Capaciteitsontwerp (AISC)
Capaciteitsontwerp is een onderdeel van de seismische normtoetsing en zorgt ervoor dat de verbinding voldoende vervormingscapaciteit heeft.
Het doel van capaciteitsontwerp is te bevestigen dat een gebouw gecontroleerd ductiel gedrag vertoont om instorting bij een maatgevende aardbeving te voorkomen. Er wordt verwacht dat een plastische scharnier optreedt in het dissiperende element, en alle niet-dissiperende elementen van de verbinding moeten de krachten als gevolg van vloeien in het dissiperende element veilig kunnen overdragen. Het dissiperende element is doorgaans een ligger in een momentvast raamwerk, maar het kan ook bijvoorbeeld een kopplaat zijn. De veiligheidsfactor wordt niet toegepast op dissiperende elementen. Twee factoren worden toegewezen aan de vloeigrens van het dissiperende element:
- Ry – verhouding van de waarschijnlijke tot de minimale vloeigrens – AISC 341-16 – Table A3.1; bewerkbaar in materialen
- \( C_{pr}=\frac{F_y+F_u}{2\bullet F_y} \le 1.2 \) – rek-verhardingsfactor
De treksterkte van het dissiperende element wordt verhoogd met factor Rt – verhouding van de waarschijnlijke tot de minimale treksterkte – AISC 341-16 – Table A3.1; bewerkbaar in materialen
Het materiaaldiagram wordt aangepast volgens de volgende figuur:
De verhoogde sterkte van het dissiperende element maakt het mogelijk belastingen in te voeren die ervoor zorgen dat de plastische scharnier optreedt in het dissiperende element. In het geval van een momentvast raamwerk met de ligger als dissiperend element, dient de ligger belast te worden met My = CprRyFyZpl,y en de bijbehorende dwarskracht Vz = –2 My / Lh, waarbij:
- Fy – karakteristieke vloeigrens
- Zpl,y – plastisch weerstandsmoment
- Lh – afstand tussen plastische scharnieren op de ligger
In het geval van een asymmetrische verbinding dient de ligger belast te worden met zowel positieve als negatieve buigmomenten en de bijbehorende dwarskrachten.
De platen van dissiperende elementen worden uitgesloten van de normtoetsing.