Teräksen jäsenten leikkaus- ja taivutusvahvuuksien laskeminen on olennaista rakenteellisen turvallisuuden ja suunnittelustandardien noudattamisen varmistamiseksi. American Institute of Steel Construction (AISC) tarjoaa tarkat tiedot ja kaavat näiden vahvuuksien määrittämiseksi. Tässä artikkelissa kuvataan näihin laskelmiin liittyvät keskeiset vaiheet ASC-ohjeiden perusteella.

Leikkausvoimalaskelma

Teräskappaleen leikkauslujuus määräytyy pääasiassa sen poikkileikkauksen ominaisuuksien ja materiaalituoton lujuuden perusteella. ASC:n mukaan nimellisen leikkauslujuus (Vn) voidaan laskea kaavalla:

]V[]n = 0,6 × Fy[ × Av[]

jossa

  • ]F[y[ = teräksen tuottolujuus
  • [LUOTTA:0]]A[[LUT:1]]v[[LTT:2]]
    • = shear area of the member

Huomioidussa leikkauskapasiteetissa otetaan huomioon ASC-standardeissa määritellyt turvallisuustekijät ja kuormitusyhdistelmät.

Taivutuslujuuslaskelma

Taivutuslujuus määritetään poikkileikkauksen momentin tilavuuden mukaan. Nimellisjousituslujuus (φMn) lasketaan käyttämällä poikkileikkauksen kimmoketta (S) ja teräksen tuottolujuus:

]φM[n = φ × Fy[ × S]

jossa

  • φ = resistenssikerroin (tyypillisesti 0,9)
  • ]S = jaksomoduuli

Osakimmokerroin riippuu teräsosan muodosta ja mitoista. Laskelmissa on oltava turvatekijät ja kuormitusyhdistykset ASC-eritelmien mukaisesti.

Yhteenveto laskentavaiheista

  • Määritetään teräksen tuottolujuus (Fy).
  • Lasketaan leikkauspinta-ala (Av) ja osamoduuli (S).
  • Käytä kaavoja leikkaus ja taivutus vahvuuksia.
  • Sisällytä turvallisuustekijät ja kuormitusyhdistelmät ASC-standardeihin.