Εκτεταμένη σχεδίαση σύνδεσης ροπής τελικής πλάκας

Εκτεταμένη σχεδίαση σύνδεσης ροπής τελικής πλάκας με AISC 360 και AISC Design Guide 39 καταλήγει στα ίδια τρία πράγματα με κάθε τελική πλάκα: μπουλόνια αρκετά μεγάλα για να μεταφέρουν την τάση της φλάντζας χωρίς να αδιαφορούν, μια τελική πλάκα αρκετά παχιά ώστε να παραμένει άκαμπτη γύρω από αυτά τα μπουλόνια, και συγκολλήσεις και μια στήλη που μπορεί να δώσει τη δύναμη και στις δύο πλευρές. Η εκτεταμένη πλάκα προσθέτει μια σειρά μπουλονιών έξω από τη φλάντζα τάνυσης, που δίνει στα μπουλόνια έναν μακρύτερο βραχίονα μοχλού και στην πλάκα περισσότερες γραμμές διαρροής, έτσι μεταφέρει πολύ μεγαλύτερες στιγμές από μια πλάκα ξεπλύματος.

Αυτή η σελίδα λειτουργεί μέσω μιας πραγματικής εκτεταμένης σύνδεσης ροπής τελικής πλάκας από την αρχή μέχρι το τέλος: μια δοκός W21x166 βιδωμένη στη φλάντζα μιας στήλης W14x193 μέσω 7/8 σε τελική πλάκα με 3/4 σε μπουλόνια A325-N, κουβαλώντας α 300 στιγμή kip-ft, ένα 120 ψαλίδα και 200 kip αξονικής τάσης ή συμπίεσης. Είναι σχεδιασμένο για AISC 360-16 LRFD, το Εγχειρίδιο AISC 15th Edition and Design Guide 39. Κάθε εξίσωση γράφεται με τους αριθμούς της, με την ίδια σειρά με το φύλλο υπολογισμού AISC το Σχεδιασμός σύνδεσης SkyCiv μονάδα παράγει για αυτό.

ΔΟΚΙΜΑΣΤΕ ΤΟ ΔΩΡΕΑΝ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΜΑΣ ΤΩΡΑ ΑΓΟΡΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΣΥΝΔΕΣΗΣ

Τι είναι μια εκτεταμένη σύνδεση ροπής τελικής πλάκας?

Μια σύνδεση ροπής τελικής πλάκας είναι μια πλάκα συγκολλημένη στο άκρο μιας δοκού στο κατάστημα και βιδωμένη στη στήλη επί τόπου. Σε εκτεταμένη ακραία πλάκα, η πλάκα προεξέχει πέρα ​​από τις φλάντζες της δοκού και φέρει μια σειρά μπουλονιών έξω από αυτές. Σε χωνευτή πλάκα, η πλάκα σταματά στις φλάντζες και κάθε μπουλόνι κάθεται ανάμεσά τους. Η εξωτερική σειρά είναι το πιο απομακρυσμένο μπουλόνι από τη φλάντζα συμπίεσης, έτσι κάνει την περισσότερη δουλειά, και η επέκταση προσθέτει γραμμές απόδοσης που κάνουν την πλάκα ισχυρότερη στην κάμψη.

Είναι ένα Η σύνδεση πλάκας γιακά είναι πολύ παρόμοια με την: οι συγκολλήσεις και τα μπουλόνια είναι σχεδιασμένα έτσι ώστε η άρθρωση να μεταφέρει την πλήρη ροπή της δοκού στην κολόνα, αντί να αφήσετε το άκρο της δοκού να περιστραφεί. Τόσο η flush όσο και η εκτεταμένη έκδοση καλύπτονται από το αριθμομηχανή σύνδεσης τελικής πλάκας, και το στιγμιαίες συνδέσεις σελίδα τα συγκρίνει με το Σύνδεση ροπής πλάκας φλάντζας και άλλες λεπτομέρειες.

Η πλάκα σε αυτό το παράδειγμα εκτείνεται πέρα ​​από τις δύο φλάντζες, οπότε η σύνδεση λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο εάν η στιγμή αντιστραφεί. Το μοτίβο των μπουλονιών του είναι ο Οδηγός σχεδίασης 39 επέκταση πολλαπλών σειρών 1/3 διαμόρφωση τεσσάρων πλάτους/δύο πλάτους: μία σειρά έξω από κάθε φλάντζα και τρεις μέσα, με τέσσερα μπουλόνια στην εξωτερική σειρά και την πρώτη εσωτερική σειρά, και δύο στα υπόλοιπα.

Ανύψωση. Η ακραία πλάκα εκτείνεται πέρα ​​από τις δύο φλάντζες του W21x166 και είναι βιδωμένη στη φλάντζα της στήλης W14x193 με οκτώ σειρές μπουλονιών.

Ενότητα Α-Α. Μία σειρά μπουλονιών έξω από κάθε φλάντζα και τρεις μέσα, 2 μέσα από τις όψεις της φλάντζας και 3 σε χώρια. Κάθε σειρά έχει πλάτος τέσσερα μπουλόνια: ένα 7 1/2 σε gage με α 2 σε απόσταση στηλών έξω από αυτό.

Εκτεταμένη σχεδίαση σύνδεσης ροπής τελικής πλάκας: τα βήματα με μια ματιά

Ο σχεδιασμός ακολουθεί τον AISC Design Guide 39: Μεγέθυνση των μπουλονιών και της πλάκας για τη στιγμή πρώτα, στη συνέχεια ελέγξτε την επέκταση, οι συγκολλήσεις, τα μπουλόνια σε διάτμηση και η κολόνα.

1. Ελέγξτε τα όρια λεπτομερειών για τις συγκολλήσεις, μπουλόνια και πλάκα.
2. Βρείτε την ισοδύναμη ροπή και την απαιτούμενη διάμετρο μπουλονιού.
3. Βρείτε την παράμετρο γραμμής διαρροής και το απαιτούμενο πάχος τελικής πλάκας.
4. Ελέγξτε το εκτεταμένο τμήμα της ακραίας πλάκας σε διάτμηση.
5. Ελέγξτε τις συγκολλήσεις φιλέτου στη φλάντζα της δοκού.
6. Ελέγξτε το βασικό μέταλλο της φλάντζας δοκού στη συγκόλληση.
7. Ελέγξτε τις συγκολλήσεις φιλέτου στον ιστό της δοκού για τάνυση.
8. Ελέγξτε το βασικό μέταλλο της δοκού στη συγκόλληση.
9. Ελέγξτε τις συγκολλήσεις φιλέτου στον ιστό της δοκού για διάτμηση.
10. Ελέγξτε τα μπουλόνια σε διάτμηση.
11. Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού και το σκίσιμο στην ακραία πλάκα.
12. Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού και το σκίσιμο στη φλάντζα της στήλης.
13. Ελέγξτε την κάμψη της φλάντζας στήλης στα μπουλόνια τάνυσης.
14. Ελέγξτε τη στήλη κάτω από τη δύναμη της φλάντζας συμπίεσης.

Είσοδοι σχεδίασης για αυτό το παράδειγμα

Ο κώδικας σχεδίασης είναι AISC 360-16 LRFD, με τη διαδικασία της τελικής πλάκας από τον AISC Design Guide 39. Οι ιδιότητες ενότητας προέρχονται από το Εγχειρίδιο AISC.

 

 

Βήμα 1: Λεπτομερή όρια (AISC 360-16 J2.2b, J3.3, J3.4, J3.5)

Πριν από οποιονδήποτε έλεγχο αντοχής, η σύνδεση πρέπει να μπορεί να κατασκευαστεί και να ταιριάζει με τις υποθέσεις πίσω από τον Οδηγό Σχεδίασης 39 εξισώσεις. Οι συγκολλήσεις πρέπει να έχουν τουλάχιστον το ελάχιστο μέγεθος για τα μέρη που ενώνουν, και τα μπουλόνια πρέπει να απέχουν αρκετά μεταξύ τους και αρκετά μακριά από τις άκρες.

