Εκτεταμένος σχεδιασμός σύνδεσης μονής πλάκας

Εκτεταμένη σχεδίαση σύνδεσης μονής πλάκας στο AISC 360 είναι η διαδικασία της γλωττίδας διάτμησης για μια πλάκα που φτάνει πολύ πέρα ​​από το στήριγμα, συνήθως έτσι ώστε η δοκός να μπορεί να πλαισιώνεται σε έναν ιστό στήλης και να καθαρίζει τις φλάντζες της στήλης. Ελέγχετε την ομάδα μπουλονιών για την πλήρη εκκεντρότητα, το πάχος της πλάκας για ολκιμότητα, ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο στην πλάκα και στον ιστό της δοκού, διάτμηση μπλοκ, διατμητική υποχώρηση και ρήξη, κάμψη και λυγισμός πλάκας, αλληλεπίδραση διάτμησης και κάμψης, και η συγκόλληση στο στήριγμα. Η μακριά πλάκα κάνει την εκκεντρότητα της ομάδας μπουλονιών και την κάμψη της πλάκας πολύ μεγαλύτερη από ό,τι σε μια συμβατική γλωττίδα διάτμησης, και αυτό είναι που οδηγεί τον σχεδιασμό.

Αυτή η σελίδα λειτουργεί ένα πραγματικό παράδειγμα από την αρχή μέχρι το τέλος: μια δοκός W24x55 που πλαισιώνει τον ιστό μιας στήλης W14x90, με α 100 αντίδραση kip LRFD, μέσω α 3/8 σε x 13 σε x 21 σε πλάκα Α36 με δεκατέσσερα 3/4 σε μπουλόνια A325-N σε δύο στήλες των επτά. Ο σχεδιασμός είναι της AISC 360-16 και το Εγχειρίδιο AISC 15η Έκδοση. Κάθε εξίσωση γράφεται με τους αριθμούς της, με την ίδια σειρά με το φύλλο υπολογισμού AISC που το Σχεδιασμός σύνδεσης SkyCiv παράγει μονάδα για αυτή τη σύνδεση.

ΔΟΚΙΜΑΣΤΕ ΤΟ ΔΩΡΕΑΝ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΜΑΣ ΤΩΡΑ ΑΓΟΡΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΣΥΝΔΕΣΗΣ

Τι είναι μια εκτεταμένη σύνδεση μονής πλάκας?

Μια εκτεταμένη σύνδεση μονής πλάκας είναι μια γλωττίδα διάτμησης που είναι μεγαλύτερη από αυτή που επιτρέπει η συμβατική διαμόρφωση. Η πλάκα είναι συγκολλημένη στο στήριγμα και το πεδίο βιδώνεται στον ιστό της δοκού, όπως και με κάθε μεμονωμένο πιάτο, αλλά τα μπουλόνια βρίσκονται αρκετά μακριά από τη συγκόλληση που ο απλοποιημένος πίνακας του Εγχειριδίου AISC 10-9 προσέγγιση δεν ισχύει πλέον. Εξακολουθεί να είναι μια απλή σύνδεση υπό το AISC 360-16 Β3.4, έτσι είναι λεπτομερές να περιστρέφεται αντί να αντιστέκεται στη στιγμή.

Η πιο κοινή χρήση είναι μια δοκός που πλαισιώνεται σε ιστό στήλης. Το άκρο της δοκού πρέπει να βρίσκεται έξω από τις φλάντζες της στήλης, έτσι το πιάτο απλώνεται από τον ιστό για να το συναντήσει. Σε αυτό το παράδειγμα το άκρο της δοκού είναι 7 3/4 μέσα από τον ιστό της στήλης. Ένα πιάτο που λυγίζει πολύ περισσότερο από μια κοντή καρτέλα, έτσι η ομάδα μπουλονιών έχει σχεδιαστεί για την πλήρη εκκεντρότητα και η πλάκα ελέγχεται για λυγισμό καθώς και για υποχώρηση. Είναι ένας τύπος σύνδεση διάτμησης, παράλληλα με το σύνδεση διπλής γωνίας, ο σύνδεση μονής γωνίας και η διάτμηση σύνδεση τελικής πλάκας. Μπορείτε να ελέγξετε αυτό το παράδειγμα απευθείας στο αριθμομηχανή σύνδεσης μονής πλάκας, που καλύπτει τόσο τις συμβατικές όσο και τις εκτεταμένες διαμορφώσεις.

Ανύψωση του παραδείγματος σύνδεσης. Το άκρο της δοκού κάθεται 7 3/4 μέσα από τον ιστό της στήλης, έξω από τις φλάντζες της στήλης, και η πρώτη στήλη μπουλονιού είναι 1 μέσα από το άκρο της δοκού.

Ενότητα Α-Α. Η πλάκα έχει οριζόντιες κοντές οπές και α 1/4 σε φιλέτο συγκόλληση και στις δύο πλευρές στον ιστό της στήλης.

Πώς σχεδιάζετε μια εκτεταμένη σύνδεση μονής πλάκας? Τα βήματα με μια ματιά

1. Ελέγξτε τα όρια λεπτομέρειας στη δέσμη: απόσταση μπουλονιών, αποστάσεις ακμών, βάθος πλάκας.
2. Βρείτε τη διατμητική αντοχή της ομάδας μπουλονιών κατά το στιγμιαίο κέντρο περιστροφής, για την πλήρη εκκεντρικότητα.
3. Ελέγξτε την ολκιμότητα της πλάκας: η πλάκα δεν πρέπει να είναι ισχυρότερη στην κάμψη από την ομάδα μπουλονιών.
4. Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού και το σκίσιμο στην πλάκα.
5. Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού και το σκίσιμο στο πλέγμα της δοκού.
6. Συνδυάστε διάτμηση, ρουλεμάν και σχίσιμο ανά μπουλόνι για την αποτελεσματική αντοχή της ομάδας.
7. Ελέγξτε τη διάτμηση μπλοκ της πλάκας.
8. Ελέγξτε τη διατμητική απόδοση και τη διάτμηση της πλάκας.
9. Ελέγξτε την κάμψη και τον λυγισμό της πλάκας χρησιμοποιώντας τη διαδικασία διπλής ανταπόκρισης δοκού.
10. Ελέγξτε την αλληλεπίδραση διάτμησης και κάμψης για υποχώρηση.
11. Ελέγξτε την αλληλεπίδραση διάτμησης και κάμψης για ρήξη.
12. Ελέγξτε το όριο λεπτομερειών στην υποστήριξη.
13. Ελέγξτε το μέγεθος συγκόλλησης που απαιτείται για την ανάπτυξη της πλάκας.
14. Ελέγξτε την αντοχή συγκόλλησης στον ιστό της στήλης.

Είσοδοι σχεδίασης για αυτό το παράδειγμα

Ο κώδικας σχεδίασης είναι AISC 360-16 LRFD. Οι ιδιότητες ενότητας προέρχονται από το Εγχειρίδιο AISC.

