Eignungsprüfungen von seismischen vorqualifizierten Verbindungen nach AISC

Die Ergebnisse der Nachweise werden in einer neuen Tabelle im Bericht aufgeführt, die alle notwendigen Informationen enthält, um nachzuweisen, dass die Anforderungen der vorqualifizierten Verbindungsentwürfe des Norms ANSI/AISC 358-16 erfüllt worden sind.

Die Überprüfung der Normanforderungen erfolgt in Echtzeit. Kurze Hinweise, die direkt in dem 3D-Fenster angezeigt werden, helfen dem Anwender, die Verbindung effizienter und zeitsparender zu gestalten.

Diese neue Funktion ist als Kontrolle des Vorqualifikationsumfangs für alle Ingenieure gedacht, die Bemessung nach den AISC-Normen für seismische Situationen durchführen.

Theoretischer Hintergrund

Die Norm ANSI/AISC 358-16 spezifiziert den Design, die Detaillierung, die Herstellung und die Qualitätskriterien für Verbindungen, die in Übereinstimmung mit den AISC Seismic Provisions for Structural Steel Buildings (im Folgenden als AISC Seismic Provisions bezeichnet) für die Verwendung mit Special Moment Frames (SMF) und Intermediate Moment Frames (IMF) präqualifiziert sind. Die in dieser Norm enthaltenen Verbindungen sind nur dann für die Erfüllung der Anforderungen der AISC Seismic Provisions präqualifiziert, wenn sie in Übereinstimmung mit den Anforderungen dieser Norm entworfen und ausgeführt werden.

Einstellung

Es gibt ein neues Feld, in dem es notwendig ist, den Analysetyp auf Kapazitätsbemessung einzustellen und die Option für die vorqualifizierte Verbindung zu aktivieren.

Danach ist es möglich, das System und den Verbindungstyp gemäß dem Code ANSI/AISC 358-16 auszuwählen. Es gibt zwei mögliche Systeme, Special Moment Frame (SMF) und Intermediate Moment Frame (IMF)

Die in die Connection-App aufgenommenen Verbindungstypen wurden auf Basis ihrer Einsatzhäufigkeit und Verwendbarkeit für die Analyse in der Connection-App ausgewählt. Eine Liste davon ist in der folgenden Abbildung zu sehen.

Im Verbindungsassistent werden Vorlagen für die seismische Bemessung vorgeschlagen. Der Anwender kann einen einseitigen oder zweiseitigen Träger wählen, der mit der Stütze verbunden ist. Alle diese Beispiele sind standardmäßig auf den richtigen Anschlusstyp eingestellt und werden mit den entsprechenden Lasteinwirkungen eingerichtet.

Anwendung

Dem Anwender wird immer ein Hinweis hinsichtlich des Designs des vorqualifizierten Anschlusses angezeigt.

Wenn das Design der vorqualifizierten Anschlusses den Anforderungen der Norm entspricht, wird eine grüne OK-Meldung angezeigt.

Wenn eine der Anforderungen nicht erfüllt ist, wird der Status der Meldung in eine Warnung mit gelbem Ausrufezeichen geändert und eine kurze Erklärung mit den spezifischen Einschränkungen angezeigt. Diese Meldung bietet eine sofortige Reaktion auf die Aktion des Anwenders sowie einen spezifischen Wert, den korrigiert werden muss.

Die meisten der kontrollierten Werte beziehen sich auf IDEA StatiCa Fertigungsoperationen. Wenn das Modell nur aus einfachen Elementen besteht, wie z.B. einem Steifenblech, einem Schraubenraster, usw., kann eine allgemeine Meldung erscheinen, die den Benutzer anweist, stattdessen die IDEA StatiCa Operationen zu verwenden.

Die Ergebnisse der Analyse des Anschlusses werden in dem Bericht präsentiert. Es gibt eine neue Tabelle, in der alle durchgeführten Prüfungen aufgeführt sind. Jede Prüfung enthält Informationen über das Element, den aktuellen Wert und die geforderte Wertgrenze, einen Verweis auf das Kapitel der Norm und den Status der Prüfung.

Das verwendete System und der Verbindungstyp werden ebenfalls angegeben.

Geprüfte Anforderungen

Es werden verbindungsartspezifische Prüfungen und allgemeine Prüfungen, die sich nicht auf eine bestimmte Verbindungsart beziehen, angeboten.

Allgemeine Prüfungen

Eine Kontrolle der Grenzwerte für das Verhältnis von Breite zu Dicke wird gemäß AISC 341-16 (Kapitel D.1.1b und Tabelle D1.1) durchgeführt. Die geforderte minimale Schlankheit des Flansches und des Stegs des Querschnitts wird überprüft.

Es wird eine Prüfung des Querschnittstyps des Bauteils gemäß ANSI/AISC 358-16: Kapitel 2.3 durchgeführt. Die Querschnittstypen, die für die vorqualifizierte Bemessung verwendet werden, sind gemäß der Norm begrenzt. In der Connection App werden die Einschränkungen der unterstützten Querschnitte für den vorqualifizierten Anschlussentwurf verwendet.

Querschnittstypen für Träger:

Querschnittstypen für Stützen:

Verbindungselemente werden gemäß ANSI/AISC 358-16 (Kapitel 4.1) geprüft. Es gibt eine Liste von Schraubverbindungen, die für vorqualifizierte Verbindungen geeignet sind.

Die Schutzzonen werden gemäß ANSI/AISC 341-16 (Kapitel D1.3) geprüft.