Τα ελάχιστα μεγέθη συγκόλλησης φιλέτου προέρχονται από τον Πίνακα J2.4: 5/16 μέσα για τις φλάντζες, όπου το λεπτότερο μέρος που ενώνεται είναι το 7/8 σε πιάτο, και 1/4 μέσα για το 3/4 στον ιστό. Η ελάχιστη απόσταση των μπουλονιών είναι [mathin] 2\tfrac{2}{3} d_{b} [mathin] από J3.3, το οποίο είναι 2 μέσα για α 3/4 σε μπουλόνι, και ισχύει τόσο μεταξύ σειρών όσο και μεταξύ στηλών. Οι αποστάσεις των άκρων προέρχονται από τον Πίνακα J3.4. Η ακραία πλάκα έχει οριζόντιες κοντές σχισμές, έτσι προσθέτει ο Πίνακας J3.5 1/8 στην οριζόντια απόσταση του άκρου, χορήγηση 1.125 σε. Το μέγιστο μετρητή στην ακραία πλάκα είναι το πλάτος της φλάντζας της δοκού, 12.4 σε.

Για ένα ελάχιστο όριο η αναλογία είναι όριο έναντι του πραγματικού, και για ένα μέγιστο είναι πραγματικό πάνω από το όριο. Η κυρίαρχη σειρά είναι η απόσταση στηλών μπουλονιών:

[math] DCR = \frac{d}{c} = \frac{(2)}{(2)} = 1 [math]

DCR = 1.000 ≤ 1.0, Εντάξει

ο 2 στην απόσταση στηλών βρίσκεται ακριβώς στο ελάχιστο J3,3. Αυτό περνάει, αλλά το J3.3 προτιμά ένα διάστημα 3d, έτσι δεν υπάρχει χώρος για μεγαλύτερο μπουλόνι σε αυτό το σχέδιο χωρίς να το διευρύνετε. ο 2.1 στην ακμή στήριξης η απόσταση είναι ό,τι απομένει από το 15.7 στη φλάντζα στήλης έξω από τα εξωτερικά μπουλόνια.

Βήμα 2: Απαιτούμενη διάμετρος μπουλονιού (Οδηγός σχεδίασης AISC 39, Εξ. 3-30 και 5-3α)

Τα μπουλόνια κοντά στη φλάντζα τάνυσης μεταφέρουν τη ροπή ως τάση. Οδηγός Σχεδιασμού 39 τα διαστασιοποιεί ώστε να φτάνουν στην αντοχή τους σε εφελκυσμό χωρίς καμία αδιάκριτη δύναμη, κάτι που είναι δυνατό μόνο εάν η τελική πλάκα στη συνέχεια γίνει αρκετά παχιά ώστε να παραμένει άκαμπτη (Βήμα 3).

Ισοδύναμη ροπή με αξονική τάση

Η αξονική τάση τραβάει και τα μπουλόνια τάνυσης. Ο οδηγός το προσθέτει στη στιγμή ως το ήμισυ της τάσης που επενεργεί στην απόσταση μεταξύ των κεντροειδών της φλάντζας:

[math] M_{u,eq} = M_{ux} + \frac{T_{u}}{2} \left( d_{bm} – t_{fb} \right) [math]

[math] M_{u,eq} = (300\,kip\text{-}ft) + \frac{(200\,kip)}{2} \times \left( (22.5\,in) – (1.36\,in) \right) = 476.17\,kip\text{-}ft [math]

Βραχίονες μοχλού μπουλονιών

Τα μπουλόνια τάσης περιστρέφονται γύρω από το κέντρο της φλάντζας συμπίεσης. Οι τέσσερις σειρές έντασης κάθονται σε αυτές τις αποστάσεις από αυτό:

• [mathin] h_{1} = 23.82\,in [mathin]: τη σειρά έξω από τη φλάντζα τάνυσης, 2 στο παρελθόν το εξωτερικό του πρόσωπο
• [mathin] h_{2} = 18.46\,in [mathin]: η πρώτη σειρά μέσα, 2 μέσα από την εσωτερική πλευρά της φλάντζας
• [mathin] h_{3} = 15.46\,in [mathin] και [mathin] h_{4} = 12.46\,in [mathin]: τις επόμενες δύο σειρές, 3 σε χώρια

Στο μοτίβο τεσσάρων φαρδιών/δύο φαρδιών, οι δύο σειρές που βρίσκονται πιο κοντά στη φλάντζα τάνυσης μετρούν από τέσσερα μπουλόνια η καθεμία και οι άλλες δύο μετρούν μόνο τα δύο μπουλόνια στο 7.5 στο gage, το οποίο είναι 12 μπουλόνια τάσης σε όλα. Τα εξωτερικά μπουλόνια των σειρών 3 και 4 είναι πολύ μακριά τόσο από τη φλάντζα όσο και από τον ιστό για να αυξήσουν την ένταση, Οδηγός σχεδίασης λοιπόν 39 τα αφήνει έξω:

[math] \sum_{i} n_{i} h_{i} = 4 \left( h_{1} + h_{2} \right) + 2 \left( h_{3} + h_{4} \right) = 224.96\,in [math]

Απαιτούμενη διάμετρος μπουλονιού

Οπου [mathin] \phi = 0.75 [mathin] είναι ο παράγοντας αντίστασης για την τάση του μπουλονιού και [mathin] F_{nt} = 90\,ksi [mathin] είναι η ονομαστική τάση εφελκυσμού ενός μπουλονιού A325:

[math] d_{b,reqd} = \sqrt{\frac{4\, M_{u,eq}}{\pi\, \phi\, F_{nt} \sum_{i} n_{i} h_{i}}} [math]

[math] d_{b,reqd} = \sqrt{\frac{4 \times (476.17\,kip\text{-}ft)}{\pi \times (0.75) \times (90\,ksi) \times (224.96\,in)}} [math]

[math] d_{b,reqd} = 0.69218\,in [math]

[math] DCR = \frac{d_{b,reqd}}{d_{b}} = \frac{(0.69218\,in)}{(0.75\,in)} = 0.92291 [math]

DCR = 0.923 < 1.0, Εντάξει

Η αξονική τάση προσθέτει 176.17 kip-ft στο 300 στιγμή kip-ft, έτσι το αξονικό φορτίο οδηγεί ένα μεγάλο μέρος του μεγέθους του μπουλονιού.

Βήμα 3: Απαιτούμενο πάχος τελικής πλάκας (Οδηγός σχεδίασης AISC 39, Τραπέζι 5-17 και Εξ. 5-5ένα)

Η ακραία πλάκα κάμπτεται γύρω από τα μπουλόνια τάνυσης. Οδηγός Σχεδιασμού 39 βρίσκει τη δύναμή του από ένα μοτίβο γραμμής απόδοσης: το σύνολο των γραμμών μεντεσέδων που σχηματίζονται στην πλάκα όταν αστοχεί. Στη συνέχεια, το πιάτο γίνεται αρκετά παχύ ώστε να παραμένει ελαστικό, έτσι τα μπουλόνια δεν βλέπουν αδιάκριτα.