 

 

Το πλάτος της πλάκας αθροίζεται από το σχέδιο: 7.75 στο άκρο της δοκού, 1 στην πρώτη στήλη μπουλονιού, 3 ανάμεσα στις στήλες και 1.25 στην άκρη της πλάκας, 13 συνολικά. Το βάθος της πλάκας είναι δύο 1.5 σε αποστάσεις ακμών συν έξι 3 σε χώρους, 21 σε.

Βήμα 1: Λεπτομερή όρια στην πλευρά της δοκού (AISC 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

Πριν από οποιονδήποτε έλεγχο αντοχής, η διάταξη του μπουλονιού πρέπει να είναι κατασκευαστή και να ταιριάζει με τις υποθέσεις πίσω από τις εξισώσεις αντοχής. Οι βίδες που είναι πολύ κοντά σκίζονται ανάμεσα στις τρύπες, οι άκρες που είναι πολύ κοντά σκίζονται, και μια πλάκα που είναι πολύ μικρή ή πολύ βαθιά αλλάζει τον τρόπο περιστροφής της σύνδεσης.

Για ένα 3/4 στο μπουλόνι η ελάχιστη απόσταση είναι [mathin] 2\tfrac{2}{3} d_{b} = 2\,in [mathin] (J3.3) και η ελάχιστη απόσταση ακμών είναι 1 σε (Πίνακας J3.4). Η πλάκα έχει οριζόντιες κοντές εγκοπές, και η οριζόντια απόσταση του άκρου του μετριέται από το άκρο της σχισμής, οπότε ο Πίνακας J3.5 προσαύξηση του 1/8 σε αυξάνει το ελάχιστο του σε 1.125 σε. Το βάθος της πλάκας πρέπει να είναι τουλάχιστον το ήμισυ της διάστασης Τ της δοκού, 20 3/4 για ένα W24x55, ώστε η σύνδεση να είναι αρκετά άκαμπτη για να στηρίξει το άκρο της δοκού, και πρέπει επίσης να ταιριάζει στον ιστό της δοκού.

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 οριζόντια απόσταση του άκρου στον ιστό της δοκού, που κάθεται ακριβώς στο 1 στο ελάχιστο:

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

DCR = 1.000 ≤ 1.0, Εντάξει

Το βάθος της πλάκας είναι επίσης κοντά στο ανώτατο όριο στο 0.982. ΕΝΑ 21 σε πλάκα με επτά σειρές είναι περίπου τόσο βαθιά όσο μπορεί να πάρει αυτή η δοκός.

Βήμα 2: Διατμητική αντοχή ομάδας μπουλονιών από το στιγμιαίο κέντρο περιστροφής (AISC 360-16 J3.6)

Η αντίδραση δέσμης φτάνει στην πλάκα στην ομάδα μπουλονιών, πολύ μακριά από τη συγκόλληση, έτσι τα μπουλόνια φέρουν μεγάλη ροπή όπως και η διάτμηση. Το στιγμιαίο κέντρο περιστροφής (ICOR) Η μέθοδος βρίσκει το σημείο γύρω από το οποίο περιστρέφεται η ομάδα μπουλονιών και το μετατρέπει σε συντελεστή C, που είναι πόσα μπουλόνια’ αξία της διατμητικής αντοχής που προσφέρει στην πραγματικότητα η ομάδα.

Σχεδιαστική εκκεντρικότητα

Για ένα συμβατικό μονό πιάτο, Εγχειρίδιο AISC Πίνακας 10-9 σας επιτρέπει να σχεδιάσετε τα μπουλόνια για μειωμένη εκκεντρότητα. Αυτός ο πίνακας δεν καλύπτει την εκτεταμένη διαμόρφωση, έτσι η ομάδα μπουλονιών έχει σχεδιαστεί για την πλήρη απόσταση από τη γραμμή συγκόλλησης έως το κέντρο της ομάδας μπουλονιών. Εδώ αυτό είναι το διάκενο της δοκού, συν την απόσταση του άκρου από την πρώτη στήλη μπουλονιού, συν το μισό διάστημα στηλών:

[math] e = clr + L_{eh,bm} + \frac{s_{c}}{2} = 7.75\,in + 1\,in + \frac{3\,in}{2} = 10.25\,in [math]

Αντοχή ενός μπουλονιού

Με [mathin] \phi = 0.75 [mathin], [mathin] F_{nv} = 54\,ksi [mathin], [mathin] d_{b} = 0.75\,in [mathin] και [mathin] N_{s} = 1 [mathin]:

[math] \phi r_{v} = \phi\, F_{nv}\, \frac{\pi}{4} \left( d_{b} \right)^{2} N_{s}\, h_{f} = 17.892\,kip [math]

Εδώ [mathin] h_{f} = 1 [mathin] γιατί δεν υπάρχουν πληρωτικά (AISC 360-16 J5.2(ένα)):

[math] h_{f} = 0.85 \lt 1 – (0.4) \times \left( (0\,in) – (0.25\,in) \right) \le 1 \;\Rightarrow\; h_{f} = 1 [math]

Εντοπισμός του στιγμιαίου κέντρου

Μπουλόνι 1 βρίσκεται στην κάτω αριστερή γωνία της ομάδας, με τις παρακάτω συντεταγμένες. Το IC βρίσκεται με επανάληψη, χρησιμοποιώντας την καμπύλη φορτίου-παραμόρφωσης της AISC Manual Equation (7-1) σε σελίδες 7-6 προς το 7-8. ο Υπολογισμός ομάδας μπουλονιών με χρήση ICOR διανύει πλήρως αυτήν την επανάληψη.

Η επανάληψη συγκλίνει με το IC στο:

[math] x_{ic} = -1.3636\,in, \qquad y_{ic} = 9\,in [math]

Το IC βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο με τη μεσαία σειρά και ακριβώς έξω από την αριστερή στήλη του μπουλονιού. Οι αντιδράσεις μπουλονιών σε αυτή τη θέση είναι:

Αυτό δίνει τους δύο συντελεστές που χρησιμοποιούνται στο υπόλοιπο σχέδιο:

[math] C = 6.29 \qquad C’ = 72.195\,in [math]

Μόνο δεκατέσσερα μπουλόνια παραδίδονται 6.29 μπουλόνια’ αξία κάθετης διάτμησης σε α 10.25 στην εκκεντρικότητα, έτσι περισσότερο από το ήμισυ της ομόκεντρης δύναμης της ομάδας πηγαίνει στην αντίσταση στη στιγμή. ντο’ είναι ο συντελεστής μόνο για στιγμή, που ο έλεγχος ολκιμότητας στο Βήμα 3 χρήσεις.

