Σχεδιασμός σύνδεσης ροπής τελικής πλάκας με AISC 360 και AISC Design Guide 39 καταλήγει σε τρία πράγματα: 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 φλάντζα στήλης που μπορεί να δώσει τη δύναμη και στις δύο πλευρές. Η ροπή δέσμης και το αξονικό φορτίο μετατρέπονται σε ισοδύναμη ροπή, και η διάμετρος του μπουλονιού και το πάχος της πλάκας υπολογίζονται από ένα σχέδιο γραμμής υποχώρησης γύρω από τα μπουλόνια τάνυσης.
Αυτή η σελίδα λειτουργεί μέσω μιας πραγματικής σύνδεσης ροπής τελικής πλάκας από την αρχή μέχρι το τέλος: μια δοκός W21x101 βιδωμένη στη φλάντζα μιας στήλης W14x211 μέσω 1 σε τελική πλάκα με οκτώ 1 σε μπουλόνια A490-N, κουβαλώντας α 200 στιγμή kip-ft, ένα 125 ψαλίδα και 150 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.
Τι είναι μια σύνδεση ροπής τελικής πλάκας έκπλυσης?
Μια σύνδεση ροπής τελικής πλάκας είναι μια πλάκα συγκολλημένη στο άκρο μιας δοκού στο κατάστημα και βιδωμένη στη στήλη επί τόπου. Σε χωνευτή πλάκα, η πλάκα σταματά στις φλάντζες της δοκού, έτσι κάθε μπουλόνι κάθεται ανάμεσα στις φλάντζες. Σε εκτεταμένη ακραία πλάκα, η πλάκα προεξέχει πέρα από τη φλάντζα τάνυσης και φέρει μια σειρά μπουλονιών έξω από αυτήν. Η χωνευτή έκδοση προσαρμόζεται ευκολότερα σε ένα πάτωμα και δεν κολλάει τίποτα πέρα από τη δοκό, αλλά τα μπουλόνια του έχουν μικρότερο μοχλό βραχίονα, άρα ταιριάζει σε μέτριες στιγμές.
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. Η ίδια πλάκα που γίνεται πιο ρηχή και συγκολλημένη μόνο στον ιστό είναι μια διατμητική σύνδεση τελικής πλάκας, και τα δύο καλύπτονται από το αριθμομηχανή σύνδεσης τελικής πλάκας. ο στιγμιαίες συνδέσεις σελίδα το συγκρίνει με το Σύνδεση ροπής πλάκας φλάντζας και άλλες λεπτομέρειες.

Ανύψωση. Η ακραία πλάκα είναι συγκολλημένη στο άκρο του W21x101 και βιδώνεται στη φλάντζα της στήλης W14x211 με δύο σειρές μπουλονιών κοντά σε κάθε φλάντζα δοκού.

Ενότητα Α-Α. Τέσσερις σειρές δύο μπουλονιών στο α 7 1/2 στο gage, 2 μέσα από την εσωτερική όψη κάθε φλάντζας και 3 σε χώρια. Η πλάκα εκτείνεται 1 1/2 στο παρελθόν κάθε φλάντζα, ώστε οι συγκολλήσεις της φλάντζας να εφαρμόζουν.
Σχεδιασμός σύνδεσης ροπής τελικής πλάκας χωνευτής: 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 τις συγκολλήσεις, τα μπουλόνια σε διάτμηση και η κολόνα.
- Ελέγξτε τα όρια λεπτομερειών για τις συγκολλήσεις, μπουλόνια και πλάκα.
- Βρείτε την ισοδύναμη ροπή και την απαιτούμενη διάμετρο μπουλονιού.
- Βρείτε την παράμετρο γραμμής διαρροής και το απαιτούμενο πάχος τελικής πλάκας.
- Ελέγξτε τις συγκολλήσεις φιλέτου στη φλάντζα της δοκού.
- Ελέγξτε το βασικό μέταλλο της φλάντζας δοκού στη συγκόλληση.
- Ελέγξτε τις συγκολλήσεις φιλέτου στον ιστό της δοκού για τάνυση.
- Ελέγξτε το βασικό μέταλλο της δοκού στη συγκόλληση.
- Ελέγξτε τις συγκολλήσεις φιλέτου στον ιστό της δοκού για διάτμηση.
- Ελέγξτε τα μπουλόνια σε διάτμηση.
- Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού και το σκίσιμο στην ακραία πλάκα.
- Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού και το σκίσιμο στη φλάντζα της στήλης.
- Ελέγξτε την κάμψη της φλάντζας στήλης στα μπουλόνια τάνυσης.