Αποτελεσματικό πλάτος πλάκας και βήμα γραμμής απόδοσης

Η πλάκα που είναι πιο φαρδιά από τη φλάντζα της δοκού δεν αντέχει καθόλου στις γραμμές διαρροής, έτσι ο οδηγός περιορίζει το πλάτος που μετράει στο πλάτος της φλάντζας συν το μεγαλύτερο από 1 μέσα και το πάχος της πλάκας:

[math] b_{pe} = \min\left( b_{p},\, b_{fb} + \max\left( 1\,in,\, t_{p} \right) \right) = \min\left( (14.5\,in),\, (12.4\,in) + \max\left( (1\,in),\, (0.875\,in) \right) \right) = 13.4\,in [math]

Το βήμα της γραμμής διαρροής εντοπίζει τις γραμμές άρθρωσης κάτω από τα εσωτερικά μπουλόνια. Η αναφορά το υπολογίζει από το πλήρες πλάτος της πλάκας:

[math] s = \frac{\sqrt{b_{p}\, g}}{2} = \frac{\sqrt{(14.5\,in)(7.5\,in)}}{2} = 5.2142\,in [math]

Παράμετρος γραμμής απόδοσης

Για την επέκταση πολλαπλών σειρών 12 μπουλονιών 1/3 μη σκληρυμένη ακραία πλάκα τεσσάρων/δύο πλατών, Τραπέζι 5-17 δίνει:

[math] Y_{p} = \frac{b_{pe}}{2} \left( \frac{h_{1}}{p_{fo}} + \frac{h_{2}}{p_{fi}} + \frac{h_{4}}{s} – \frac{1}{2} \right) + \frac{2}{g} \left( h_{2} \left( p_{fi} + \frac{3 s_{r}}{2} \right) + h_{4} \left( s + \frac{s_{r}}{2} \right) \right) + \frac{g}{2} [math]

Με [mathin] b_{pe} = 13.4\,in [mathin], [mathin] g = 7.5\,in [mathin], [mathin] h_{1} = 23.82\,in [mathin], [mathin] h_{2} = 18.46\,in [mathin], [mathin] h_{4} = 12.46\,in [mathin], [mathin] p_{fi} = p_{fo} = 2\,in [mathin], [mathin] s = 5.2142\,in [mathin] και [mathin] s_{r} = 3\,in [mathin]:

[math] Y_{p} = 212.35\,in [math]

Το σχέδιο γραμμής απόδοσης μιας πλάκας έκπλυσης έχει μόνο τις σειρές τάνυσης μεταξύ των φλαντζών. Εδώ η επέκταση προσθέτει την εξωτερική σειρά και τις γραμμές απόδοσης της, και από εκεί προέρχεται η επιπλέον αντοχή μιας εκτεταμένης πλάκας.

Απαιτούμενο πάχος πλάκας

Οπου [mathin] \gamma_{r} = 1 [mathin] είναι ο Οδηγός Σχεδιασμού 39 Εξ. 5-1 παράγοντας για πλήρη συγκράτηση (μια εκτεταμένη πλάκα δεν χρειάζεται μείωση, σε αντίθεση με το 0.8 χρησιμοποιείται για την έκπλυση πλακών), [mathin] \phi = 0.9 [mathin] είναι ο παράγοντας αντίστασης για κάμψη και [mathin] F_{yp} = 50\,ksi [mathin]:

[math] t_{p,reqd} = \sqrt{\frac{1.10\, M_{u,eq}}{\gamma_{r}\, \phi\, F_{yp}\, Y_{p}}} [math]

[math] t_{p,reqd} = \sqrt{\frac{1.10 \times (476.17\,kip\text{-}ft)}{(1) \times (0.9) \times (50\,ksi) \times (212.35\,in)}} [math]

[math] t_{p,reqd} = 0.81102\,in [math]

[math] DCR = \frac{t_{p,reqd}}{t_{p}} = \frac{(0.81102\,in)}{(0.875\,in)} = 0.92687 [math]

DCR = 0.927 < 1.0, Εντάξει

ο 1.10 παράγοντας διατηρεί την αντοχή της γραμμής διαρροής της πλάκας 10% πάνω από τη ζήτηση, έτσι η πλάκα παραμένει δύσκαμπτη και η υπόθεση μη σπασίματος στο Βήμα 2 κρατά.

Βήμα 4: Διατμητική υποχώρηση και ρήξη του εκτεινόμενου τμήματος της ακραίας πλάκας (AISC 360-16 J4.2)

Τα μπουλόνια έξω από τη φλάντζα τάνυσης τραβούν το τμήμα της πλάκας που προεξέχει πέρα ​​από τη φλάντζα. Αυτή η δύναμη πρέπει να περάσει στη φλάντζα ως διάτμηση μέσω της πλάκας, κατά μήκος μιας οριζόντιας γραμμής στην πρόσοψη της φλάντζας.

Διάτμηση στην προέκταση

Τα εξωτερικά μπουλόνια παίρνουν το μερίδιό τους στη δύναμη της φλάντζας: [mathin] n_{to} = 4 [mathin] Αγοράστε το μοντέλο φόρτωσης τώρα [mathin] n_{t} = 12 [mathin] μπουλόνια τάσης.

[math] V_{ep} = \frac{n_{to}}{n_{t}} \left( \frac{M_{ux}}{d_{bm} – t_{fb}} + \frac{T_{u}}{2} \right) [math]

[math] V_{ep} = \frac{(4)}{(12)} \left( \frac{(300\,kip\text{-}ft)}{(22.5\,in) – (1.36\,in)} + \frac{(200\,kip)}{2} \right) = 90.098\,kip [math]

Απόδοση διάτμησης (Εξ. J4-3)

Η μεικτή περιοχή διάτμησης είναι το πλήρες πλάτος της πλάκας επί το πάχος της, και [mathin] \phi = 1.00 [mathin] για διατμητική απόδοση:

[math] A_{gv} = b_{p}\, t_{p} = (14.5\,in) \times (0.875\,in) = 12.688\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{yp}\, A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (50\,ksi) \times (12.688\,in^{2}) = 380.62\,kip [math]

Διάτμηση ρήξη (Εξ. J4-4)

Η περιοχή του διχτυού βγάζει τις τέσσερις οπές μπουλονιών στην εξωτερική σειρά. Η γραμμή διάτμησης εκτείνεται οριζόντια, έτσι κόβει κάθε σχισμή κατά μήκος της 1 σε μήκος, συν το 1/16 σε πρόσθετα AISC για ζημιές από τρύπες (Β4.3β):

[math] A_{nv} = t_{p} \left[ b_{p} – n_{co} \left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.875\,in) \times \left[ (14.5\,in) – (4) \times \left( (1\,in) + (0.0625\,in) \right) \right] = 8.9687\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{up}\, A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (65\,ksi) \times (8.9687\,in^{2}) = 262.34\,kip [math]

Κυβερνητική δύναμη

[math] \phi R_{n} = \min\left( \phi R_{n,sy},\, \phi R_{n,sr} \right) = \min\left( (380.62\,kip),\, (262.34\,kip) \right) = 262.34\,kip [math]

[math] DCR = \frac{V_{ep}}{\phi R_{n}} = \frac{(90.098\,kip)}{(262.34\,kip)} = 0.34344 [math]

DCR = 0.343 < 1.0, Εντάξει

Η ρήξη διέπει επειδή τέσσερις υποδοχές βγαίνουν από μια γραμμή κατά μήκος της πλάκας. Η επέκταση έχει ακόμα πολλά αποθεματικά.

Βήμα 5: Συγκόλληση φιλέτου στη φλάντζα δοκού (Οδηγός σχεδίασης AISC 39 Εξ. 3-38ένα, AISC 360-16 J2.4)

Οι συγκολλήσεις φλάντζας μεταφέρουν τη δύναμη της φλάντζας από τη δοκό στην ακραία πλάκα. Είναι συγκολλήσεις φιλέτου και στις δύο όψεις της φλάντζας, φορτώνονται κάθετα στο μήκος τους.