Αντοχή ομάδας μπουλονιών

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times (54\,ksi) \times \frac{\pi}{4} \times \left( (0.75\,in) \right)^{2} \times (1) \times (6.29) \times (1) [math]

[math] \phi R_{n} = 112.54\,kip [math]

DCR = 100 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 112.54 κιπ = 0.889 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 3: Ελκιμότητα της πλάκας, μέγιστο πάχος πλάκας (Εγχειρίδιο AISC Εξ. 10-3, 10-4)

Μια γλωττίδα διάτμησης πρέπει να περιστρέφεται καθώς η δοκός εκτρέπεται. Εάν η πλάκα είναι ισχυρότερη στην κάμψη από την ομάδα των μπουλονιών σε διάτμηση, τα μπουλόνια σπάνε πριν υποχωρήσει η πλάκα, που είναι ξαφνικό, εύθραυστη αστοχία. Η κάλυψη του πάχους της πλάκας διασφαλίζει ότι η πλάκα υποχωρεί πρώτα. Στην εκτεταμένη διαμόρφωση, αυτός ο έλεγχος απαιτείται πάντα.

Πρώτα, τη δύναμη ροπής της ομάδας μπουλονιών, χρησιμοποιώντας [mathin] C’ = 72.195\,in [mathin] από το Βήμα 2 και [mathin] F_{nv} = 54\,ksi [mathin]:

[math] M_{max} = \frac{F_{nv}}{0.9}\, \frac{\pi}{4}\, d_{b}^{2}\, C’ [math]

[math] M_{max} = \frac{(54\,ksi)}{0.9} \times \frac{\pi}{4} \times (0.75\,in)^{2} \times (72.195\,in) = 159.47\,kip\text{-}ft [math]

Έπειτα η πιο χοντρή πλάκα της οποίας η πλαστική ροπή δεν την υπερβαίνει, με [mathin] F_{yp} = 36\,ksi [mathin] και [mathin] d_{p} = 21\,in [mathin]:

[math] t_{max} = \frac{6\, M_{max}}{F_{yp}\, d_{p}^{2}} [math]

[math] t_{max} = \frac{6 \times (159.47\,kip\text{-}ft)}{(36\,ksi) \times (21\,in)^{2}} = 0.72323\,in [math]

DCR = 0.375 σε / 0.72323 σε = 0.519 < 1.0, Εντάξει

ο 3/8 στο πιάτο είναι περίπου το μισό του ορίου. Δεκατέσσερα μπουλόνια δίνουν στην ομάδα μεγάλη αντοχή ροπής, οπότε υπάρχει αρκετός χώρος εδώ.

Βήμα 4: Ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο στη μονή πλάκα (AISC 360-16 J3.10)

Κάθε μπουλόνι σπρώχνει προς τα κάτω στην άκρη της οπής του στην πλάκα. Η πλάκα είτε παραμορφώνεται στην τρύπα (ρουλεμάν, καλύπτεται σε 2.4 Διατμητική Αντοχή Μπουλονιών) ή σκίζει μια λωρίδα στην επόμενη τρύπα ή στο κάτω άκρο (λυσσασμένο, 1.2 Διατμητική Αντοχή Μπουλονιών). Το κάτω μπουλόνι σε κάθε στήλη έχει τη μικρότερη καθαρή απόσταση, άρα είναι ο αδύναμος.

Οι υποδοχές τρέχουν οριζόντια και το φορτίο είναι κατακόρυφο, οπότε η διάσταση της οπής σε όλο το μήκος του μέλους είναι η τυπική [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin]. Καθαρή απόσταση για τον ακραίο μπουλόνι, με [mathin] L_{ev,pl} = 1.5\,in [mathin]:

[math] l_{c1} = L_{ev,pl} – \frac{d_{h}}{2} = (1.5\,in) – \frac{(0.8125\,in)}{2} = 1.0938\,in [math]

Καθαρή απόσταση μεταξύ των μπουλονιών, με [mathin] s_{r} = 3\,in [mathin]:

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

Οπου [mathin] t_{p} = 0.375\,in [mathin], [mathin] F_{up} = 58\,ksi [mathin], [mathin] C = 6.29 [mathin], [mathin] n_{r} = 7 [mathin] και [mathin] \phi = 0.75 [mathin]. Το στήριγμα είναι η αντοχή μιας γραμμής επτά μπουλονιών, και ο παράγοντας Γ / Το n_r το κλιμακώνει για την έκκεντρη ομάδα των δύο γραμμών:

[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{p} F_{up} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{p} F_{up} \left( n_{r} – 1 \right) \right] \left( \frac{C}{n_{r}} \right) [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times (1.0938\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) + \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) \times \left( (7) – 1 \right) \right] \times \left( \frac{(6.29)}{(7)} \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 177.54\,kip [math]

DCR = 100 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 177.54 κιπ = 0.563 < 1.0, Εντάξει

Το σχίσιμο διέπει τον ακραίο μπουλόνι, επειδή 1.2 Το lc1 είναι μικρότερο από 2.4 Διπλή διάτμηση. Τα εσωτερικά μπουλόνια καλύπτονται με ρουλεμάν.

Βήμα 5: Ρουλεμάν μπουλονιών και σχίσιμο στον ιστό της δοκού (AISC 360-16 J3.10)

Ο ίδιος έλεγχος ισχύει και για τον ιστό της δοκού. Η δοκός δεν είναι καλυμμένη και οι φλάντζες της είναι μακριά από τα μπουλόνια, έτσι δεν υπάρχει άκρη για να σκιστείς, και κάθε μπουλόνι φέρει σαν εσωτερικό μπουλόνι.

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

Οπου [mathin] t_{wb} = 0.395\,in [mathin], [mathin] F_{ub} = 65\,ksi [mathin] και [mathin] C = 6.29 [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{wb} F_{ub}\, C [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.395\,in) \times (65\,ksi) \times (6.29) [math]

[math] \phi R_{n} = 218.02\,kip [math]

DCR = 100 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 218.02 κιπ = 0.459 < 1.0, Εντάξει

ο 0.395 στο web είναι παχύτερο από την πλάκα και έχει μεγαλύτερη αντοχή σε εφελκυσμό, άρα είναι το ισχυρότερο φύλλο σε αυτή τη σχέση.

Βήμα 6: Αποτελεσματική αντοχή της ομάδας μπουλονιών (AISC 360-16 J3.6 Σχόλιο)

Διάτμηση μπουλονιών, Το ρουλεμάν και το σκίσιμο δεν είναι πραγματικά ξεχωριστοί έλεγχοι. Κάθε μπουλόνι παρέχει τη μικρότερη από την αντοχή του στη διάτμηση και τη φέρουσα ή σχισμή του σε κάθε φύλλο από το οποίο διέρχεται, και η αντοχή της ομάδας είναι το άθροισμα αυτών των τιμών ανά μπουλόνι, κλίμακα για την εκκεντρικότητα.

