Powrót do filmów

113x

004767

Cisca Tjoa, PE

2022-10-21

KB 001875 | AISC 341-22 Wymiarowanie pręta zginającego w RFEM 6

KB|001875

Przedmiot:
AISC 341-22 Wymiarowanie pręta zginającego w RFEM 6

Komentarz:
W rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych dla programu RFEM 6 dostępne są trzy typy ram sprężystych (zwykłe, pośrednie i specjalne). Wyniki obliczeń sejsmicznych zgodnie z AISC 341-22 są podzielone na dwie sekcje: wymagania dotyczące prętów i połączeń.

Opis:
Więcej szczegółów na temat danych wejściowych ''Konfiguracji sejsmicznej'' znajduje się w osobnym artykule, Kb | AISC 341 Obliczenia sejsmiczne w RFEM 6 .

Wymagania prętowe

W programie RFEM dla prętów sejsmicznych (SFRS) dostępne są następujące warunki obliczeniowe. Wymienione rozdziały odnoszą się do przepisów sejsmicznych AISC 341-22 [1].

Ograniczenia szerokości do grubości [przekrój D1.1]
Stężenie belek - Wymagana wytrzymałość i sztywność [Przekrój D1.2a.1(b) dla IMF i D1.2b dla SMF]
Stężenie belek - maksymalny rozstaw [przekrój D1.2a.1(c) dla IMF i D1.2b dla SMF]
Stężenie belek w miejscach przegubów - Wymagana wytrzymałość [sekcja D1.2c.1(b)]
Słup Wymagana wytrzymałość [przekrój D1.4a]
Smukłość słupa dla połączenia niestężonego [Przekrój E3.4c.2b]

Ograniczenia szerokości do grubości dla warunków ciągliwości

Pręty w IMF są oznaczone jako pręty umiarkowanie ciągliwe zgodnie z sekcją E2.5a. Pręty w SMF są oznaczone jako pręty o wysokiej ciągliwości zgodnie z sekcją E3.5a.

'''Kołnierz słupa'''

Pas słupa SMF musi spełniać wymagania przepisów sejsmicznych AISC, sekcja D1.1 [1] dla prętów o wysokiej ciągliwości. Ta forma kontrolna jest pokazana jako EQ 1200 w programie RFEM (zdjęcie 1).

KB 001875 | AISC 341-22 Wymiarowanie pręta zginającego w RFEM 6

Wymaganie dotyczące ciągliwości pasa

'''Środnik słupa'''

Graniczny stosunek szerokości do grubości dla środników z prętów o wysokiej ciągliwości jest określany przy użyciu decydującego przypadku obciążenia dla obciążenia osiowego, zgodnie z opisem w sekcji D1.4a [1]. Decydujący przypadek obciążenia oparty jest na wszystkich kombinacjach obciążeń, w tym tylko grawitacyjnych KO, KO ze standardowym obciążeniem sejsmicznym oraz KO ze standardowym obciążeniem sejsmicznym. Kontrola ta jest pokazana w EQ 1100 w RFEM (zdjęcie 2).

KB 001875 | AISC 341-22 Wymiarowanie pręta zginającego w RFEM 6

Wymaganie dotyczące ciągliwości środnika

Podobnie jak w przypadku słupów, weryfikacja szerokości do grubości jest również przeprowadzana dla belek.

Stężenie belek

Wymagana wytrzymałość i sztywność stężeń są podane w zakładce ''Stężenie według pręta'' w sekcji „Wymagania sejsmiczne” (rysunek 3). Wartości te można porównać z obliczoną dostępną wytrzymałością i sztywnością podczas wymiarowania prętów stężających stanowiących ramy dla belki. Brak dostępnych szczegółów warunku projektowego (tylko odniesienia).

KB 001875 | AISC 341-22 Wymiarowanie pręta zginającego w RFEM 6

Stężenie według prętów

Dla wymaganych wytrzymałości podano dwie różne wartości. Pierwsza wartość, P-br, może być stosowana dla stężeń stabilizujących, które znajdują się poza położeniem przegubu plastycznego. P-br jest zdefiniowane w równaniu A-6-7 w załączniku 6 do AISC 360 [3]:

P_{br} = 0.02 \cdot (\frac{M_{r} \cdot C_{d}}{h_{o}})

P_br	Wymagana wytrzymałość stężenia nośnego belki
M_r	Wymagana wytrzymałość belki na zginanie. M_r = R_y F_y Z/ α_s [AISC 341 Równanie D1-1]
C_d	Współczynnik podwójnej krzywizny = 1.0 [AISC 341 Section D1.2a(b)]
h_o	Odległość między środkiem ciężkości pasa h_o = d - t_f

Stężenie belek (wytrzymałość wymagana)

Druga, większa wartość, Pr, jest przeznaczona dla stężeń stabilizujących w miejscu przegubu plastycznego. Jest ona zdefiniowana w równaniu D1-4 normy AISC 341 [1]:

P_{r} = 0.06 \cdot R_{y} \cdot F_{y} \cdot Z / (α_{s} \cdot h_{o})

P_r	Wymagana wytrzymałość stężenia nośnego belki w miejscu przegubu plastycznego
R_y	Stosunek oczekiwanej granicy plastyczności do określonej minimalnej granicy plastyczności
F_y	Zadana minimalna granica plastyczności
Z	Wskaźnik oporu plastycznego przekroju (lub połączenia) w miejscu przegubu plastycznego
α_s	Współczynnik dostosowania poziomu siły LRFD-ASD = 1,0 dla LRFD i 1,5 dla ASD
h_o	Odległość między środkiem ciężkości pasa

Stężenie belek (wytrzymałość wymagana na przegubie plastycznym)

Wymagana sztywność β-br jest zdefiniowana w równaniu A-6-8 w dodatku 6:

β_{br} = \frac{1}{Φ} \cdot (\frac{10 \cdot M_{r} \cdot C_{d}}{L_{br} \cdot h_{o}}) (LRFD)

β_{br} = Ω \cdot (\frac{10 \cdot M_{r} \cdot C_{d}}{L_{br} \cdot h_{o}}) (ASD)

[CRASHREASON.DESCRIPTION]	Wysokość efektywna
[CRASHREASON.DESCRIPTION]	Efektywna wysokość statyczna
[CRASHREASON.DESCRIPTION]	Efektywna wysokość statyczna
f_y	Granica plastyczności stali zbrojeniowej
[CRASHREASON.DESCRIPTION]	Efektywna wysokość statyczna

Stężenie belek (sztywność wymagana)

Maksymalny rozstaw stężeń musi spełniać wymagania AISC 341-22, sekcja D1.2a.1(c) dla IMF i sekcja D1.2b dla SMF.

L_{br} = \frac{0.17 \cdot r_{y} \cdot E}{R_{y} \cdot F_{y}} for IMF

L_{br} = \frac{0.086 \cdot r_{y} \cdot E}{R_{y} \cdot F_{y}} for SMF

L_br	Maksymalny rozstaw stężeń belki nośnej
r_y	Promień bezwładności względem słabej osi
E	Moduł sprężystości
R_y	Stosunek oczekiwanej granicy plastyczności do określonej minimalnej granicy plastyczności
F_y	Zadana minimalna granica plastyczności

Stężenie belek (maksymalny rozstaw)

Warunek projektowy dla maksymalnego rozstawu jest przedstawiony wraz z innymi wymaganiami dotyczącymi prętów w sekcji „Stopnie wykorzystania prętów”. Szczegóły warunku projektowego pokazano w EQ 2100 (rysunek 4). Długość stężona Lb jest zadaną długością efektywną dla zwichrzenia (LTB).

KB 001875 | AISC 341-22 Wymiarowanie pręta zginającego w RFEM 6

Maksymalny rozstaw belek nośnych

Wymagana wytrzymałość dla słupa

Wszystkie słupy stanowiące część systemu SFRS (sejsmiczne siły przenoszące obciążenia) muszą być projektowane na obciążenia z uwagi na rezerwę nośności. W wielu przypadkach zwiększona siła osiowa nie musi być łączona z występującymi jednocześnie momentami zginającymi. Opcja pomijania wszystkich momentów zginających, ścinania i skręcania w słupach dla stanu granicznego rezerwy nośności jest domyślnie aktywowana. Opcję tę można wyłączyć w ''Konfiguracji sejsmicznej''.

W przypadku standardowych kombinacji obciążeń bez rezerwy nośności wynikającej z wpływu obciążenia sejsmicznego, połączone obciążenie jest sprawdzane zgodnie z AISC 360-22, rozdział H.

W przypadku kombinacji obciążeń z obciążeniem sejsmicznym nadmiernej nośności rozdziały F i H nie są zaznaczone, jeżeli aktywna jest opcja pominięcia wszystkich momentów zginających, ścinania i skręcania w kolumnach dla stanu granicznego rezerwy nośności.
W przykładzie 4.3.2 w instrukcji sejsmicznej [2], należy uwzględnić przypadek kontrolny z obu kombinacji obciążeń, standardowego i rezerwowego.

Momenty zginające od obciążenia przyłożonego pomiędzy punktami podpory bocznej mogą przyczyniać się do wyboczenia słupa. Z tego względu należy je uwzględniać jednocześnie z obciążeniami osiowymi poprzez dezaktywację opcji pomijania momentów.

KB 001875 | AISC 341-22 Wymiarowanie pręta zginającego w RFEM 6

Wymagana wytrzymałość słupa

Smukłość dla słupa dla połączenia niestężonego

W przypadku słupów wykonanych z SMF bez stężeń w połączeniu, możliwość wystąpienia wyboczenia z płaszczyzny w miejscu połączenia powinna wynosić min....

KB 001875

;