- 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.
| Φορτώνω | Σύμβολο | αξία |
|---|---|---|
| Παραγοντική κατακόρυφη διάτμηση | [mathin] V_{u} [mathin] | 125 δέρμα μόσχου ακατέργαστου |
| Παραγοντική αξονική τάση | [mathin] T_{u} [mathin] | 150 δέρμα μόσχου ακατέργαστου |
| Παραγοντική αξονική συμπίεση | [mathin] C_{u} [mathin] | 150 δέρμα μόσχου ακατέργαστου |
| Παραγοντική ροπή ισχυρού άξονα | [mathin] M_{ux} [mathin] | 200 kip-ft |
| Περιουσία μέλους | Σύμβολο | Δέσμη | Στήλη |
|---|---|---|---|
| Ενότητα | W21x101, A992 | Π 14x211, A992 | |
| Βάθος | [mathin] d_{bm},\ d_{sup} [mathin] | 21.4 σε | 15.7 σε |
| Πάχος ιστού | [mathin] t_{wb},\ t_{ws} [mathin] | 0.5 σε | 0.98 σε |
| Πλάτος φλάντζας | [mathin] b_{fb},\ b_{fs} [mathin] | 12.3 σε | 15.8 σε |
| Πάχος φλάντζας | [mathin] t_{fb},\ t_{fs} [mathin] | 0.8 σε | 1.56 σε |
| Περιοχή | [mathin] A [mathin] | 29.8 σε ² | 62 σε ² |
| Απόδοση παραγωγής / εφελκυστική τάση | [mathin] F_{y},\ F_{u} [mathin] | 50 ksi / 65 ksi | 50 ksi / 65 ksi |
| Μέτρο ελαστικότητας | [mathin] E [mathin] | 29000 ksi | 29000 ksi |
| Τελική πλάκα, μπουλόνια και συγκολλήσεις | Σύμβολο | αξία |
|---|---|---|
| Πλάτος τελικής πλάκας / βάθος / πάχος | [mathin] b_{p},\ d_{p},\ t_{p} [mathin] | 12.5 σε / 23 σε / 1 σε, A572 Γρ. 50 |
| Απόδοση πλάκας / εφελκυστική τάση | [mathin] F_{yp},\ F_{up} [mathin] | 50 ksi / 65 ksi |
| Μπουλόνια | [mathin] d_{b} [mathin] | 1 στο Α490-Ν, ένα επίπεδο διάτμησης |
| Μπουλόνι ονομαστικής εφελκυσμού / τάση διάτμησης | [mathin] F_{nt},\ F_{nv} [mathin] | 113 ksi / 68 ksi |
| Τρύπες στην ακραία πλάκα / φλάντζα στήλης | Οριζόντια με κοντή σχισμή (HSSL) / πρότυπο (ΣΜΝ) | |
| Σειρές μπουλονιών / απόσταση σειρών | [mathin] n_{r},\ s_{r} [mathin] | 4 / 3 σε |
| Στήλες μπουλονιών / υπολογίζω | [mathin] n_{c},\ g [mathin] | 2 / 7.5 σε |
| Μετατόπιση φλάντζας μπουλονιών (εσωτερική όψη της φλάντζας έως την πρώτη σειρά) | [mathin] p_{f} [mathin] | 2 σε |
| Συγκόλληση φιλέτου στις φλάντζες δοκού | [mathin] W_{1} [mathin] | 0.4375 σε (7/16 σε), Ε70ΧΧ |
| Συγκόλληση φιλέτου στον ιστό δοκού | [mathin] W_{2} [mathin] | 0.375 σε (3/8 σε), Ε70ΧΧ |
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, τα μπουλόνια πρέπει να απέχουν αρκετά μεταξύ τους και αρκετά μακριά από τις άκρες, και η πλάκα πρέπει να είναι αρκετά βαθιά για να πιάσει τις συγκολλήσεις της φλάντζας.
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 0.8 σε φλάντζα, και 3/16 μέσα για το 0.5 στον ιστό. Η ελάχιστη απόσταση των μπουλονιών είναι [mathin] 2\tfrac{2}{3} d_{b} [mathin] από J3.3, και οι αποστάσεις ακμών 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 1.375 σε. Το μέγιστο μετρητή στην ακραία πλάκα είναι το πλάτος της φλάντζας της δοκού, 12.3 σε, έτσι τα μπουλόνια παραμένουν μέσα στη φλάντζα.