Αντοχή ενός μπουλονιού σε μονή διάτμηση:

[math] \phi r_{v} = \phi\, F_{nv}\, \frac{\pi}{4} \left( d_{b} \right)^{2} N_{s}\, h_{f} = (0.75) \times (54\,ksi) \times \frac{\pi}{4} \times \left( (0.75\,in) \right)^{2} \times (1) \times (1) = 17.892\,kip [math]

Ρουλεμάν και σχίσιμο ενός μπουλονιού στην πλάκα, για το ακραίο μπουλόνι και ένα εσωτερικό μπουλόνι:

[math] \phi r_{n1e} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{p} F_{up} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (1.0938\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) = 21.41\,kip [math]

[math] \phi r_{n1i} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{p} F_{up} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) = 29.363\,kip [math]

Ρουλεμάν ενός μπουλονιού στον ιστό της δοκού:

[math] \phi r_{n2} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{wb} F_{ub} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.395\,in) \times (65\,ksi) = 34.661\,kip [math]

Οι βίδες αριθμούνται από την κορυφή κάθε γραμμής, τόσο μπουλόνι 7 είναι το ακραίο μπουλόνι στην πλάκα:

[math] \phi r_{eff,1} = \min\left( \phi r_{v},\, \phi r_{n1i},\, \phi r_{n2} \right) = \min\left( (17.892\,kip),\, (29.363\,kip),\, (34.661\,kip) \right) = 17.892\,kip [math]

[math] \phi r_{eff,2} = \min\left( \phi r_{v},\, \phi r_{n1e},\, \phi r_{n2} \right) = \min\left( (17.892\,kip),\, (21.41\,kip),\, (34.661\,kip) \right) = 17.892\,kip [math]

Άθροισμα σε μία γραμμή, με [mathin] n_{1} = 6 [mathin] μπουλόνια στην εσωτερική τιμή και [mathin] n_{2} = 1 [mathin] στην τιμή άκρης:

[math] \sum \phi r_{eff} = n_{1}\, \phi r_{eff,1} + n_{2}\, \phi r_{eff,2} = (6) \times (17.892\,kip) + (1) \times (17.892\,kip) = 125.25\,kip [math]

[math] \phi R_{n,eff} = \left( \frac{C}{n_{r}} \right) \sum \phi r_{eff} = \left( \frac{(6.29)}{(7)} \right) \times (125.25\,kip) = 112.54\,kip [math]

DCR = 100 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 112.54 κιπ = 0.889 < 1.0, Εντάξει

Η διάτμηση μπουλονιών διέπει κάθε μπουλόνι, οπότε η αποτελεσματική αντοχή ισούται με τη διατμητική αντοχή της ομάδας μπουλονιών από το Βήμα 2. Μπορείτε να εκτελέσετε την ίδια σύνδεση στο δωρεάν αριθμομηχανή σχεδιασμού σύνδεσης και δοκιμάστε ένα μεγαλύτερο μπουλόνι ή μια τρίτη στήλη μπουλονιού για να δείτε πώς κινείται το C.

Βήμα 7: Διάτμηση μπλοκ της μονής πλάκας (AISC 360-16 J4.3)

Ένα μπλοκ της πλάκας μπορεί να σκιστεί γύρω από την ομάδα μπουλονιών: κόψτε τη γραμμή των οπών που είναι πλησιέστερα στη δοκό, συν τάνυση και στις δύο στήλες μπουλονιών μέχρι την ελεύθερη άκρη της πλάκας. Αυτό είναι ένα μπλοκ σχήματος L.

Καθαρή επιφάνεια σε τάση. Το επίπεδο τάσης κινείται οριζόντια, κατά μήκος των υποδοχών, έτσι χρησιμοποιεί το μήκος της υποδοχής [mathin] d_{h} = 1\,in [mathin], με [mathin] n_{c} = 2 [mathin], [mathin] s_{c} = 3\,in [mathin] και [mathin] L_{eh,pl} = 1.25\,in [mathin]. Κάθε τρύπα προσθέτει 1/16 για ζημιά κατά τη διάτρηση (Β4.3):

[math] A_{nt} = t_{p} \left[ (n_{c}-1)\, s_{c} + L_{eh,pl} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] [math]

[math] A_{nt} = (0.375\,in) \times \left[ ((2)-1) \times (3\,in) + (1.25\,in) – ((2) – 0.5) \times ((1\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 0.9961\,in^{2} [math]

Μικτά και καθαρά εμβαδά σε διάτμηση. Το επίπεδο διάτμησης κινείται κατακόρυφα, κατά μήκος των υποδοχών, έτσι η καθαρή περιοχή χρησιμοποιεί [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin]:

[math] A_{gv} = t_{p} \left[ L_{ev,pl} + (n_{r}-1)\, s_{r} \right] = (0.375\,in) \times \left[ (1.5\,in) + ((7)-1) \times (3\,in) \right] = 7.3125\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = t_{p} \left[ d_{p} – L_{ev,pl} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] [math]

[math] A_{nv} = (0.375\,in) \times \left[ (21\,in) – (1.5\,in) – ((7) – 0.5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 5.1797\,in^{2} [math]

Διατμητική αντοχή μπλοκ, με [mathin] F_{up} = 58\,ksi [mathin], [mathin] F_{yp} = 36\,ksi [mathin] και [mathin] \phi = 0.75 [mathin]. Με δύο κολώνες μπουλονιών η τάση τάσης δεν είναι ομοιόμορφη, επειδή η στήλη που βρίσκεται πλησιέστερα στην ελεύθερη άκρη παίρνει περισσότερο από αυτό, Έτσι [mathin] U_{bs} = 0.5 [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi \left( 0.6\, F_{up} A_{nv} + U_{bs} F_{up} A_{nt} \le 0.6\, F_{yp} A_{gv} + U_{bs} F_{up} A_{nt} \right) [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (58\,ksi) \times (5.1797\,in^{2}) + (0.5) \times (58\,ksi) \times (0.9961\,in^{2}) \le 0.6 \times (36\,ksi) \times (7.3125\,in^{2}) + (0.5) \times (58\,ksi) \times (0.9961\,in^{2}) \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 140.13\,kip [math]

DCR = 100 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 140.13 κιπ = 0.714 < 1.0, Εντάξει

Η διατμητική πλευρά της εξίσωσης κυβερνά. Το A36 έχει χαμηλό λόγο απόδοσης προς εφελκυσμό, έτσι το μεικτό επίπεδο διάτμησης υποχωρεί πριν από τη διάρρηξη του καθαρού διατμητικού επιπέδου.

Βήμα 8: Απόδοση διάτμησης και διάτμηση της μονής πλάκας (AISC 360-16 J4.2)

Η πλήρης αντίδραση περνά μέσα από την πλάκα ως κατακόρυφη διάτμηση. Το ακαθάριστο τμήμα δεν πρέπει να αποδίδει, και το τμήμα του διχτυού μέσα από τις οπές των μπουλονιών δεν πρέπει να σπάσει.

