Im Hochbau, Die Stärke und Stabilität von Verbindungen sind für die Gesamtleistung einer Struktur von größter Bedeutung. Ein kritischer Aspekt des Verbindungsdesigns ist die Säulenspleißverbindung, wo die Verbindung zweier Säulen ein zentraler Punkt ist. Um die Integrität solcher Verbindungen sicherzustellen, Ingenieure können sich an das American Institute of Steel Construction wenden (AISC) 360-16 Spezifikation. jedoch, mit dem Fortschritt der Technologie, Verbindungsdesign-Software wie SkyCiv bietet eine benutzerfreundliche Alternative, die den Prozess vereinfacht und sich nicht nur als effektiv, sondern auch als kosteneffizient erweist.
Die Berechnungen hinter Säulenspleißverbindungen
Calculating the capacity of a column splice connection can be a complex task. jedoch, AISC 360-16 bietet Ingenieuren einen umfassenden Leitfaden, der die komplizierten Berechnungen in überschaubare Schritte unterteilt. Diese Spezifikation beschreibt die Verfahren zur Bestimmung der axialen Tragfähigkeit, Momentkapazität, und Scherkapazität einer Säulenspleißverbindung.
Während manuelle Berechnungen ein Markenzeichen traditioneller Ingenieurspraktiken sind, Das digitale Zeitalter hat neue Werkzeuge hervorgebracht, die den Designprozess erheblich beschleunigen können. This is where connection design software like SkyCiv comes into play. SkyCiv’s intuitive interface allows engineers to input column information, plate sizes, bolt specifications, and loading conditions with ease. With SkyCiv’s column splice calculator, designing column splice connections becomes a streamlined process that empowers engineers to focus on the design itself rather than the calculations.
SkyCiv: A Game-Changer in Connection Design
What sets SkyCiv apart from its competitors is not just its user-friendly interface, but also its affordability. In a world where engineering software costs can add up quickly, SkyCiv offers a cost-effective solution that doesn’t compromise on quality. Whether you’re a seasoned professional or a budding engineer, SkyCiv’s pricing model ensures that connection design becomes accessible to all.
Bolting or Welding: Choosing the Right Connection Method
When it comes to column splice connections, Die Wahl zwischen Schrauben und Schweißen kann erhebliche Auswirkungen auf die Konstruktion haben. Obwohl beide Methoden ihre Vorzüge haben, Aufgrund ihrer Vielseitigkeit und einfachen Implementierung ist die Verschraubung die am häufigsten bevorzugte Option. Bolzen bieten den Vorteil, dass sie verstellbar und austauschbar sind, Dies ist in Szenarien, in denen Anpassungen oder Modifikationen erforderlich sein könnten, von wesentlicher Bedeutung.
Vorbereiten der Stützenkontaktfläche: Das “Fit zum Tragen” Ansatz
Eine faszinierende Technik, die Ingenieure häufig zur Optimierung von Säulenspleißverbindungen einsetzen, ist die Vorbereitung der Säulenkontaktfläche für a “erträglich” Zustand. Dabei muss sichergestellt werden, dass die Kontaktflächen der Säulen richtig ausgerichtet sind und sich vollständig berühren. Dadurch, Die Druckkräfte werden durch Lager übertragen und verlassen sich nicht ausschließlich auf die Schrauben. Dies verbessert nicht nur die strukturelle Integrität der Verbindung, sondern verleiht dem Design auch ein Element der Kosteneffizienz.
Die Notwendigkeit von Säulenspleißverbindungen
Säulenspleißverbindungen spielen eine entscheidende Rolle in Szenarien, in denen Säulen verlängert werden müssen, ersetzt, oder aus verschiedenen Gründen verbunden. Diese Szenarien treten auf, wenn die Höhe einer Struktur die Standardlänge der verfügbaren Stützen überschreitet, oder wenn aufgrund von Designänderungen eine Nachrüstung erforderlich ist, Modifikationen, oder Erweiterung. In solchen Fällen, Gut geplante und ausgeführte Stützenverbindungsverbindungen sind für die Aufrechterhaltung der Stabilität und Sicherheit der Struktur von entscheidender Bedeutung.
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Now onto using SkyCiv software.
Der Designcode kann AISC sein 360-16 ASD oder LRFD. Einheiten können Englisch/Imperial oder SI/Metrisch sein. Klicken Sie nun auf die “Säulenspleiß” Fliese.
Registerkarte „Projekt“.
Hier können Sie die Details des Projekts angeben, an dem Sie gerade arbeiten.
Registerkarte „Montage“.
Unter Assembly gibt es drei Registerkarten. Hier legen Sie die untere Spalte fest, Obere Spalte, und Verbindung (Flanschplatte und Stegplatte) Eigenschaften.
Registerkarte „Untere Spalte“.
Hier können Sie den Querschnitt/die Form der unteren Säule und deren Materialgüte festlegen. Sie können entweder A992- oder A36-Material wählen. Aber wenn Sie ein anderes Material verwenden, Sie können Benutzerdefiniert wählen und die Fy- und Fu-Werte manuell eingeben.
