Требования к стержням были пояснены в отдельной статье КБ | Расчет стержней, устойчивых к моменту, по норме AISC 341-16 в программе RFEM 6 .
Более подробная информация о вводе сейсмической конфигурации представлена в статье КБ | Сейсмический расчёт по AISC 341 в программе RFEM 6 .
Требования к соединениям
«Сейсмические требования» включают в себя требуемую прочность на изгиб и требуемую прочность на сдвиг соединения балка-колонна. Они перечислены во вкладке соединение рам, нагруженных моментом, по стержням". Для прочности соединения подробности расчета недоступны. Тем не менее, указаны уравнения и ссылки на нормы. Используемые обозначения и определения представлены в таблице ниже (рисунок 1).
Руководство по сейсмическому расчету AISC - Пример 4.3.7 Расчет соединения поясного листа на болтах (BFP) SMF
Для упрощения модель в RFEM состоит только из каркаса, а не целого здания, как в примере AISC (рисунок 2). Нагрузка от собственного веса балки = 1,15 тыс. фунто-футов.
Нумерация шагов в данном примере соответствует пошаговой процедуре расчета, описанной в AISC 358-16, раздел 7.6 [3].
Шаг 1. Вычислить правдоподобный максимальный момент в месте расположения пластического шарнира, Mpr
| yM5 | Частичный коэффициент надежности |
| Mop, i, Rd | Расчетное значение моментного сопротивления соединения на изгиб из плоскости конструктивной системы для конструктивного элемента i |
| ν | Кинематическая вязкость |
| d | Постоянная |
| ωd | угловая частота |
Шаги с 2 по 5 содержат требования к болтам и не относятся к аддону Расчёт стальных конструкций.
Шаг 6. Вычислить поперечные силы в месте расположения пластического шарнира балки, Vpr + Vg
| Vpr |
Сдвиг, необходимый для создания максимально вероятного момента на пластиковом шарнире Vпр = 2Мпр/лч
|
| Vg |
Сдвиг от гравитационных нагрузок в месте расположения пластикового шарнира Vg = wu Lh/2
|
| Mpr | Вероятный максимальный момент в месте расположения пластиковой петли |
| p10 | Максимальное избыточное давление при дистанционном взрыве (Kinney & Graham) [кПа] |
| Z | Масштабированное расстояние [м/к 1/3] для Z > 2,8 |
Шаг 7. Определить момент, ожидаемый на кромке полки колонны, Mf
| α | Коэффициент формы |
| td | Длительность воздействия положительного давления |
| cr- | Коэффициент отражения для отрицательного давления |
| t~d | Виртуальная длительность воздействия положительного давления |
| B | Интегрированная площадь |
В приведенном выше уравнении не учитывается нагрузка от собственного веса небольшой части балки между пластическим шарниром и лицевой гранью колонны (1,15 тыс. фунто-футов*1,875 фута = 2,16 тыс. фунтов*22,5 дюйма = 48,6 тыс. дюймов). Это значение может быть применено [3].
Шаг 14. Определить требуемую прочность на сдвиг на лицевой грани колонны Vu
Требуемая прочность на сдвиг на лицевой грани колонны используется для расчета соединения на сдвиг стенки балки с колонной (одно-плитное соединение).
| pr0(t) | Модель нагрузки для полной диаграммы зависимости отраженного давления от времени |
| p4(t) | Экспоненциальная функция нагрузки (по Фридлендеру) |
| y | Senkrechter Abstand der z-Achse zum Element dA |
| Fy | предел текучести |
| MC | Абсолютное значение момента в точке трех четвертей незакрепленного сегмента |
Для более точного расчета приведенные вычисления учитывают Vg на лицевой грани колонны, а не на центральной линии (как показано в примере из AISC [2])). Небольшое различие видно на диаграммах сдвига (рисунок 3).
Значения, полученные по приведенным выше формулам, можно сравнить с результатом, полученным в RFEM а разделе «сейсмические требования» (рисунок 1). Небольшие неточности вызваны округлением. Результат можно включить в протокол результатов (рисунок 4).
Подробная методика расчета болтов, плит полок, одиночных пластин, соединительных пластин и накладных листов не является частью данного расчета. Поэтому в нашу статью не включены шаги этих расчетов.
Также здесь приведены требования к моменту и сдвигу, основанные на самом неблагоприятном случае сочетания нагрузок сверхпрочности, ΩoM и ΩoV. При расчете типичных рам с моментом (OMF), потенциальные ограничивающие аспекты у прочности соединения включают в себя сейсмическую нагрузку сверхпрочности [AISC Seismic Design Manual, п. 4.2(b)].