Αποτελεσματικό μήκος συγκόλλησης

Η εξωτερική συγκόλληση διατρέχει όλο το πλάτος της φλάντζας. Η εσωτερική συγκόλληση σταματά λίγο από τον ιστό σε κάθε πλευρά, από την απόσταση [mathin] k_{1} = 1.5625\,in [mathin] από την κεντρική γραμμή του ιστού μέχρι τη μύτη του φιλέτου της φλάντζας:

[math] L_{w} = 2 \left( \min\left( b_{fb},\, b_{p} \right) \right) – 2 k_{1} [math]

[math] L_{w} = 2 \left( \min\left( (12.4\,in),\, (14.5\,in) \right) \right) – 2 (1.5625\,in) = 21.675\,in [math]

Δύναμη φλάντζας

Η δύναμη της φλάντζας είναι η στιγμή που διαιρείται με την απόσταση μεταξύ των κεντροειδών φλάντζας, συν το μισό του μεγαλύτερου αξονικού φορτίου. Οδηγός Σχεδιασμού 39 θέτει επίσης έναν όροφο του 60% της αντοχής διαρροής της φλάντζας, έτσι οι συγκολλήσεις δεν είναι ποτέ ο αδύναμος κρίκος ακόμα και όταν η στιγμή είναι μικρή:

[math] P_{fl} = \max\left( \frac{M_{ux}}{d_{bm} – t_{fb}} + \frac{\max\left( T_{u},\, C_{u} \right)}{2},\, 0.6\, F_{yb}\, b_{fb}\, t_{fb} \right) [math]

[math] P_{fl} = \max\left( \frac{(300\,kip\text{-}ft)}{(22.5\,in) – (1.36\,in)} + \frac{\max\left( (200\,kip),\, (200\,kip) \right)}{2},\, 0.6\,(50\,ksi)\,(12.4\,in)\,(1.36\,in) \right) [math]

[math] P_{fl} = 505.92\,kip [math]

Η ροπή και το αξονικό φορτίο δίνουν 270.29 δέρμα μόσχου ακατέργαστου (την ίδια δύναμη Βήμα 14 χρήσεις για τη στήλη), έτσι το 60% ο όροφος κυβερνά. Με φλάντζα τόσο βαριά όσο του W21x166, οι συγκολλήσεις καταλήγουν στο μέγεθος της φλάντζας, όχι το φορτίο.

Αντοχή συγκόλλησης

Οπου [mathin] F_{EXX} = 70\,ksi [mathin], [mathin] W_{1} = 0.75\,in [mathin], [mathin] \phi = 0.75 [mathin], και ο παράγοντας 1.5 είναι η αύξηση της κατευθυντικής αντοχής J2.4 για μια συγκόλληση φορτισμένη κάθετα στον άξονά της:

[math] \phi R_{n} = \phi\, 0.6\, F_{EXX} \left( \frac{\sqrt{2}}{2} W_{1} \right) L_{w}\, 1.5 [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75)\, 0.6\, (70\,ksi) \left( \frac{\sqrt{2}}{2} (0.75\,in) \right) (21.675\,in)\, 1.5 [math]

[math] \phi R_{n} = 543.13\,kip [math]

[math] DCR = \frac{P_{fl}}{\phi R_{n}} = \frac{(505.92\,kip)}{(543.13\,kip)} = 0.93148 [math]

DCR = 0.931 < 1.0, Εντάξει

Αυτή είναι η υψηλότερη αναλογία αντοχής στη σύνδεση. Οδηγείται από το 60% πάτωμα, όχι το φορτίο που εφαρμόζεται.

Βήμα 6: Φλάντζα δοκού βασικό μέταλλο στη συγκόλληση (AISC 360-16 J4.1)

Το μέταλλο της φλάντζας δίπλα στη συγκόλληση πρέπει να φέρει την ίδια δύναμη. Ελέγχεται ως στοιχείο τάσης, υποχώρηση και ρήξη, σε μήκος μιας γραμμής συγκόλλησης, επειδή οι συγκολλήσεις και στις δύο όψεις της φλάντζας φορτώνουν το ίδιο κομμάτι φλάντζας.

Με [mathin] 0.5 L_{w} = 10.837\,in [mathin] για μία γραμμή συγκόλλησης:

[math] \phi R_{n,ty} = \phi\, F_{yb}\, t_{fb}\, 0.5 L_{w} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (1.36\,in) \times (10.837\,in) = 663.25\,kip [math]

[math] \phi R_{n,tr} = \phi\, F_{ub}\, t_{fb}\, 0.5 L_{w} = (0.75) \times (65\,ksi) \times (1.36\,in) \times (10.837\,in) = 718.53\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( \phi R_{n,ty},\, \phi R_{n,tr} \right) = \min\left( (663.25\,kip),\, (718.53\,kip) \right) = 663.25\,kip [math]

[math] DCR = \frac{P_{fl}}{\phi R_{n}} = \frac{(505.92\,kip)}{(663.25\,kip)} = 0.76278 [math]

DCR = 0.763 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 7: Συγκόλληση φιλέτου στον ιστό της δοκού σε τάση (Οδηγός σχεδίασης AISC 39 Σύκο. 3-17, Εξ. 3-39 έως 3-41α)

Τα εσωτερικά μπουλόνια τάνυσης κάθονται κοντά στον ιστό της δοκού, Έτσι, μέρος της δύναμής τους πηγαίνει στον ιστό και όχι στη φλάντζα. Οι συγκολλήσεις ιστού κοντά σε αυτά τα μπουλόνια πρέπει να μεταφέρουν αυτή τη δύναμη στην ακραία πλάκα.

Αποτελεσματικό μήκος συγκόλλησης σε τάση

Μόνο η συγκόλληση ιστού κοντά στα μπουλόνια τάνυσης μετράει: από το άκρο του φιλέτου φλάντζας κάτω από την τελευταία εσωτερική σειρά τάνυσης συν 6 σε, αλλά όχι περισσότερο από το μέσο βάθος. Με [mathin] k_{det} = 2.625\,in [mathin] και [mathin] n_{ti} = 3 [mathin] εσωτερικές σειρές μπουλονιών σε τάση:

[math] L_{wt} = 2 \left( \min\left( p_{f} – \left( k_{det} – t_{fb} \right) + s_{r} \left( n_{ti} – 1 \right) + 6\,in,\, 0.5\, d_{bm} – k_{det} \right) \right) [math]

[math] L_{wt} = 2 \left( \min\left( (2\,in) – \left( (2.625\,in) – (1.36\,in) \right) + (3\,in)\left( (4) – 1 \right) + 6\,(1\,in),\, 0.5\,(22.5\,in) – (2.625\,in) \right) \right) [math]

[math] L_{wt} = 17.25\,in [math]

Η αντικατασταθείσα γραμμή εκτυπώνει 4 σειρές όπου υπάρχει λίστα εισροών 3. Το αποτέλεσμα ορίζεται από το όριο μεσαίου βάθους, ο δεύτερος όρος, που δεν εξαρτάται από τον αριθμό των σειρών.

Δύναμη στη συγκόλληση ιστού

Απο [mathin] n_{t} = 12 [mathin] μπουλόνια τάσης, [mathin] n_{trib} = 6 [mathin] καθίστε δίπλα στον Ιστό: το εσωτερικό ζεύγος σε καθεμία από τις τρεις εσωτερικές σειρές. Η εξωτερική σειρά είναι πέρα ​​από τη φλάντζα, έτσι φορτώνει τη φλάντζα και όχι τον ιστό. Υπάρχει πάλι όροφος, εδώ 60% της αντοχής διαρροής του ιστού στο μήκος συγκόλλησης:

[math] P_{w} = \max\left( \frac{n_{trib}}{n_{t}} \left( \frac{M_{ux}}{d_{bm} – t_{fb}} + \frac{T_{u}}{2} \right),\, 0.6\, F_{yb} \left( 0.5 L_{wt} \right) t_{wb} \right) [math]

[math] P_{w} = \max\left( \frac{(6)}{(12)} \left( \frac{(300\,kip\text{-}ft)}{(22.5\,in) – (1.36\,in)} + \frac{(200\,kip)}{2} \right),\, 0.6\,(50\,ksi)\,(0.5\,(17.25\,in))\,(0.75\,in) \right) [math]

[math] P_{w} = 194.06\,kip [math]

Τα μισά από τα 270.29 Η δύναμη της φλάντζας kip είναι μικρότερη από 194.06 δέρμα μόσχου ακατέργαστου, οπότε το πάτωμα κυβερνά και εδώ.

