche e anelastiche. Ad esempio, i controventi a X come parte di telai controventati in modo concentrico (SCBF) dovrebbero utilizzare l'intera lunghezza dell'asta [2].

Esempio

L'esempio in questo articolo presuppone che la lunghezza efficace dei controventi in acciaio a X possa essere presa come metà della lunghezza dell'asta. Per il confronto, vengono presentate due opzioni per definire la lunghezza libera d'inflessione.

Nella scheda Principale della finestra di dialogo Lunghezze libere d'inflessione, l'utente può selezionare le verifiche di instabilità richieste e altri fattori rilevanti (Figura 1).

Nella scheda Vincoli esterni dei nodi e lunghezze libere d'inflessione, è possibile modificare i coefficienti della lunghezza libera d'inflessione K.

La prima opzione è quella di mantenere i controventi a X a tutta lunghezza (Figura 2). L'opzione Coefficienti di lunghezza efficace deve essere utilizzata qui, poiché il nodo centrale per assegnare il vincolo esterno del nodo non esiste. Il coefficiente della lunghezza efficace, K, è impostato su 0,5 per considerare metà della lunghezza dell'asta. Il coefficiente k qui utilizzato è irrilevante per la condizione finale dell'asta.

La seconda opzione è dividere fisicamente le aste in due parti e collegare le quattro aste con un nodo standard all'intersezione (Figura 3). L'aggiunta di un nodo sull'asta non funziona, poiché può essere associato solo a una delle aste del controvento.

I risultati complessivi e i rapporti di verifica sono confrontabili tra i due approcci. Le forme inflesse mostrate di seguito hanno un aspetto leggermente diverso e la forma inflessione effettiva potrebbe cadere da qualche parte nel mezzo. La prima opzione può essere preferita per mantenere basso il numero complessivo di aste e per evitare la condivisione del carico tra i controventi collegati.


Autore

Cisca è responsabile dell'assistenza tecnica ai clienti e dello sviluppo continuo del programma per il mercato nordamericano.

Bibliografia
  1. Istituto americano per le costruzioni in acciaio. (2016) Specifiche per edifici in acciaio strutturale , ANSI/AISC 360-16. Chicago: AISC.
  2. Heath Mitchell, SE PE, Modern Steel Construction, Steel Interchange, gennaio 2013


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