| Όριο λεπτομερειών | Οριο (σε) | Πραγματικός (σε) | DCR | Αποτέλεσμα |
|---|---|---|---|---|
| Ελάχιστο μέγεθος συγκόλλησης στις φλάντζες | 0.313 | 0.438 | 0.714 | cdot K_a |
| Ελάχιστο μέγεθος συγκόλλησης στον ιστό | 0.188 | 0.375 | 0.500 | cdot K_a |
| Ελάχιστο ύψος πλάκας για να επιτρέπεται η συγκόλληση | 22.525 | 23.000 | 0.979 | cdot K_a |
| Ελάχιστη απόσταση σειρών μπουλονιών | 2.667 | 3.000 | 0.889 | cdot K_a |
| Μέγιστη απόσταση σειρών μπουλονιών | 6.000 | 3.000 | 0.500 | cdot K_a |
| Ελάχιστη απόσταση κάθετης ακμής τελικής πλάκας | 1.250 | 1.500 | 0.833 | cdot K_a |
| Ελάχιστη απόσταση οριζόντιας ακμής τελικής πλάκας | 1.375 | 2.500 | 0.550 | cdot K_a |
| Υποστηρίξτε την ελάχιστη απόσταση οριζόντιας άκρης | 1.250 | 4.150 | 0.301 | cdot K_a |
| Ελάχιστο μετρητή μπουλονιού στη στήριξη | 5.375 | 7.500 | 0.717 | cdot K_a |
| Ελάχιστο μετρητή μπουλονιού στην τελική πλάκα | 3.250 | 7.500 | 0.433 | cdot K_a |
| Μέγιστο μετρητή μπουλονιού στην τελική πλάκα | 12.300 | 7.500 | 0.610 | cdot K_a |
| Ελάχιστη μετατόπιση φλάντζας μπουλονιού | 1.438 | 2.000 | 0.719 | cdot K_a |
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 το ύψος της πλάκας:
[math] DCR = \frac{d}{c} = \frac{(22.525)}{(23)} = 0.97935 [math]
DCR = 0.979 < 1.0, Εντάξει
Το ελάχιστο ύψος πλάκας είναι 1.125 σε περισσότερα από τα 21.4 σε βάθος δέσμης, ή 0.5625 στο παρελθόν κάθε φλάντζα: δωμάτιο για το 7/16 σε συγκόλληση φλάντζας συν 1/8 σε. ο 23 σε πιάτο δίνει 0.8 σε κάθε πλευρά, οπότε περνάει με λίγα. Αυτό είναι φυσιολογικό για μια πλάκα έκπλυσης, το οποίο προορίζεται να σταματήσει ακριβώς μετά τις φλάντζες.
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} = (200\,kip\text{-}ft) + \frac{(150\,kip)}{2} \times \left( (21.4\,in) – (0.8\,in) \right) = 328.75\,kip\text{-}ft [math]
Βραχίονες μοχλού μπουλονιών
Τα μπουλόνια τάσης περιστρέφονται γύρω από το κέντρο της φλάντζας συμπίεσης. [mathin] h_{1} = 18.2\,in [mathin] είναι η απόσταση από εκεί έως την πιο μακρινή σειρά μπουλονιών τάνυσης, το ένα 2 στο εσωτερικό της φλάντζας τάνυσης, και [mathin] h_{2} = 15.2\,in [mathin] είναι η απόσταση από την επόμενη σειρά, 3 πιο μέσα. Υπάρχουν [mathin] n_{c} = 2 [mathin] μπουλόνια σε κάθε σειρά:
[math] \sum_{i} n_{i} h_{i} = n_{c} \left( h_{1} + h_{2} \right) = 66.8\,in [math]
Απαιτούμενη διάμετρος μπουλονιού
Οπου [mathin] \phi = 0.75 [mathin] είναι ο παράγοντας αντίστασης για την τάση του μπουλονιού και [mathin] F_{nt} = 113\,ksi [mathin] είναι η ονομαστική τάση εφελκυσμού ενός μπουλονιού A490:
[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 (328.75\,kip\text{-}ft)}{\pi \times (0.75) \times (113\,ksi) \times (66.8\,in)}} [math]
[math] d_{b,reqd} = 0.94193\,in [math]
[math] DCR = \frac{d_{b,reqd}}{d_{b}} = \frac{(0.94193\,in)}{(1\,in)} = 0.94193 [math]
DCR = 0.942 < 1.0, Εντάξει
Η αξονική τάση προσθέτει 128.75 kip-ft στο 200 στιγμή kip-ft, έτσι οδηγεί ένα μεγάλο μερίδιο του μεγέθους του μπουλονιού.
Βήμα 3: Απαιτούμενο πάχος τελικής πλάκας (Οδηγός σχεδίασης AISC 39, Τραπέζι 5-3 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.