Απόδοση διάτμησης (Εξ. J4-3)

[math] A_{gv} = d_{p}\, t_{p} = (21\,in) \times (0.375\,in) = 7.875\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{yp} A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (36\,ksi) \times (7.875\,in^{2}) = 170.1\,kip [math]

Διάτμηση ρήξη (Εξ. J4-4)

[math] A_{nv} = t_{p} \left[ d_{p} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.375\,in) \times \left[ (21\,in) – (7) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 5.5781\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{up} A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (58\,ksi) \times (5.5781\,in^{2}) = 145.59\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( \phi R_{n,sy},\, \phi R_{n,sr} \right) = \min\left( (170.1\,kip),\, (145.59\,kip) \right) = 145.59\,kip [math]

DCR = 100 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 145.59 κιπ = 0.687 < 1.0, Εντάξει

Το τμήμα κόβεται από τις οπές μόνο μιας στήλης μπουλονιού, γιατί το κατακόρυφο τμήμα όπου ελέγχεται η διάτμηση διέρχεται από μία μόνο γραμμή οπών.

Βήμα 9: Κάμψη πλάκας χρησιμοποιώντας τη διαδικασία διπλής δοκού (AISC 360-16 F11.2)

Αυτός είναι ο έλεγχος που ξεχωρίζει ένα εκτεταμένο πιάτο. Η αντίδραση δρα στα μπουλόνια, 8.75 μέσα από τη συγκόλληση, οπότε η πλάκα είναι ένας μακρύς πρόβολος σε κάμψη. Ενα βαθύ, Η λεπτή πλάκα σε αυτό το μήκος μπορεί να λυγίσει στο πλάι πριν υποχωρήσει. Το Εγχειρίδιο AISC το χειρίζεται αυτό με τη διαδικασία για μια δοκό που ανταποκρίνεται και στις δύο φλάντζες, αντιμετωπίζοντας την πλάκα σαν ιστό δοκού με τις φλάντζες κομμένες. Το μη στηριγμένο μήκος είναι η απόσταση από τη συγκόλληση έως την πρώτη στήλη μπουλονιού, [mathin] L_{b} = clr + L_{eh,bm} = 7.75\,in + 1\,in = 8.75\,in [mathin].

Έλεγχος εύρους

Οπου [mathin] E = 29000\,ksi [mathin], [mathin] F_{yp} = 36\,ksi [mathin], [mathin] d_{p} = 21\,in [mathin] και [mathin] t_{p} = 0.375\,in [mathin]:

[math] \frac{L_{b} d}{t^{2}} = \frac{(8.75\,in) \times (21\,in)}{(0.375\,in)^{2}} = 1306.7 [math]

[math] \frac{0.08 E}{F_{y}} = \frac{0.08 \times (29000\,ksi)}{(36\,ksi)} = 64.444 \qquad \frac{1.9 E}{F_{y}} = \frac{1.9 \times (29000\,ksi)}{(36\,ksi)} = 1530.6 [math]

Έτσι [mathin] \frac{0.08E}{F_{y}} \lt \frac{L_{b} d}{t^{2}} \le \frac{1.9E}{F_{y}} [mathin], και Εξ. Ισχύει το F11-2. Στο 1306.7 το πιάτο είναι κοντά στο 1530.6 ανώτατο όριο, πέρα από το οποίο η εξ. Θα έπαιρνε το F11-3 για ελαστικό λυγισμό.

Μέτρα τομής της πλάκας

[math] Z = \frac{t_{p} \left( d_{p} \right)^{2}}{4} = \frac{(0.375\,in) \times ((21\,in))^{2}}{4} = 41.344\,in^{3} [math]

[math] S = \frac{t_{p} \left( d_{p} \right)^{2}}{6} = \frac{(0.375\,in) \times ((21\,in))^{2}}{6} = 27.563\,in^{3} [math]

Συντελεστής τροποποίησης πλευρικού λυγισμού (Εγχειρίδιο AISC Εξ. 9-15)

Χωρίς κανένα πρόβλημα στο πιάτο, [mathin] d_{ct} = 0\,in [mathin]:

[math] C_{b} = \left[ 3 + \ln\left( \frac{L_{b}}{d_{p}} \right) \right] \left( 1 – \frac{d_{ct}}{d_{p}} \right) \ge 1.84 [math]

[math] C_{b} = \left[ 3 + \ln\left( \frac{(8.75\,in)}{(21\,in)} \right) \right] \times \left( 1 – \frac{(0\,in)}{(21\,in)} \right) \ge 1.84 [math]

[math] C_{b} = 2.1245 [math]

Αντοχή σε κάμψη και λυγισμό

Με [mathin] \phi = 0.9 [mathin]:

[math] \phi M_{n} = \phi \left[ C_{b} \left[ 1.52 – 0.274 \left( \frac{L_{b} d}{t^{2}} \right) \left( \frac{F_{yp}}{E} \right) \right] F_{yp} S \le F_{yp} Z \right] [math]

[math] \phi M_{n} = (0.9) \times \left[ (2.1245) \times \left[ 1.52 – 0.274 \times ((1306.7)) \times \left( \frac{(36\,ksi)}{(29000\,ksi)} \right) \right] \times (36\,ksi) \times (27.563\,in^{3}) \le (36\,ksi) \times (41.344\,in^{3}) \right] [math]

[math] \phi M_{n} = 111.63\,kip\text{-}ft [math]

Το πλαστικό καπάκι ροπής κυβερνά: 111.63 kip-ft είναι [mathin] \phi F_{yp} Z [mathin]. Με το C_b παραπάνω 2, η έκφραση λυγισμού βγαίνει πολύ πάνω από το καπάκι, έτσι ακόμα και στο L_b d / t² = 1306.7 η πλάκα φτάνει στην πλήρη πλαστική της στιγμή. Η ισοδύναμη ικανότητα διάτμησης στα μπουλόνια είναι:

[math] \phi V_{n,y} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b}} = \frac{(111.63\,kip\text{-}ft)}{(8.75\,in)} = 153.09\,kip [math]

Καμπτική ρήξη (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 15 Τραπέζι 15-3, Μέρος 9 Εξ. 9-4)

Ο συντελεστής διατομής καθαρού πλαστικού αφαιρεί τις οπές μιας στήλης μπουλονιού, με [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin], [mathin] s_{r} = 3\,in [mathin] και [mathin] n_{r} = 7 [mathin]. Με περιττό αριθμό σειρών ισχύει ο τελευταίος όρος:

[math] Z_{net} = \frac{t_{p} \left( d_{p} \right)^{2}}{4} – t_{p} \left( d_{h} + 0.0625\,in \right) s_{r} \left\lfloor \frac{n_{r}^{2}}{4} \right\rfloor – \left[ n_{r}\ \text{odd} \right] \frac{t_{p} \left( d_{h} + 0.0625\,in \right)^{2}}{4} [math]