Αντοχή συγκόλλησης

[math] \phi R_{n} = \phi\, 0.6\, F_{EXX} \left( \frac{\sqrt{2}}{2} W_{2} \right) L_{wt}\, 1.5 [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75)\, 0.6\, (70\,ksi) \left( \frac{\sqrt{2}}{2} (0.375\,in) \right) (17.25\,in)\, 1.5 = 216.13\,kip [math]

[math] DCR = \frac{P_{w}}{\phi R_{n}} = \frac{(194.06\,kip)}{(216.13\,kip)} = 0.89791 [math]

DCR = 0.898 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 8: Δοκός από μέταλλο βάσης στη συγκόλληση (AISC 360-16 J4.1)

Ο ιστός δίπλα στη συγκόλληση τάσης πρέπει να φέρει το ίδιο 194.06 kip χωρίς υποχώρηση ή ρήξη. Όπως και με τη φλάντζα, το μήκος είναι μία γραμμή συγκόλλησης, [mathin] 0.5 L_{w} = 8.625\,in [mathin].

[math] \phi R_{n,ty} = \phi\, F_{yb}\, t_{wb}\, 0.5 L_{w} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (0.75\,in) \times (8.625\,in) = 291.09\,kip [math]

[math] \phi R_{n,tr} = \phi\, F_{ub}\, t_{wb}\, 0.5 L_{w} = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.75\,in) \times (8.625\,in) = 315.35\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( (291.09\,kip),\, (315.35\,kip) \right) = 291.09\,kip [math]

[math] DCR = \frac{P_{w}}{\phi R_{n}} = \frac{(194.06\,kip)}{(291.09\,kip)} = 0.66667 [math]

DCR = 0.667 < 1.0, Εντάξει

Η αναλογία είναι ακριβώς 0.6 / 0.9: η ζήτηση είναι η 60% όροφος και η χωρητικότητα είναι 90% της ίδιας ισχύος διαρροής στο ίδιο μήκος.

Βήμα 9: Συγκόλληση φιλέτου στον ιστό δοκού σε διάτμηση (AISC 360-16 J2.4, Εγχειρίδιο AISC Εξ. 9-2)

Η διάτμηση δοκού εισέρχεται στην ακραία πλάκα μέσω των συγκολλήσεων του ιστού. Οδηγός Σχεδιασμού 39 το αντιστοιχίζει στη συγκόλληση ιστού έξω από τη ζώνη τάνυσης του Βήματος 7.

Αποτελεσματικό μήκος συγκόλλησης σε διάτμηση

[math] L_{wv} = 2 \left( \min\left( d_{bm} – 2 k_{det} – 0.5 L_{wt},\, 0.5\, d_{bm} – k_{det} \right) \right) [math]

[math] L_{wv} = 2 \left( \min\left( (22.5\,in) – 2\,(2.625\,in) – 0.5\,(17.25\,in),\, 0.5\,(22.5\,in) – (2.625\,in) \right) \right) = 17.25\,in [math]

Όριο βασικού μετάλλου στο μέγεθος συγκόλλησης

Μια συγκόλληση φιλέτου δεν μπορεί να είναι ισχυρότερη από το μέταλλο στο οποίο είναι συγκολλημένο. Εγχειρίδιο εξ. 9-2 δίνει το μεγαλύτερο μέγεθος συγκόλλησης, σε δέκατα έκτα της ίντσας, που μπορεί να υποστηρίξει το βασικό μέταλλο. Ο ιστός έχει συγκολλήσεις και στις δύο όψεις, έτσι κάθε συγκόλληση παίρνει το μισό πάχος ιστού:

[math] D_{max} = \frac{t_{p}\, F_{up} \le \frac{t_{wb}}{2}\, F_{ub}}{3.09\,kip/in \times F_{EXX}/F_{E70XX}} [math]

[math] D_{max} = \frac{(0.875\,in) \times (65\,ksi) \le (0.375\,in) \times (65\,ksi)}{(3.09\,kip/in) \times (1)} = 7.8883 [math]

Αυτό είναι περισσότερο από το 6 δέκατα έκτα του 3/8 σε συγκόλληση, έτσι το βασικό μέταλλο δεν περιορίζει τη συγκόλληση και το πλήρες μέγεθός του μετράει.

Αντοχή συγκόλλησης

Η διάτμηση τρέχει κατά μήκος της συγκόλλησης, οπότε δεν υπάρχει κατευθυντική αύξηση:

[math] \phi R_{n} = \phi\, 0.6\, F_{EXX} \frac{\sqrt{2}}{2} \left( W_{2} \le \frac{D_{max}}{16} \right) L_{wv} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times 0.6 \times (70\,ksi) \times \frac{\sqrt{2}}{2} \times \left( (0.375\,in) \le \frac{(7.8883)}{(16)} \right) \times (17.25\,in) [math]

[math] \phi R_{n} = 144.08\,kip [math]

[math] DCR = \frac{V_{u}}{\phi R_{n}} = \frac{(120\,kip)}{(144.08\,kip)} = 0.83285 [math]

DCR = 0.833 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 10: Διάτμηση μπουλονιών (AISC 360-16 J3.6)

Τα μπουλόνια μεταφέρουν επίσης τη διάτμηση δοκού κατά μήκος της άρθρωσης μεταξύ της ακραίας πλάκας και της φλάντζας της στήλης. Οδηγός Σχεδιασμού 39 αφήνει το 12 μπουλόνια τάνυσης για να μεταφέρουν την τάση και δίνει τη διάτμηση στα υπόλοιπα: ο 16 μπουλόνια στην πλευρά συμπίεσης και το 4 εξωτερικά μπουλόνια σειρών 3 και 4, που δεν μετρήθηκαν σε ένταση. Αυτό είναι [mathin] n_{v} = 20 [mathin] Αγοράστε το μοντέλο φόρτωσης τώρα 32 μπουλόνια.

Είναι μπουλόνια τύπου ρουλεμάν A325-N, με νήματα που περιλαμβάνονται στο επίπεδο διάτμησης, Έτσι [mathin] F_{nv} = 54\,ksi [mathin]. Με [mathin] \phi = 0.75 [mathin] και [mathin] N_{s} = 1 [mathin] διατμητικό επίπεδο:

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{nv} \frac{\pi}{4} \left( d_{b} \right)^{2} N_{s}\, h_{f}\, n_{v} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times (54\,ksi) \times \frac{\pi}{4} \times \left( (0.75\,in) \right)^{2} \times (1) \times (1) \times (20) [math]

[math] \phi R_{n} = 357.85\,kip [math]

[math] DCR = \frac{V_{u}}{\phi R_{n}} = \frac{(120\,kip)}{(357.85\,kip)} = 0.33534 [math]

DCR = 0.335 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 11: Ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο στην ακραία πλάκα (AISC 360-16 J3.10)

Κάθε μπουλόνι πιέζει στην άκρη της οπής του στην ακραία πλάκα. Η πλάκα είτε παραμορφώνεται στην τρύπα (ρουλεμάν) ή σκίζει μια λωρίδα προς την επόμενη τρύπα (λυσσασμένο). Η διάτμηση δοκού σπρώχνει την ακραία πλάκα προς τα κάτω, έτσι κάθε μπουλόνι φέρει στο πάνω άκρο της τρύπας του.