Παράμετρος γραμμής απόδοσης
Το βήμα της γραμμής διαρροής εντοπίζει τις γραμμές άρθρωσης κάτω από τα μπουλόνια:
[math] s = \frac{\sqrt{b_{p}\, g}}{2} = \frac{\sqrt{(12.5\,in)(7.5\,in)}}{2} = 4.8412\,in [math]
Για ένα μη σκληρυμένο ακραίο έλασμα με τέσσερις μπουλόνια, Τραπέζι 5-3 δίνει:
[math] Y_{p} = \frac{b_{p}}{2} \left( \frac{h_{1}}{p_{f}} + \frac{h_{2}}{s} \right) + \frac{2}{g} \left( h_{1} \left( p_{f} + \frac{3 s_{r}}{4} \right) + h_{2} \left( s + \frac{s_{r}}{4} \right) \right) + \frac{g}{2} [math]
Με [mathin] b_{p} = 12.5\,in [mathin], [mathin] g = 7.5\,in [mathin], [mathin] h_{1} = 18.2\,in [mathin], [mathin] h_{2} = 15.2\,in [mathin], [mathin] p_{f} = 2\,in [mathin], [mathin] s = 4.8412\,in [mathin] και [mathin] s_{r} = 3\,in [mathin]:
[math] Y_{p} = 123.54\,in [math]
Απαιτούμενο πάχος πλάκας
Οπου [mathin] \gamma_{r} = 0.8 [mathin] είναι ο Οδηγός Σχεδιασμού 39 συντελεστής μείωσης για τις ακραίες πλάκες έκπλυσης, που κρατά τη σύνδεση πλήρως συγκρατημένη, [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 (328.75\,kip\text{-}ft)}{(0.8) \times (0.9) \times (50\,ksi) \times (123.54\,in)}} [math]
[math] t_{p,reqd} = 0.9878\,in [math]
[math] DCR = \frac{t_{p,reqd}}{t_{p}} = \frac{(0.9878\,in)}{(1\,in)} = 0.9878 [math]
DCR = 0.988 < 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: 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} = 1.4375\,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( (12.3\,in),\, (12.5\,in) \right) \right) – 2 (1.4375\,in) = 21.725\,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{(200\,kip\text{-}ft)}{(21.4\,in) – (0.8\,in)} + \frac{\max\left( (150\,kip),\, (150\,kip) \right)}{2},\, 0.6\,(50\,ksi)\,(12.3\,in)\,(0.8\,in) \right) [math]
[math] P_{fl} = 295.2\,kip [math]
Η ροπή και το αξονικό φορτίο δίνουν 191.5 δέρμα μόσχου ακατέργαστου, έτσι το 60% όροφος του 295.2 ο κιπ κυβερνά.
Αντοχή συγκόλλησης
Οπου [mathin] F_{EXX} = 70\,ksi [mathin], [mathin] W_{1} = 0.4375\,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} (0.4375\,in) \right) (21.725\,in)\, 1.5 [math]
[math] \phi R_{n} = 317.56\,kip [math]
[math] DCR = \frac{P_{fl}}{\phi R_{n}} = \frac{(295.2\,kip)}{(317.56\,kip)} = 0.9296 [math]
DCR = 0.930 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 5: 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} = 10.863\,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 (0.8\,in) \times (10.863\,in) = 391.05\,kip [math]
[math] \phi R_{n,tr} = \phi\, F_{ub}\, t_{fb}\, 0.5 L_{w} = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.8\,in) \times (10.863\,in) = 423.64\,kip [math]
[math] \phi R_{n} = \min\left( \phi R_{n,ty},\, \phi R_{n,tr} \right) = \min\left( (391.05\,kip),\, (423.64\,kip) \right) = 391.05\,kip [math]
[math] DCR = \frac{P_{fl}}{\phi R_{n}} = \frac{(295.2\,kip)}{(391.05\,kip)} = 0.75489 [math]
DCR = 0.755 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 6: Συγκόλληση φιλέτου στον ιστό της δοκού σε τάση (Οδηγός σχεδίασης AISC 39 Σύκο. 3-17, Εξ. 3-39 έως 3-41α)
Τα μπουλόνια τάνυσης κάθονται ακριβώς δίπλα στον ιστό της δοκού, Έτσι, μέρος της δύναμής τους πηγαίνει στον ιστό και όχι στη φλάντζα. Οι συγκολλήσεις ιστού κοντά στα μπουλόνια τάνυσης 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 της φλάντζας προς τα κάτω πέρα από την τελευταία σειρά μπουλονιών τάνυσης συν 6 σε, αλλά όχι περισσότερο από το μέσο βάθος. Με [mathin] k_{det} = 2.0625\,in [mathin] και [mathin] n_{rt} = 2 [mathin] σειρές μπουλονιών σε τάση:
[math] L_{wt} = 2 \left( \min\left( p_{f} – \left( k_{det} – t_{fb} \right) + s_{r} \left( n_{rt} – 1 \right) + 6\,in,\, 0.5\, d_{bm} – k_{det} \right) \right) [math]
[math] L_{wt} = 2 \left( \min\left( (2\,in) – \left( (2.0625\,in) – (0.8\,in) \right) + (3\,in)\left( (2) – 1 \right) + 6\,(1\,in),\, 0.5\,(21.4\,in) – (2.0625\,in) \right) \right) [math]
[math] L_{wt} = 17.275\,in [math]
Το όριο μεσαίου βάθους διέπει εδώ.