[math] Z_{net} = \frac{(0.375\,in) \times ((21\,in))^{2}}{4} – (0.375\,in) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \times (3\,in) \times \left\lfloor \frac{(7)^{2}}{4} \right\rfloor – \left[ (7)\ \text{odd} \right] \times \frac{(0.375\,in) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in))^{2}}{4} = 29.459\,in^{3} [math]

[math] \phi M_{n} = \phi\, F_{up} Z_{net} = (0.75) \times (58\,ksi) \times (29.459\,in^{3}) = 106.79\,kip\text{-}ft [math]

[math] \phi V_{n,r} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b}} = \frac{(106.79\,kip\text{-}ft)}{(8.75\,in)} = 146.46\,kip [math]

Κυβερνητική ικανότητα κάμψης

[math] \phi V_{n} = \min\left( \phi V_{n,y},\, \phi V_{n,r} \right) = \min\left( (153.09\,kip),\, (146.46\,kip) \right) = 146.46\,kip [math]

DCR = 100 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 146.46 κιπ = 0.683 < 1.0, Εντάξει

Η καμπτική ρήξη διαμέσου των οπών κυβερνά, με ένα μικρό περιθώριο έναντι της υποχώρησης και του λυγισμού.

Βήμα 10: Αλληλεπίδραση διάτμησης και κάμψης της μονής πλάκας, ενδοτικότητα (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 10)

Η πλάκα φέρει διάτμηση και κάμψη στο ίδιο τμήμα ταυτόχρονα, οπότε τα δύο πρέπει να ελεγχθούν μαζί. Το Εγχειρίδιο χρησιμοποιεί μια κυκλική αλληλεπίδραση. Αυτό συνδυάζει την αντοχή κάμψης από το Step 9 με τη διατμητική αντοχή διαρροής από το Βήμα 8.

[math] I_{nt} = \left( \frac{V_{u}}{\phi V_{n}} \right)^{2} + \left( \frac{V_{u}}{\phi R_{n,sy}} \right)^{2} [math]

[math] I_{nt} = \left( \frac{(100\,kip)}{(153.09\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(100\,kip)}{(170.1\,kip)} \right)^{2} = 0.7723 [math]

DCR = 0.7723 / 1.0 = 0.772 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 11: Αλληλεπίδραση διάτμησης και κάμψης της μονής πλάκας, ρήξη (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 10)

Η ίδια αλληλεπίδραση, με την αντοχή σε κάμψη ρήξης από το Βήμα 9 και τη διατμητική αντοχή θραύσης από το Βήμα 8. Και οι δύο δρουν στο τμήμα του διχτυού μέσω των οπών.

[math] I_{nt} = \left( \frac{V_{u}}{\phi V_{n}} \right)^{2} + \left( \frac{V_{u}}{\phi R_{n,sr}} \right)^{2} [math]

[math] I_{nt} = \left( \frac{(100\,kip)}{(146.46\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(100\,kip)}{(145.59\,kip)} \right)^{2} = 0.938 [math]

DCR = 0.938 / 1.0 = 0.938 < 1.0, Εντάξει

Αυτή είναι η υψηλότερη αναλογία αντοχής στη σύνδεση. Κάθε ένας από τους δύο ελέγχους ρήξης από μόνος του είναι υπό 0.69, αλλά μαζί πλησιάζουν στο όριο. Αυτό είναι χαρακτηριστικό για ένα μακρύ πιάτο, όπου η ροπή στη γραμμή του κοχλία είναι μεγάλη σε σύγκριση με τη διάτμηση.

Βήμα 12: Όριο λεπτομέρειας στην πλευρά στήριξης

Η συγκόλληση φιλέτου βρίσκεται στο κενό μεταξύ του ιστού της στήλης και του άκρου της δοκού, οπότε η συγκόλληση δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από αυτό το διάκενο. Με το δοκάρι κρατημένο 7.75 εκτός του ιστού της στήλης, αυτός ο έλεγχος έχει πολύ χώρο.

[math] DCR = \frac{d}{c} = \frac{(0.25)}{(7.75)} = 0.032258 [math]

DCR = 0.032 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 13: Απαιτείται συγκόλληση για την ανάπτυξη της ενιαίας πλάκας (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 10)

Ο έλεγχος ολκιμότητας στο βήμα 3 κάνει την πλάκα να αποδίδει πρώτα. Αυτό λειτουργεί μόνο εάν η συγκόλληση δεν αποτύχει πριν από την πλάκα. Δύο συγκολλήσεις φιλέτου, το καθένα τουλάχιστον 5/8 του πάχους της πλάκας, αναπτύξτε τη δύναμη της πλάκας.

[math] W_{duc} = \frac{5}{8}\, t_{p} = \frac{5}{8} \times (0.375\,in) = 0.23438\,in [math]

DCR = 0.23438 σε / 0.25 σε = 0.938 < 1.0, Εντάξει

Το πλησιέστερο τυπικό μέγεθος παραπάνω 0.234 σε είναι 1/4 σε, οπότε αυτή η αναλογία ορίζεται με στρογγυλοποίηση προς τα πάνω, όχι από το φορτίο.

Βήμα 14: Χωρητικότητα συγκόλλησης φιλέτο στον ιστό της στήλης (AISC 360-16 J2.4)

τελευταίος, οι συγκολλήσεις πρέπει να φέρουν την ίδια την αντίδραση. Η δύναμή τους εξαρτάται από το μέγεθος, μήκος και κατεύθυνση φορτίου. Το βασικό μέταλλο και στις δύο πλευρές της συγκόλλησης, εδώ η πλάκα και ο ιστός της στήλης, μπορεί επίσης να περιορίσει πόσο μετράει το μέγεθος της συγκόλλησης.

Όριο βασικού μετάλλου στο μέγεθος συγκόλλησης (Εγχειρίδιο AISC Εξ. 9-2)

Αυτό είναι το μεγαλύτερο μέγεθος συγκόλλησης, σε δέκατα έκτα της ίντσας, που μπορεί να υποστηρίξει το λεπτότερο συνδεδεμένο τμήμα. Η πλάκα είναι συγκολλημένη και στις δύο πλευρές, οπότε το μισό πάχος του είναι διαθέσιμο σε κάθε συγκόλληση. Με [mathin] t_{p} = 0.375\,in [mathin], [mathin] F_{up} = 58\,ksi [mathin], [mathin] t_{ws} = 0.44\,in [mathin] και [mathin] F_{us} = 65\,ksi [mathin]:

[math] D_{max} = \frac{\frac{t_{p}}{2} F_{up} \le t_{ws} F_{us}}{3.09\,kip/in \times \left( F_{EXX} / 70\,ksi \right)} [math]

[math] D_{max} = \frac{(0.1875\,in) \times (58\,ksi) \le (0.44\,in) \times (65\,ksi)}{(3.09\,kip/in) \times (1)} = 3.5194 [math]

Μόνο λοιπόν 3.52/16 σε, σχετικά με 0.220 σε, Αγοράστε το μοντέλο φόρτωσης τώρα 1/4 σε συγκόλληση μπορεί να μετρηθεί. ο 3/8 σε πλάκα Α36 δεν μπορεί να αναπτυχθεί πλήρης 1/4 σε συγκόλληση και στις δύο όψεις, και το πιάτο παρά το 0.44 στο web στήλης θέτει το όριο.