Οι υποδοχές τρέχουν οριζόντια, έτσι το κατακόρυφο φορτίο συναντά το 13/16 σε πλάτος σχισμής:

[math] l_{c2} = s_{r} – d_{h} = (3\,in) – (0.8125\,in) = 2.1875\,in [math]

Με [mathin] t_{p} = 0.875\,in [mathin], [mathin] F_{up} = 65\,ksi [mathin], [mathin] n_{v} = 20 [mathin] και [mathin] \phi = 0.75 [mathin]:

[math] \phi R_{n,tearout} = \phi\, \min\left( 1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b} \right) t_{p}\, F_{up}\, n_{v} [math]

[math] \phi R_{n,tearout} = (0.75) \times \min\left( 1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in) \right) \times (0.875\,in) \times (65\,ksi) \times (20) [math]

[math] \phi R_{n,tearout} = 1535.6\,kip [math]

[math] DCR = \frac{V_{u}}{\phi R_{n,tearout}} = \frac{(120\,kip)}{(1535.6\,kip)} = 0.078144 [math]

DCR = 0.078 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 12: Ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο στη φλάντζα της στήλης (AISC 360-16 J3.10)

Ο ίδιος έλεγχος ισχύει και για τη φλάντζα της στήλης, που έχει τυπικές τρύπες και είναι 1.44 σε παχιά:

[math] \phi R_{n,tearout} = \phi\, \min\left( 1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b} \right) t_{fs}\, F_{us}\, n_{v} [math]

[math] \phi R_{n,tearout} = (0.75) \times \min\left( 1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in) \right) \times (1.44\,in) \times (65\,ksi) \times (20) [math]

[math] \phi R_{n,tearout} = 2527.2\,kip [math]

[math] DCR = \frac{V_{u}}{\phi R_{n,tearout}} = \frac{(120\,kip)}{(2527.2\,kip)} = 0.047483 [math]

DCR = 0.047 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 13: Κάμψη φλάντζας στήλης στα μπουλόνια τάνυσης (Οδηγός σχεδίασης AISC 39, Πίνακας Α-7 και Εξ. 3-43)

Οι βίδες τάνυσης τραβούν τη φλάντζα της στήλης καθώς και την ακραία πλάκα, ώστε η φλάντζα της στήλης να μπορεί να κάμπτεται στο ίδιο είδος σχεδίου γραμμής απόδοσης. Αν είναι πολύ λεπτό, η στήλη χρειάζεται ενισχυτικά ή πλάκες στήριξης στα μπουλόνια τάνυσης.

Το βήμα γραμμής απόδοσης για τη φλάντζα στήλης χρησιμοποιεί το πλάτος της:

[math] s = \frac{\sqrt{b_{fs}\, g}}{2} = \frac{\sqrt{(15.7\,in)(7.5\,in)}}{2} = 5.4256\,in [math]

Για ένα μοτίβο 12 μπουλονιών τεσσάρων φαρδιών/δύο πλατιών σε μια μη άκαμπτη στήλη που συνεχίζεται πάνω και κάτω από τη σύνδεση, Ο Πίνακας Α-7 δίνει:

[math] Y_{c} = \frac{b_{fs}}{2} \left( \frac{h_{1}}{s} + \frac{h_{4}}{s} \right) + \frac{2}{g} \left( h_{1} \left( s + \frac{3 s_{r}}{2} + \frac{3c}{4} \right) + h_{4} \left( s + \frac{s_{r}}{2} + \frac{c}{4} \right) \right) + \frac{g}{2} [math]

Με [mathin] b_{fs} = 15.7\,in [mathin], [mathin] g = 7.5\,in [mathin], [mathin] h_{1} = 23.82\,in [mathin], [mathin] h_{4} = 12.46\,in [mathin], [mathin] s = 5.4256\,in [mathin], [mathin] s_{r} = 3\,in [mathin], και [mathin] c = 5.44\,in [mathin] για την απόσταση του μπουλονιού κατά μήκος της φλάντζας της δοκού:

[math] Y_{c} = 172.74\,in [math]

Η αντοχή σε κάμψη της φλάντζας της στήλης είναι:

[math] M_{cf} = \phi\, F_{ys}\, t_{fs}^{2}\, Y_{c} = (0.9)\,(50\,ksi)\,(1.44\,in)^{2}\,(172.74\,in) = 1343.2\,kip\text{-}ft [math]

Συγκρίνεται με το ίδιο 1.10 φορές την ισοδύναμη ροπή που χρησιμοποιείται για την ακραία πλάκα:

[math] DCR = \frac{1.1\, M_{u,eq}}{M_{cf}} = \frac{(523.78\,kip\text{-}ft)}{(1343.2\,kip\text{-}ft)} = 0.38995 [math]

DCR = 0.390 < 1.0, Εντάξει

Η φλάντζα W14x193 είναι 1.44 σε παχιά, πολύ πιο χοντρό από το 7/8 στην τελική πλάκα, και η αντοχή κάμψης αυξάνεται με το τετράγωνο του πάχους. Δεν χρειάζονται ενισχυτικά στα μπουλόνια τάνυσης.

Βήμα 14: Στήλη κάτω από τη δύναμη της φλάντζας συμπίεσης (AISC 360-16 J10, Οδηγός σχεδίασης AISC 39)

Η φλάντζα συμπίεσης της δοκού ωθεί την ακραία πλάκα στη φλάντζα της στήλης. Αυτή η συγκεντρωμένη δύναμη πρέπει να μεταφερθεί από τη φλάντζα και τον ιστό της στήλης χωρίς τοπική αστοχία, και ο ιστός της στήλης πρέπει να το φέρει ως διάτμηση.

Δύναμη φλάντζας συμπίεσης

[math] P_{fc} = \frac{M_{ux}}{d_{bm} – t_{fb}} + \frac{C_{u}}{2} = \frac{(300\,kip\text{-}ft)}{(22.5\,in) – (1.36\,in)} + \frac{(200\,kip)}{2} = 270.29\,kip [math]

Τοπική κάμψη φλάντζας (Εξ. J10-1)

[math] \phi R_{n,flb} = \phi\, 6.25\, F_{ys} \left( t_{fs} \right)^{2} = (0.9) \times 6.25 \times (50\,ksi) \times \left( (1.44\,in) \right)^{2} = 583.2\,kip [math]

Λυγισμός συμπίεσης Ιστού (Εξ. J10-8)

Με τη διάσταση στήλης Τ, [mathin] T_{sup} = 10\,in [mathin], καθώς το βάθος ιστού και [mathin] Q_{f} = 1 [mathin]:

[math] \phi R_{n,wcb} = \phi \left( \frac{24\, t_{ws}^{3} \sqrt{E\, F_{ys}}}{T_{sup}} \right) Q_{f} = (0.9) \times \left( \frac{24 \times (0.89\,in)^{3} \times \sqrt{(29000\,ksi) \times (50\,ksi)}}{(10\,in)} \right) \times (1) = 1833.6\,kip [math]

Μήκος ρουλεμάν (Οδηγός Σχεδιασμού 39 Εξ. 3-47)

Η δύναμη της φλάντζας εξαπλώνεται μέσω των συγκολλήσεων της φλάντζας και της ακραίας πλάκας πριν φτάσει στη στήλη. Σε εκτεταμένο πιάτο, η πλάκα συνεχίζει πέρα ​​από τη φλάντζα συμπίεσης, έτσι η δύναμη εξαπλώνεται σε όλο το πάχος της πλάκας και στις δύο πλευρές:

[math] l_{b} = t_{fb} + 2 W_{1} + 2 t_{p} [math]

