Przedmiot:
"Projektowanie blachownic zgodnie z AISC 360-22 w RFEM 6
Komentarz:
Blachownica to ekonomiczny wybór w przypadku konstrukcji o dużych rozpiętościach. Blachownica o przekroju dwuteowym ma zazwyczaj głęboki środnik, aby zmaksymalizować jego nośność na ścinanie i rozstaw pasów, oraz cienki środnik, aby zminimalizować ciężar własny. Ze względu na duży stosunek wysokości do grubości (h/tw) konieczne może być zastosowanie usztywnień poprzecznych w celu usztywnienia smukłości środnika.
Opis:
W programie RFEM 6, opcja Usztywnienia poprzeczne pręta może być wykorzystana do dodania wymaganych usztywnień wzdłuż długości pręta. Zwiększoną wytrzymałość elementu usztywniającego na ścinanie można uwzględnić w rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych.
AISC Przekrój G2 'Pręty dwuteowe i ceowniki'[1] podzielony jest na cztery sekcje:
- G2.1 Wytrzymałość na ścinanie środników bez oddziaływania pola rozciąganego
- G2.2 Wytrzymałość na ścinanie wewnętrznych paneli usztywniających z a/h ≤ 3 z uwzględnieniem oddziaływania pola rozciąganego
- G2.3 Wytrzymałość na ścinanie końcowych paneli środnika z a/h ≤ 3 z uwzględnieniem oddziaływania pola rozciąganego
- G2.4 Usztywnienia poprzeczne
Co to jest oddziaływanie pola rozciąganego?
Oddziaływanie pola rozciąganego (TFA) jest zjawiskiem, w którym środnik blachownicy posiada znaczną wytrzymałość na wyboczenie słupkowe. W stanie postbocznym, środnik może wytrzymać przyłożone obciążenie rozciągane.
W poprzednich wydaniach AISC oddziaływanie rozciągane w przypadku paneli usztywniających typu '''wnętrze''' mogło być uwzględniane tylko wtedy, gdy a/h nie przekracza 3,0 gdzie ''a'' jest odległością w świetle między usztywnieniami a ''h' ' jest odległością w świetle między pasami.
W edycji AISC 2022 częściowe oddziaływanie pola rozciąganego może być również uwzględnione dla paneli środnikowych typu '''koniec'''. Na podstawie najnowszych wyników badań i symulacji metodą elementów skończonych można stwierdzić, że oddziaływanie pola rozciąganego może być wywołane powstaniem przegubów plastycznych w pasach i elementach usztywniających (komentarz AISC).
Przykład
W celu porównania wytrzymałości na ścinanie uzyskanej z modelu RFEM, przedstawiono przykłady G.8A i G.8B z AISC 2022 Obliczenia [2]. Dźwigar ma 56 m długości, 1,0 m głębokości, grubość 1,5 cala x szerokie pasy 16 m oraz grubość środnika 5/16 cala. Pas ściskany jest usztywniony w sposób ciągły, co sugeruje, że kontrola zwichrzenia (LTB) może zostać wyłączona w programie.
Dźwigar złożony można utworzyć przy użyciu typów wytwarzania 'Parametryczny - cienkościenny' i 'Spawany'.
1) Sprawdź, czy usztywnienia poprzeczne są wymagane zgodnie z AISC sekcja G2.4
Usztywnienia poprzeczne nie są wymagane, jeżeli spełniony jest „jeden“ z poniższych warunków.
- h/tw jest mniejsze niż 2,54 √(E/Fy)
33,0 in/0,3125 in = 105,6 to więcej niż 2,54*√(29 000 ksi/50 ksi) = 61,2
- Wymagana wytrzymałość na ścinanie jest mniejsza niż dostępna wytrzymałość.
Jak pokazano w warunku projektowym GG6100, wymagana wytrzymałość na ścinanie (210,0 kips) jest większa niż dostępna wytrzymałość na ścinanie (176,1 kips).
- Ponieważ nie jest spełniony żaden z powyższych warunków, wymagane są usztywnienia poprzeczne.
2) Wyznacz rozstaw usztywnień
W przypadku materiału 50 ksi, tabele 3-17a, 3-17b i 3-17c w AISC Steel Construction Manual [3] są pomocne w określaniu wymaganego rozstawu usztywnień na podstawie stosunku h/tw i wymaganego naprężenia. Alternatywnie, do określenia odległości można zastosować metodę iteracyjną (prób i błędów).
W tym przykładzie jako panel czołowy zastosowano rozstaw 42. Wymaganą wytrzymałość na ścinanie w tym miejscu można łatwo określić za pomocą narzędzia 'Wykres wyników dla wybranego pręta'. Na końcu pierwszego panelu V<sub>z</sub> 183,7 k<sub>z</sub> przekracza dostępną wytrzymałość = 176,1 kilos</sub>. Z tego względu dodawane są również dodatkowe elementy usztywniające w rozstawie 90 stopni. Trzeci panel nie jest wymagany, ponieważ V = 127,5 kN jest mniejsze niż 176,1 kN.
3) Dodano 'Usztywnienia poprzeczne pręta' w sekcji 'Typy dla prętów' w programie RFEM
Dostępnych jest kilka typów usztywnień. W tym przykładzie na początku i na końcu pręta została użyta „Blacha końcowa”. „Płaskie” jest używane dla usztywnień pośrednich. Dla każdego usztywnienia określa się położenie, materiał i rozmiar.
Opcja 'Uwzględnij usztywnienie' jest dostępna od momentu aktywacji rozszerzenia Projektowanie konstrukcji stalowych. Opcję tę można włączać i wyłączać, aby uwzględnić wpływ poszczególnych usztywnień na obliczenia.
W przypadku opcji 'Blacha czołowa' usztywnienie można uznać za 'Niesztywne' lub 'Sztywne'. 'Niesztywna' jest wybrana w przypadku, gdy uwzględnione jest częściowe oddziaływanie pola rozciągające zgodnie z sekcją G2.3 dla panelu czołowego. W przypadku wybrania opcji 'Sztywny' panel końcowy obliczany jest zgodnie z sekcją G2.2 (jako panel wewnętrzny). Usztywnienie "sztywne" w programie RFEM jest pomyślane jako model z "ukrytym" nawisem za pomocą dwóch umieszczonych blisko siebie elementów usztywniających.
Sprężyna deplanacyjna jest obliczana automatycznie. Nie jest on jednak uwzględniany w analizie bez
Skręcanie skrępowane (7 stopni swobody)
rozszerzenie. Usztywnienia poprzeczne nie mają wpływu na sztywność podczas obliczania wit ...