Obere Spaltenregisterkarte
Ähnliche Eingaben mit der unteren Spaltenregisterkarte, aber mit einem Zusatz, der angibt, ob die Spalten tragfähig sind oder nicht. Wenn Sie auswählen “JA”, Dies bedeutet, dass die Drucklast an der Stützenkontaktfläche und nicht an der Schraubverbindung ausgelegt wird, which effectively will result to a more economical design but you also need to make sure to communicate to your fabricator that the columns are properly prepared as fit to bear.
Registerkarte „Verbindung“. – Flange Plate Button
Here you can specify the properties of the flange plate. Material grade of A36, A992 or A572.GR50 but you can also specify “Benutzerdefiniert” und manuell Fy und Fu eingeben. Set the b (Breite), h (Höhe), and thk (Dicke) of the plate. Now don’t forget to look closely at the 3D renderer and make sure the plate geometry make sense. Stellen Sie einfach sicher, dass genügend Platz für die Schrauben vorhanden ist, die später auf der Halterungslasche angebracht werden.
Registerkarte „Verbindung“. – Schaltfläche „Webplatte“.
Similar to the flange plate button inputs. Und wieder, make sure the connection makes sense by looking at the 3D renderer. Profitieren Sie von seiner Funktionalität.
Befestigung 1-4 Tab
Hier können Sie die Schraubeninformationen für die Flanschplatten- und Stegplattenverbindungen angeben.
Befestigung 1 – Flanschplatte zum unteren Säulenflansch
Befestigung 2 – Flanschplatte zum oberen Säulenflansch
Befestigung 3 – Stegplatte zum unteren Stützensteg
Befestigung 4 – Stegplatte zum oberen Stützensteg
Zuerst, specify the bolt-hole types at the column flange/web and flange/web plates. Verarbeiter bevorzugen normalerweise die Verwendung von Standardlöchern (STD) at member and oversized holes (OVS) at flange plate to allow better fitting at the field.
Nächster, Wählen Sie das Schraubenmaterial oder die Güte aus. Sie können entweder A307 wählen, A325, A490, oder eine benutzerdefinierte Eingabe. N- oder X-Bolzen für lagerartige Verbindungen und SC für rutschkritische Verbindungen. Note that slip-critical connections generally have lesser bolt capacity. Verwenden Sie SC nur bei vermutetem Schlupf in Kraftrichtung. In diesem konkreten Beispiel, wenn Sie OVS-Löcher an Trägern oder Platten verwenden, die Schraube wird automatisch als schlupfkritisch geprüft. Wie bei N gegen X, X hat eine größere Schraubenscherkapazität, aber Sie müssen sicherstellen, dass die Schraubengewinde von der Scherebene ausgeschlossen sind, daher müssen Sie dies dem Monteur ordnungsgemäß mitteilen. Und für SC(EIN) gegen SC(B.), SC(B.) hat eine größere Bolzenkapazität, aber Sie benötigen auch eine gründlichere Reinigung der Lagen, zum Beispiel, SSPC-SP6 oder kommerzielle Strahlreinigung.
Nächster, Schraubendurchmesser angeben. Sie können zwischen 5/8 wählen″ bis 1-1/2″ Durchmesser oder die entsprechenden metrischen Einheiten. Dann, Schraubenanordnung angeben. Sie können bis zu wählen 8 bolt rows and 12 bolt columns. Don’t forget to specify the bolt row spacing, bolt column spacing, and bolt gage as well. Wie für die “Kante” Eingang, this is the distance from the column end to the first bolt column.
Registerkarte Lasten
Don’t forget to input the compressive/tensile load ‘Fy’, horizontal shear load under ‘Fz’, and strong axis moment load under ‘Mx’. Bewegen Sie den Mauszeiger über die Tooltips, um eine bessere Vorstellung von der Richtung dieser Lasten zu erhalten.
Registerkarte „Analyse“.
Und schlussendlich, klicken “Führen Sie Designprüfungen durch”. Wenn Sie erforderliche Eingaben auf den vorherigen Registerkarten verpasst haben, Dadurch werden Sie aufgefordert, die fehlenden Eingaben auszufüllen.
Nach dem Klicken “Führen Sie Designprüfungen durch”, Sie können eine Zusammenfassung sehen, ob Ihre Verbindung fehlgeschlagen ist oder nicht. Wenn es fehlgeschlagen ist, Ändern Sie die Eingaben in den vorherigen Registerkarten manuell und dann, klicken “Designprüfungen erneut ausführen”. Wenn es endlich passt, klicken “Berechnungsbericht abrufen” um den ausführlichen Bericht zu sehen.
Was Sie oben sehen, ist ein Ausschnitt des detaillierten Berechnungsberichts. Wie du siehst, es gibt einen Verweis auf das AISC-Handbuch und/oder die Spezifikation. Dies sollte es dem unterzeichnenden Ingenieur erleichtern, die Berechnungen zu überprüfen. Unsere Berechnungen sind sehr gut lesbar. Es ist ähnlich wie im Handbuch geschrieben, Spezifikation, oder Gestaltungsanleitungen.
Hier‘s a PDF copy of the full detailed calculation report. Hör zu!
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