Lunghezza effettiva per l'instabilità torsionale laterale in un puntone allacciato

Se caricato verticalmente, un raggio subisce una compressione nella sua flangia superiore e una tensione nella sua flangia inferiore. La flangia superiore (a compressione) tende a deformarsi verticalmente come una colonna, tuttavia, il nastro impedisce che si verifichi tale instabilità. Ma se c'è abbastanza compressione senza supporto laterale, la flangia e il nastro inizierebbero a allacciarsi orizzontalmente insieme. La flangia inferiore (tensione) limita tale movimento, provocando la rotazione del raggio. Questo fenomeno è noto come instabilità laterale della torsione ( LTB ).

Un puntone allacciato è un puntone costruito composto da due (o talvolta tre travi equidistanti) tra loro uniti da un sistema di lacerazioni diagonali.

A livello globale, un puntone allacciato non è sensibile all'LTB poiché il suo modulo di sezione nella direzione laterale è maggiore di quello nella direzione verticale. Tuttavia, lo stesso non si può dire del singolo componente del fascio che ha costituito il puntone.

Se un puntone da 20m ha lacer distanziati ad intervalli di 1m, quale sarebbe la lunghezza effettiva utilizzata per calcolare LTB per il singolo componente del fascio e perché ?

Solo travi

Innanzitutto, la fibbia torsionale laterale (LTB) è applicabile solo alle travi. Le travi sono membri che vengono caricati in modo da avere un momento. Questo è ciò che mostra la prima immagine. I membri nella seconda immagine non sono travi. Sono puntoni che vengono caricati principalmente assialmente. Stanno tenendo a parte le pareti dello scavo.

Ciò significa che LTB non è una considerazione di controllo per i montanti come immagini. Il resto di questa risposta ha alcune porzioni che sarebbero applicabili sia alle colonne (puntoni) sia alle travi.

Inarcamento torsionale laterale

Come menzionato nella domanda, LTB si verifica quando la flangia di compressione di una trave inizia a ruotare fuori dal piano (fibbia). La deformazione è controllata per LTB di una trave nello stesso modo in cui è controllata in una colonna. È controllato da controventi.

L'allacciatura di due membri insieme fa sì che il membro costruito agisca nel suo insieme. Le proprietà di controllo sono ora le proprietà della sezione combinate anziché le singole proprietà.

I singoli codici potrebbero utilizzare equazioni o metodi diversi per verificare la presenza di LTB, ma la meccanica di base è la stessa. La distanza tra parentesi graffe sull'elemento incorporato è ciò che conta per una determinata sezione.

allacciatura

Nei membri allacciati, l'allacciatura sono le barre più piccole che vanno tra i membri principali. Questo è in genere a zigzag. L'allacciatura è lì per legare i membri insieme per farli agire come uno. Per un singolo membro, l'allacciatura lo rinforza efficacemente in ogni posizione.

Il rinforzo deve essere progettato in modo tale da poter trasferire il taglio da un elemento all'altro. Negli Stati Uniti, i codici richiedono che l'allacciatura sia progettata per circa il 2% del carico assiale nell'elemento di costruzione. AISC e AASHTO hanno limiti sulla spaziatura delle connessioni di allacciatura in base alla deformazione della flangia di compressione dell'elemento tra i punti di allacciatura.

Supponendo che l'allacciatura sia progettata come richiesto, l'elemento incorporato agirà come una sezione e i singoli componenti non dovranno essere analizzati singolarmente.

tonificante

L'allacciatura non è considerata controventatura esterna. Le barre di allacciamento sono un'alternativa efficiente alla fornitura di solide piastre di copertura per creare un elemento incorporato. Il rinforzo è esterno al membro nel suo insieme.

Negli Stati Uniti, AISC distingue tra controvento nodale e controvento relativo . Questi differiscono in quanto il controvento nodale fornisce punti di controvento rigidi che non si muovono, mentre il controvento relativo assicura solo che due punti di controvento non si spostino l'uno rispetto all'altro. Esistono diverse formule che tengono conto del controvento di una colonna utilizzando ciascun tipo di controvento.

Alla tua domanda, i singoli membri saranno rinforzati ad intervalli di 1 metro e, questo sarebbe un controvento relativo. Questa distanza è troppo lontana per essere considerata allacciatura .