ANSI / AISC 360-16 - Staaltoetsing

XFEM4U heeft een volledig geïntegreerde ANSI/AISC 360-16 staaltoetsingsmodule, met toetsings- en ontwerpregels volgens de nieuwste Amerikaanse normen.

Alle toetsingen zijn gebaseerd op de Direct Analysis Method of Design volgens AISC 360-16 art. C1.1, met Design for Strength Using Load and Resistance Factor Design (LRFD).

De toegepaste direct analysis method is gebaseerd op een elastische tweede-orde berekening met alleen P-Δ. Imperfecties (initiële scheefstanden) worden automatisch in rekening gebracht bij het berekenen van de belastingcombinaties.

Dit is een zeer nauwkeurige rekenwijze en is toepasbaar voor elk type raamwerk, zowel geschoord als ongeschoord. Er hoeft ook niet meer te worden gerekend met foutgevoelige kniklengtes: de geometrisch niet-lineaire krachtsverdeling (tweede-orde berekening) verzorgt de toetsing op globale knikstabiliteit.

Hoe de staaltoetsing volgens ANSI/AISC 360-16 is geïmplementeerd

• P-Delta (P-Δ) wordt meegenomen in de elastische tweede-orde berekening.
• P-delta (P-δ), het tweede-orde effect dat samenhangt met de kromming van de staaf, wordt niet meegenomen.

Volgens AISC 360-16 art. C2.1 (b) kan, omdat de berekening een tweede-orde berekening met alleen P-Δ is, aan de eis om P-δ-effecten in de toetsing van individuele staven mee te nemen worden voldaan door de B1-factor uit Appendix 8 toe te passen op de optredende buigsterkte van de staaf. Alle buigende momenten in staven die op druk en buiging worden belast, worden automatisch met B1 vermenigvuldigd volgens formule (A-8-1) en (A-8-3) in Appendix 8.2.

Dat betekent dat de individuele stabiliteit van de staven moet worden getoetst volgens hoofdstuk E, waarbij de kniklengte gelijk mag worden gesteld aan de systeemlengte (K = 1,00) volgens AISC 360-16 art. C3, Calculation of Available Strengths. Door toepassing van een geometrisch niet-lineaire krachtsverdeling zijn de momenten en krachten uiteraard al inclusief alle tweede-orde effecten.

In XFEM4U worden de algemene initiële scheefstanden automatisch in rekening gebracht, door deze imperfecties rechtstreeks in de berekening te modelleren zoals voorgeschreven in AISC 360-16 art. C2.2a, Direct Modeling of Imperfections. De standaard scheefstandverhouding is 1/500.

Voordelen van deze aanpak

• Er hoeft niet meer te worden gerekend met foutgevoelige kniklengten. Kniklengten worden niet in alle gevallen goed berekend en zijn zeker niet belastingonafhankelijk.
• Er hoeft geen keuze gemaakt te worden voor het type raamwerk, geschoord of ongeschoord. Wanneer het raamwerk gevoelig is voor tweede orde volgt dat direct uit de krachtsverdeling.
• Doordat algemene initiële scheefstanden op het raamwerk worden aangebracht, verloopt het rekenproces (de iteratie) ook goed bij een symmetrische constructie met een symmetrische belasting.
• Naastgelegen belastingen kunnen eenvoudig in rekening worden gebracht.
• Kipstabiliteit wordt eveneens meegenomen in de stabiliteitstoetsing volgens hoofdstuk H.

Zie ook

De Eurocode-tegenhanger van deze aanpak staat beschreven in Knik.