[math] l_{b} = (1.36\,in) + 2\,(0.75\,in) + 2\,(0.875\,in) = 4.61\,in [math]

Τοπική ανάπηρη του Ιστού (Εξ. J10-4)

[math] \phi R_{n,wlc} = \phi\, 0.8 \left( t_{ws} \right)^{2} \left[ 1 + 3 \left( \frac{l_{b}}{d_{sup}} \right) \left( \frac{t_{ws}}{t_{fs}} \right)^{1.5} \right] \sqrt{\frac{E\, F_{ys}\, t_{fs}}{t_{ws}}}\, Q_{f} [math]

[math] \phi R_{n,wlc} = (0.75) \times 0.8 \times \left( (0.89\,in) \right)^{2} \times \left[ 1 + 3 \times \left( \frac{(4.61\,in)}{(15.5\,in)} \right) \times \left( \frac{(0.89\,in)}{(1.44\,in)} \right)^{1.5} \right] \times \sqrt{\frac{(29000\,ksi) \times (50\,ksi) \times (1.44\,in)}{(0.89\,in)}} \times (1) = 1043.5\,kip [math]

Web τοπική απόδοση (Οδηγός Σχεδιασμού 39 Εξ. 3-46)

Οπου [mathin] C_{t} = 1 [mathin] γιατί η σύνδεση είναι μακριά από το τέλος της στήλης, και [mathin] k_{des} = 2.04\,in [mathin]. Οδηγός Σχεδιασμού 39 χρησιμοποιεί 6k αντί για 5k στο J10.2, επειδή η ακραία πλάκα απλώνει περαιτέρω το φορτίο:

[math] \phi R_{n,wly} = \phi \left( 6\, C_{t}\, k_{des} + l_{b} \right) F_{ys}\, t_{ws} = (1)\,(6\,(1)\,(2.04\,in) + (4.61\,in))\,(50\,ksi)\,(0.89\,in) = 749.83\,kip [math]

Διάτμηση ζώνης πάνελ Ιστού (Εξ. J10-9)

[math] \phi R_{n,wpz} = \phi\, 0.6\, F_{ys}\, d_{sup}\, t_{ws} = (0.9) \times 0.6 \times (50\,ksi) \times (15.5\,in) \times (0.89\,in) = 372.46\,kip [math]

Δύναμη κυβερνητικής στήλης

[math] \phi R_{n} = \min\left( (583.2\,kip),\, (1833.6\,kip),\, (1043.5\,kip),\, (749.83\,kip),\, (372.46\,kip) \right) = 372.46\,kip [math]

[math] DCR = \frac{P_{fc}}{\phi R_{n}} = \frac{(270.29\,kip)}{(372.46\,kip)} = 0.72569 [math]

DCR = 0.726 < 1.0, Εντάξει

Η διάτμηση ζώνης του πίνακα διέπει τη στήλη, και δεν χρειάζονται ενισχυτικά ή πλάκα διπλασιασμού για αυτό το φορτίο. Από τους ελέγχους στηλών, είναι το πιο κοντά στο όριο του.

Περίληψη των ελέγχων σχεδιασμού

Η εκτεταμένη ακραία πλάκα περνάει κάθε έλεγχο. Η αναλογία λεπτομερειών του 1.000 προέρχεται από την απόσταση της στήλης των μπουλονιών που βρίσκεται ακριβώς στο ελάχιστο AISC, που επιτρέπεται. Από τους ελέγχους αντοχής, η συγκόλληση της φλάντζας κυβερνά στο 0.93148, ακολουθούμενο από το πάχος της τελικής πλάκας στο 0.92687 και η διάμετρος του μπουλονιού στο 0.92291. Διάτμηση μπουλονιών, ρουλεμάν και η επέκταση έχουν πολύ απόθεμα. Για να μεταφέρω περισσότερη στιγμή, τα μπουλόνια και η πλάκα πρέπει να αναπτυχθούν μαζί, και η ζώνη του πίνακα στήλης στο 0.726 είναι το επόμενο όριο μετά από αυτό.

Τι να αλλάξετε εάν αποτύχει ένας έλεγχος

• Λεπτομερή όρια: διευρύνετε το διάστημα της στήλης του μπουλονιού ή του μετρητή, ή χρησιμοποιήστε μια ευρύτερη πλάκα εάν οι αποστάσεις των άκρων είναι μικρές. Το πλάτος της φλάντζας της στήλης περιορίζει πόσο μακριά μπορούν να εξαπλωθούν τα μπουλόνια.
• Απαιτούμενη διάμετρος μπουλονιού: χρησιμοποιήστε ένα μπουλόνι μεγαλύτερης ή ανώτερης ποιότητας, ή ένα σχέδιο με περισσότερα μπουλόνια σε τάση. Μια βαθύτερη δοκός δίνει σε κάθε σειρά έναν μακρύτερο βραχίονα μοχλού.
• Απαιτούμενο πάχος τελικής πλάκας: Χρησιμοποιήστε μια παχύτερη πινακίδα, ή μειώστε τις μετατοπίσεις του μετρητή ή της φλάντζας του μπουλονιού για να αυξήσετε την παράμετρο γραμμής διαρροής. Μια σκληρυμένη εκτεταμένη ακραία πλάκα δίνει μια πολύ μεγαλύτερη παράμετρο γραμμής διαρροής.
• Εκτεταμένη μερίδα σε διάτμηση: Χρησιμοποιήστε μια παχύτερη πινακίδα, ή λιγότερες ή μικρότερες τρύπες στην εξωτερική σειρά.
• Συγκόλληση με φλάντζα: αυξήστε το μέγεθος της συγκόλλησης, ή χρησιμοποιήστε μια συγκόλληση πλήρους διείσδυσης αρμού. ο 0.6 Το δάπεδο Fy σημαίνει ότι η συγκόλληση της φλάντζας έχει μέγεθος για τη φλάντζα, όχι η στιγμή.
• Συγκόλληση ιστού ή μέταλλο βάσης ιστού: αυξήστε το μέγεθος συγκόλλησης ιστού μέχρι αυτό που μπορεί να υποστηρίξει ο ιστός. Μια δοκός με παχύτερο ιστό βοηθά επίσης.
• Διάτμηση μπουλονιών ή ρουλεμάν: χρησιμοποιήστε ένα μεγαλύτερο μπουλόνι ή υψηλότερη ποιότητα, ή προσθέστε μπουλόνια στην πλευρά συμπίεσης.
• Κάμψη φλάντζας στήλης: προσθέστε ενισχυτικά στο επίπεδο των μπουλονιών τάνυσης, ή χρησιμοποιήστε μια βαρύτερη στήλη με παχύτερη φλάντζα.
• Στήλη σε συμπίεση: προσθέστε ενισχυτικά απέναντι από τη φλάντζα συμπίεσης για τοπικούς ελέγχους φλάντζας και ιστού, ή μια πλάκα διπλασιασμού για διάτμηση ζώνης πάνελ.

Συχνές ερωτήσεις

Πότε θα πρέπει να χρησιμοποιείτε μια εκτεταμένη ακραία πλάκα αντί για μια πλάκα έκπλυσης?

Χρησιμοποιήστε μια εκτεταμένη ακραία πλάκα όταν μια πλάκα έκπλυσης δεν μπορεί να αντέξει τη στιγμή. Η σειρά έξω από τη φλάντζα τάνυσης έχει τον μεγαλύτερο βραχίονα μοχλού από οποιοδήποτε μπουλόνι, και η επέκταση προσθέτει γραμμές απόδοσης, Έτσι, τα ίδια μπουλόνια και πάχος πλάκας έχουν πολύ περισσότερη ροπή. Το συμβιβασμό είναι η προβολή πέρα ​​από τη δέσμη, που μπορεί να συγκρουστεί με μια πλάκα δαπέδου ή ένα κατάστρωμα οροφής. Μια πλάκα έκπλυσης παραμένει εντός του βάθους της δέσμης.