Αποτελεσματικό μήκος

Δύο γραμμές συγκόλλησης, το καθένα μειωμένο κατά 2W στα άκρα:

[math] L_{w} = 2 \left[ d_{p} – 2W \right] = 2 \times \left[ (21\,in) – 2 \times (0.25\,in) \right] = 41\,in [math]

Αντοχή συγκόλλησης

Το φορτίο τρέχει παράλληλα με τις συγκολλήσεις, Έτσι [mathin] \theta = 0 [mathin] και δεν υπάρχει κατευθυντική αύξηση. Με [mathin] F_{EXX} = 70\,ksi [mathin] και [mathin] \phi = 0.75 [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi\, 0.6\, F_{EXX} \frac{\sqrt{2}}{2} \left( W \le \frac{D_{max}}{16} \right) \left[ 1 + 0.5 \left( \sin\theta \right)^{1.5} \right] L_{w} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times 0.6 \times (70\,ksi) \times \frac{\sqrt{2}}{2} \times \left( (0.25\,in) \le \frac{(3.5194)}{(16)} \right) \times \left[ 1 + 0.5 \times (\sin(0))^{1.5} \right] \times (41\,in) [math]

[math] \phi R_{n} = 200.88\,kip [math]

DCR = 100 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 200.88 κιπ = 0.498 < 1.0, Εντάξει

Σύνοψη των εκτεταμένων ελέγχων σχεδιασμού σύνδεσης μιας πλάκας

Η σύνδεση περνάει κάθε έλεγχο. Η υψηλότερη αναλογία, 1.000, είναι ένα όριο λεπτομερειών: τα μπουλόνια είναι ακριβώς τα ελάχιστα 1 μέσα από το άκρο της δοκού, και το 21 στο πιάτο είναι στο 0.982 του μέγιστου βάθους του. Από τους ελέγχους που συγκρίνουν φορτίο με χωρητικότητα, η αλληλεπίδραση διάτμησης και κάμψης για ρήξη διέπει στο 0.938, ακολουθούμενη από διάτμηση ομάδας μπουλονιών στο 0.889. Και οι δύο προέρχονται από το 10.25 στην εκκεντρικότητα, που κόβει το 14 μπουλόνια σε 6.29 αποτελεσματικά μπουλόνια και δίνει μεγάλη ροπή στην πλάκα στη γραμμή του μπουλονιού. Η αναλογία συγκόλλησης προς ανάπτυξη του 0.938 είναι κανόνας μεγέθους, όχι έλεγχος φορτίου.

Τι να αλλάξετε εάν αποτύχει ένας έλεγχος

• Διατμητική ή αποτελεσματική αντοχή ομάδας μπουλονιών: χρησιμοποιήστε ένα μεγαλύτερο μπουλόνι ή μια ισχυρότερη ποιότητα, όπως το A325-X (τα νήματα εξαιρούνται) ή Α490. Η προσθήκη μιας σειράς μπουλονιών αυξάνει το C, αλλά εδώ η πλάκα βρίσκεται ήδη κοντά στο μέγιστο βάθος της, οπότε μια τρίτη στήλη μπουλονιού είναι η άλλη επιλογή.
• Αλληλεπίδραση ή κάμψη πλάκας: Χρησιμοποιήστε μια παχύτερη πινακίδα, όσο ο έλεγχος ολκιμότητας στο Βήμα 3 περνά ακόμα. Η μείωση της απόστασης της δέσμης συντομεύει το L_b και την εκκεντρότητα, που βοηθά τον έλεγχο κάθε πλάκας και μπουλονιού.
• Εύπλαστο (t_max): χρησιμοποιήστε ένα λεπτότερο πιάτο, ή προσθέστε μπουλόνια έτσι ώστε η δύναμη της ροπής της ομάδας να αυξηθεί. Μια παχύτερη πλάκα κάνει αυτόν τον έλεγχο χειρότερο.
• Σκίσιμο στο πιάτο: αυξήστε την απόσταση της κάθετης άκρης κάτω από την κάτω σειρά μπουλονιών.
• Διάτμηση μπλοκ, διατμητική υποχώρηση ή διάτμηση της πλάκας: χρησιμοποιήστε ένα παχύτερο ή βαθύτερο πιάτο. Μια μεγαλύτερη απόσταση οριζόντιας ακμής προσθέτει επίσης στην περιοχή τάνυσης διάτμησης μπλοκ.
• Συγκόλληση: το όριο του βασικού μετάλλου καλύπτει το χρήσιμο μέγεθος συγκόλλησης περίπου 0.220 μέσα για α 3/8 σε πινακίδα Α36, οπότε μια μεγαλύτερη συγκόλληση δεν προσθέτει τίποτα. Μια παχύτερη ή μεγαλύτερης αντοχής πλάκα ανυψώνει αυτό το καπάκι.
• Μια διαφορετική σύνδεση: εάν η πλάκα δεν μπορεί να λειτουργήσει, ένα σύνδεση διπλής γωνίας ή μια διατμητική ακραία πλάκα με τη δοκό να εφαρμόζει μεταξύ των φλαντζών της στήλης αποφεύγει εντελώς τον μακρύ πρόβολο.

Συχνές ερωτήσεις

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μιας συμβατικής και μιας εκτεταμένης σύνδεσης μονής πλάκας?

Η συμβατική διαμόρφωση στο AISC Manual Part 10 καλύπτει μια ενιαία κάθετη σειρά από 2 προς το 12 μπουλόνια, με τη γραμμή μπουλονιού όχι περισσότερο από 3 1/2 από τη συγκόλληση και όρια στην απόσταση των άκρων και το πάχος της πλάκας. Εντός αυτών των ορίων μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον Πίνακα 10-9, με τη μειωμένη εκκεντρότητα του μπουλονιού και χωρίς έλεγχο λυγισμού της πλάκας. Οτιδήποτε έξω από αυτά, όπως αυτή η πλάκα με δύο κολώνες μπουλονιών 8.75 σε και 11.75 μέσα από τη συγκόλληση, είναι η εκτεταμένη διαμόρφωση. Η ομάδα μπουλονιών στη συνέχεια σχεδιάζεται για την πλήρη εκκεντρότητα, το πάχος της πλάκας πρέπει να περάσει τον έλεγχο ολκιμότητας, και η πλάκα ελέγχεται για λυγισμό.

Γιατί είναι η εκκεντρικότητα του μπουλονιού 10.25 σε?