Die Geometrie der Durchlaufplatten wird gemäß AISC 341-16 (Kapitel E2.6f.2 und Kapitel E3.6f.2) geprüft. 

Die Geometrie der Aufdopplungsplatten wird gemäß AISC 341-16 (Kapitel E3.6e) geprüft.

Spezifische Prüfungen

Reduzierter Trägerquerschnitt (RBS)

Diese Verbindungsart wird gemäß Kapitel 5 der Norm ANSI/AISC 358-16 geprüft. Die folgenden Prüfungen sind vorgesehen:

• Prüfung der Begrenzungen für Träger gemäß Kapitel 5.3.2.
• Prüfung der Begrenzungen für Stützen gemäß Kapitel 5.3.2.
• Prüfung der Begrenzungen für Schweißnähte zwischen Trägerflansch und Stütze gemäß Kapitel 5.5 und eine entsprechende Prüfung der Schweißnahtöffnung gemäß AISC 360-16: Kapitel J1.6.
• Prüfung der Begrenzungen für Schweißnähte zwischen Trägersteg und Stütze gemäß Kapitel 5.6.
• Prüfung der Geometrie des RBS gemäß Kapitel 5.8 Schritt 1.

Die Schubtragfähigkeit nach Kapitel 5.6 (1) und die Schweißnaht des Fahnenblechs nach Kapitel 5.6 (2) sind nicht Bestandteil des Nachweises in Connection App.

Für die Vorbemessung der Schweißnahtöffnung, die im Trägersteg gemäß dem AISC Seismic Design Manual - Tabelle 1-1 durchgeführt wird, wurde ein neues Feature vorbereitet. Dieses Feature kann verwendet werden, um die optimale Geometrie der Schweißnahtöffnung zu definieren, die die Anforderungen der Norm erfüllt.

Geschraubte unversteifte/versteifte überstehende Stirnplatte (BUEEP – 4E / BSEEP – 4ES / BSEEP – 8ES)

Diese Verbindungsart wird gemäß Kapitel 6 der Norm ANSI/AISC 358-16 geprüft. Die folgenden Prüfungen sind vorgesehen:

• Prüfung der Begrenzungen für Träger gemäß Kapitel 6.3.1.
• Prüfung der Begrenzungen für Stützen gemäß Kapitel 6.3.2.
• Prüfung der Begrenzungen der Verbindungsdetails gemäß Kapitel 6.7 und Tabelle 6.1. Dieser Nachweis beinhaltet eine Prüfung der Schrauben- und Stirnplattengeometrie, bei Versteifungen auch der Versteifung der Stirnplatte.

Die "finger shims" werden in der Fertigungsoperation nicht unterstützt und sind nicht Bestandteil des Nachweises in Connection App. Auch der Nachweis der Schweißnähte für die volle Festigkeit des Trägerstegs unter Zug, gemäß Kapitel 6.7.6 (3), ist nicht Bestandteil des Nachweises in Connection App.

Geschraubte Flanschplatte (BFP)

Diese Verbindungsart wird gemäß Kapitel 7 der Norm ANSI/AISC 358-16 geprüft. Die folgenden Prüfungen sind vorgesehen:

• Prüfung der Begrenzungen für Träger gemäß Kapitel 7.3.1.
• Prüfung der Begrenzungen für Stützen gemäß Kapitel 7.3.2.
• Prüfung der Begrenzungen der Verbindungsdetails gemäß Kapitel 7.5. Dieser Nachweis beinhaltet eine Prüfung des Materials der Platte, der Schweißnähte sowie der Qualität und des Durchmessers der Schrauben.

Geschweißter unverstärkter Flansch - geschweißter Steg

Diese Verbindungsart wird gemäß Kapitel 8 der Norm ANSI/AISC 358-16 geprüft. Die folgenden Prüfungen sind vorgesehen:

• Prüfung der Begrenzungen für Träger gemäß Kapitel 8.3.1.
• Prüfung der Begrenzungen für Stützen gemäß Kapitel 8.3.2.
• Prüfungen der Begrenzungen für Schweißnähte zwischen Trägerflansch und Stütze gemäß Kapitel 8.5. und eine entsprechende Prüfung der Schweißnahtöffnung gemäß AWS D1.8/D1.8M: Kapitel 6.11.1.2.
• Prüfung der Begrenzungen für Schweißnähte zwischen Trägersteg und Stütze gemäß Kapitel 8.6.

Die Schweißnaht der Einzelplatte an der Stütze gemäß Kapitel 5.6 (2) ist nicht Bestandteil des Nachweises in Connection App.

Für die Vorbemessung der Schweißnahtöffnung, die gemäß AWS D1.8/D1.8M: Kapitel 6.11.1.2 im Trägersteg durchgeführt wird, wurde ein neues Feature vorbereitet. Dieses Feature kann verwendet werden, um die optimale Geometrie der Schweißnahtöffnung zu definieren, die die Anforderungen der Norm erfüllt.

Doppel-T

Diese Verbindungsart wird gemäß Kapitel 13 des Codes ANSI/AISC 358-16 geprüft. Die folgenden Prüfungen sind vorgesehen:

• Prüfung der Begrenzungen für Träger gemäß Kapitel 13.3.1.
• Prüfung der Begrenzungen für Stützen gemäß Kapitel 13.3.2.
• Prüfung der Begrenzungen der Verbindungsdetails gemäß Kapitel 13.5. Diese Prüfung beinhaltet eine Kontrolle der Durchlaufplatten, als auch der Geometrie und der Güte von den Schweißnähten und Schrauben.

Verfügbar in Enhanced Edition von IDEA StatiCa Steel.