Τι σημαίνει τετραπλάτος/δύο πλάτος σε μια σύνδεση τελικής πλάκας?

Περιγράφει πόσα μπουλόνια σε κάθε σειρά Οδηγός σχεδίασης 39 μετράει στην ένταση. Σε αυτό το παράδειγμα, η εξωτερική και η πρώτη εσωτερική σειρά μετρούν τέσσερα μπουλόνια, και οι επόμενες δύο εσωτερικές σειρές μετρούν μόνο τα δύο μπουλόνια κοντά στον ιστό. Τα εξωτερικά μπουλόνια σε αυτές τις κάτω σειρές είναι πολύ μακριά τόσο από τη φλάντζα όσο και από τον ιστό για να τεντώσουν, έτσι μένουν έξω από τον υπολογισμό της τάσης και χρησιμοποιούνται για διάτμηση.

Γιατί τα μπουλόνια έχουν σχεδιαστεί για να μην περιεργάζονται?

Οδηγός Σχεδιασμού 39 χρησιμοποιεί μια προσέγγιση παχιάς πλάκας για ακραίες πλάκες: Προσαρμόζει τα μεγέθη των μπουλονιών για την αντοχή τους σε εφελκυσμό χωρίς να αδιαφορεί, στη συνέχεια κάνει την τελική πλάκα αρκετά παχιά ώστε να παραμένει άκαμπτη, έτσι οι αδιάκριτες δυνάμεις δεν αναπτύσσονται ποτέ. Γι' αυτό ελέγχεται πρώτα η διάμετρος του μπουλονιού (Βήμα 2) και δεύτερο το πάχος της πλάκας, με α 1.10 παράγοντα τη στιγμή (Βήμα 3).

Γιατί η συγκόλληση της φλάντζας έχει μέγεθος περισσότερο από τη δύναμη της φλάντζας?

Οδηγός Σχεδιασμού 39 ορίζει μια ελάχιστη δύναμη φλάντζας του 60% της αντοχής διαρροής της φλάντζας δοκού, οπότε η συγκόλληση δεν είναι ποτέ ο αδύναμος κρίκος στη σύνδεση. Για μια βαριά φλάντζα όπως η W21x166, αυτό το ελάχιστο είναι πολύ πάνω από τη δύναμη από τη στιγμή και το αξονικό φορτίο, και είναι αυτό που θέτει το 3/4 σε μέγεθος συγκόλλησης εδώ.

Γιατί επιτρέπονται τρύπες με κοντές σχισμές με μπουλόνια τύπου ρουλεμάν?

AISC 360-16 Το J3.2 επιτρέπει οπές με κοντές σχισμές σε συνδέσεις τύπου ρουλεμάν όταν η σχισμή είναι κάθετη προς την κατεύθυνση του φορτίου. Οι εγκοπές σε αυτή την ακραία πλάκα είναι οριζόντιες και η διάτμηση είναι κάθετη, έτσι τα μπουλόνια μπορεί να είναι A325-N αντί να ολισθαίνουν. Οι υποδοχές δίνουν στο erector κάποια ανοχή οριζόντιας προσαρμογής.

Αυτό το παράδειγμα ακολουθεί το AISC 15th edition ή το AISC 16th edition Manual?

Ακολουθεί την AISC 360-16 και το Εγχειρίδιο AISC 15η Έκδοση, που είναι γραμμένο γύρω από αυτήν την Προδιαγραφή, με τη διαδικασία της τελικής πλάκας από τον Οδηγό Σχεδίασης 39. Το Εγχειρίδιο AISC 16th Edition συνδυάζεται με το τελευταίο 360-22 Προσδιορισμός. Οι όροι και οι αριθμοί εξισώσεων άλλαξαν στη νεότερη έκδοση, Επομένως, ελέγξτε τις αναφορές σε σχέση με την έκδοση που χρησιμοποιεί το έργο σας.

Πώς θα άλλαζε αυτό για το AISC ASD αντί για το LRFD?

Οι οριακές καταστάσεις και οι ονομαστικές αντοχές είναι οι ίδιες. Με το AISC ASD συγκρίνετε δυνάμεις σε επίπεδο εξυπηρέτησης με την ονομαστική αντοχή διαιρούμενη με έναν παράγοντα ασφαλείας αντί να πολλαπλασιάζεστε με έναν παράγοντα αντίστασης. Ένας παράγοντας αντίστασης του 0.75 γίνεται παράγοντας ασφάλειας του 2.00, 0.90 γίνεται 1.67, και 1.00 γίνεται 1.50. Οι συνδυασμοί φορτίων αλλάζουν επίσης, λοιπόν η στιγμή, Η διάτμηση και το αξονικό φορτίο είναι χαμηλότερα.

Σχεδιάστε μια εκτεταμένη σύνδεση ροπής τελικής πλάκας δωρεάν

Κάθε αριθμός σε αυτήν τη σελίδα προέρχεται από μία λύση. Επιλέξτε τη διαμόρφωση ροπής τελικής πλάκας, εισάγετε τη δέσμη σας, στήλη, μπουλόνια, συγκολλήσεις, στιγμή, διατμητικό και αξονικό φορτίο, και δείτε κάθε έναν από αυτούς τους ελέγχους στο πρόγραμμα περιήγησής σας. Δεν υπάρχει τίποτα για εγκατάσταση.

ΣΧΕΔΙΑΣΤΕ ΜΙΑ ΣΥΝΔΕΣΗ ΔΩΡΕΑΝ

Η ενότητα SkyCiv Connection Design είναι το λογισμικό σχεδιασμού σύνδεσης πίσω από αυτό το παράδειγμα. Σας δίνει την πλήρη αναφορά υπολογισμού με κάθε εξίσωση και τους αριθμούς σας σε αυτήν, όπως τα παραπάνω βήματα, συν κάθε χωρητικότητα και DCR, για AISC 360-16 (LRFD και ASD) και ως 4100:2020. ο αριθμομηχανή μπουλονιών και το αριθμομηχανή συγκόλλησης καλύψτε τις ομάδες μπουλονιών και τις ομάδες συγκόλλησης από μόνες τους.

ΑΓΟΡΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΣΥΝΔΕΣΗΣ

βιβλιογραφικές αναφορές

• AISC 360-16, Προδιαγραφές για δομικά κτίρια από χάλυβα: Β4.3β, J2.2b (Πίνακας J2.4), J2.4 (Εξ. J2-4), J3.2, J3.3, J3.4 (Πίνακας J3.4), J3.5 (Πίνακας J3.5), J3.6 (Εξ. J3-1), J3.10 (Εξ. J3-6a, J3-6c), J4.1 (Εξ. J4-1, J4-2), J4.2 (Εξ. J4-3, J4-4), J10.1 (Εξ. J10-1), J10.3 (Εξ. J10-4), J10.5 (Εξ. J10-8), J10.6 (Εξ. J10-9).
• Οδηγός σχεδίασης AISC 39, Συνδέσεις ροπής τελικής πλάκας: Εξ. 3-30, 3-38ένα, 3-39 έως 3-41α, 3-43, 3-46, 3-47, 5-1, 5-3ένα, 5-5ένα; Σύκο. 3-17; Τραπέζι 5-17, Πίνακας Α-7.
• Εγχειρίδιο AISC Steel Construction, 15ου Έκδοση: Μέρος 1 ιδιότητες ενότητας; Μέρος 9 Εξ. 9-2.
• Σχεδιασμός χαλύβδινων συνδέσεων με χρήση AISC 360-16
• Μπουλόνια και συγκολλήσεις στο SkyCiv Connection Design