Στην εκτεταμένη διαμόρφωση, η ομάδα μπουλονιών έχει σχεδιαστεί για την απόσταση από τη γραμμή συγκόλλησης έως το κέντρο των μπουλονιών. Αυτό είναι το 7.75 σε απόσταση δοκού, συν το 1 σε απόσταση ακμής από την πρώτη στήλη μπουλονιού, συν το μισό του 3 σε απόσταση μεταξύ των δύο στηλών, 10.25 συνολικά.

Γιατί μια δοκός που πλαισιώνεται σε έναν ιστό στήλης χρειάζεται μια εκτεταμένη πλάκα?

Οι φλάντζες της στήλης είναι εμπόδιο. Μια φλάντζα W14x90 είναι 14.5 σε πλατιά, έτσι προβάλλει περίπου 7 από τον ιστό σε κάθε πλευρά, και το άκρο της δοκού πρέπει να κάθεται έξω από αυτή τη γραμμή. Η πλάκα συγκολλάται στον ιστό της στήλης και απλώνεται πέρα ​​από τις άκρες της φλάντζας στη δοκό, γι' αυτό το παράδειγμα αυτό έχει α 7.75 σε εκκαθάριση και α 13 σε φαρδύ πιάτο. Η άλλη επιλογή είναι να αντεπεξέλθετε στις φλάντζες δοκού έτσι ώστε η δοκός να ταιριάζει μεταξύ των φλαντζών της κολόνας, που σας επιτρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα μικρότερο, συμβατικό πιάτο.

Γιατί είναι ο συντελεστής ομοιομορφίας διάτμησης τεμαχίων 0.5?

Με δύο κολώνες μπουλονιών, η ένταση σε όλο το μπλοκ δεν μοιράζεται ομοιόμορφα. Η στήλη μπουλονιού που βρίσκεται πιο κοντά στην ελεύθερη άκρη της πλάκας παίρνει περισσότερο από αυτό. AISC 360-16 Το J4.3 και ο σχολιασμός του χρησιμοποιούν U_bs = 0.5 για ανομοιόμορφη τάση τάσης, και το Εγχειρίδιο AISC το εφαρμόζει σε μεμονωμένες πλάκες με περισσότερες από μία κολώνες μπουλονιών.

Γιατί μόνο ένα μέρος του 1/4 στην καταμέτρηση συγκόλλησης?

Εγχειρίδιο εξ. 9-2 περιορίζει το μέγεθος της συγκόλλησης σε αυτό που μπορεί να μεταφέρει το βασικό μέταλλο. Το πιάτο είναι 3/8 σε παχιά, A36, και συγκολλήθηκε και στις δύο όψεις, οπότε κάθε συγκόλληση μπορεί να στηριχθεί μόνο στο μισό της. Αυτό δίνει 3.52 δέκατα έκτα, ή περίπου 0.220 σε, χρησιμοποιήσιμου μεγέθους συγκόλλησης. ο 1/4 στη συγκόλληση χρειάζεται ακόμα για την κάλυψη του 5/8 t_p κανόνας στο βήμα 13, αλλά η αντοχή του υπολογίζεται στο μικρότερο μέγεθος.

Γιατί διέπει η αλληλεπίδραση διάτμησης και κάμψης?

Σε μια συμβατική γλωττίδα η ροπή στη γραμμή του μπουλονιού είναι μικρή, οπότε η αλληλεπίδραση σπάνια έχει σημασία. Εδώ είναι τα μπουλόνια 8.75 μέσα από τη συγκόλληση, οπότε η στιγμή είναι μεγάλη. Αντοχή σε κάμψη θραύσης της πλάκας (146.46 kip ως ισοδύναμη διάτμηση) και η αντοχή του στη διάτμηση (145.59 δέρμα μόσχου ακατέργαστου) είναι σχεδόν ίσα. Ο τετραγωνισμός και η πρόσθεση των δύο αναλογιών δίνει 0.938, παρόλο που το καθένα από μόνο του είναι παρακάτω 0.69.

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. Το Εγχειρίδιο AISC 16th Edition συνδυάζεται με το τελευταίο 360-22 Προσδιορισμός. Οι οριακές καταστάσεις για μια εκτεταμένη σύνδεση μονής πλάκας είναι ίδιες και στα δύο, αλλά οι παραπομπές όρων και σελίδων μετακινούνται, Επομένως, ελέγξτε τα 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 πανομοιότυπες. Με το AISC ASD συγκρίνετε την αντίδραση σε επίπεδο υπηρεσίας με την ονομαστική αντοχή διαιρούμενη με έναν παράγοντα ασφαλείας αντί να πολλαπλασιαστεί με έναν παράγοντα αντίστασης. Ένας παράγοντας αντίστασης του 0.75 γίνεται παράγοντας ασφάλειας του 2.00, διατμητική απόδοση 1.00 γίνεται 1.50, και της κάμψης 0.90 γίνεται 1.67. Οι συνδυασμοί φορτίων αλλάζουν επίσης, οπότε η ζήτηση είναι μικρότερη.

Σχεδιάστε μια εκτεταμένη σύνδεση μονής πλάκας δωρεάν

Κάθε αριθμός σε αυτήν τη σελίδα προέρχεται από μία λύση. Επιλέξτε τη διαμόρφωση μιας πλάκας, εισάγετε τη δέσμη σας, στήλη, πλάκα, μπουλόνια και αντίδραση, 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 αριθμομηχανή συγκόλλησης καλύψτε την ομάδα μπουλονιών και συγκολλήστε τους ελέγχους μόνοι τους.

ΑΓΟΡΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΣΥΝΔΕΣΗΣ

βιβλιογραφικές αναφορές

• AISC 360-16, Προδιαγραφές για δομικά κτίρια από χάλυβα: Β3.4, Β4.3, F11.2 (Εξ. F11-2), J2.4 (Εξ. J2-4), J3.3, J3.4 (Πίνακας J3.4), J3.5 (Πίνακας J3.5), J3.6 (Εξ. J3-1) και Σχολιασμός, J3.10 (Εξ. J3-6a, J3-6c), J4.2 (Εξ. J4-3, J4-4), J4.3 (Εξ. J4-5), J5.2(ένα).
• Εγχειρίδιο AISC Steel Construction, 15ου Έκδοση: Μέρος 7, σελίδες 7-6 προς το 7-8 (Εξ. 7-1); Μέρος 9, Εξ. 9-2, 9-4 και 9-15; Μέρος 10, Τραπέζι 10-9, σελίδα 10-87 και σελίδα 10-89 (Εξ. 10-3, 10-4); Μέρος 15, Τραπέζι 15-3.
• Υπολογισμός ομάδας μπουλονιών με χρήση ICOR
• Σχεδιασμός χαλύβδινων συνδέσεων με χρήση AISC 360-16
• Μπουλόνια και συγκολλήσεις στο SkyCiv Connection Design