Δύναμη στη συγκόλληση ιστού
Ολα [mathin] n_{t} = 4 [mathin] Τα μπουλόνια τάνυσης βρίσκονται δίπλα στον ιστό, Έτσι [mathin] n_{trib} = 4 [mathin] και ο ιστός λαμβάνει τη δύναμη της φλάντζας πλήρους τάσης. Πάλι υπάρχει 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{(4)}{(4)} \left( \frac{(200\,kip\text{-}ft)}{(21.4\,in) – (0.8\,in)} + \frac{(150\,kip)}{2} \right),\, 0.6\,(50\,ksi)\,(0.5\,(17.275\,in))\,(0.5\,in) \right) [math]
[math] P_{w} = 191.5\,kip [math]
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) (17.275\,in)\, 1.5 = 216.44\,kip [math]
[math] DCR = \frac{P_{w}}{\phi R_{n}} = \frac{(191.5\,kip)}{(216.44\,kip)} = 0.8848 [math]
DCR = 0.885 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 7: Δοκός από μέταλλο βάσης στη συγκόλληση (AISC 360-16 J4.1)
Ο ιστός δίπλα στη συγκόλληση τάσης πρέπει να φέρει το ίδιο 191.5 kip χωρίς υποχώρηση ή ρήξη. Όπως και με τη φλάντζα, το μήκος είναι μία γραμμή συγκόλλησης, [mathin] 0.5 L_{w} = 8.6375\,in [mathin].
[math] \phi R_{n,ty} = \phi\, F_{yb}\, t_{wb}\, 0.5 L_{w} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (0.5\,in) \times (8.6375\,in) = 194.34\,kip [math]
[math] \phi R_{n,tr} = \phi\, F_{ub}\, t_{wb}\, 0.5 L_{w} = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.5\,in) \times (8.6375\,in) = 210.54\,kip [math]
[math] \phi R_{n} = \min\left( (194.34\,kip),\, (210.54\,kip) \right) = 194.34\,kip [math]
[math] DCR = \frac{P_{w}}{\phi R_{n}} = \frac{(191.5\,kip)}{(194.34\,kip)} = 0.98539 [math]
DCR = 0.985 < 1.0, Εντάξει
ο 1/2 στο web είναι αυτό που περιορίζει αυτόν τον έλεγχο. Μια μεγαλύτερη συγκόλληση ιστού δεν θα βοηθούσε, γιατί ο ίδιος ο ιστός αποδίδει πρώτος.
Βήμα 8: 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 6.
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( (21.4\,in) – 2\,(2.0625\,in) – 0.5\,(17.275\,in),\, 0.5\,(21.4\,in) – (2.0625\,in) \right) \right) = 17.275\,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{(1\,in) \times (65\,ksi) \le (0.25\,in) \times (65\,ksi)}{(3.09\,kip/in) \times (1)} = 5.2589 [math]
Το αποτελεσματικό μέγεθος συγκόλλησης είναι επομένως [mathin] 5.2589/16 = 0.3287\,in [mathin], λιγότερο από το 3/8 σε καθορισμένο.
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{(5.2589)}{(16)} \right) \times (17.275\,in) [math]
[math] \phi R_{n} = 126.47\,kip [math]
[math] DCR = \frac{V_{u}}{\phi R_{n}} = \frac{(125\,kip)}{(126.47\,kip)} = 0.98837 [math]
DCR = 0.988 < 1.0, Εντάξει
Αυτός είναι ο έλεγχος που διέπει τη σύνδεση, ακριβώς μπροστά από το πάχος της τελικής πλάκας. Η χωρητικότητα ρυθμίζεται από τον ιστό της δέσμης, οπότε μια μεγαλύτερη συγκόλληση δεν προσθέτει τίποτα.
Βήμα 9: 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. Είναι μπουλόνια τύπου ρουλεμάν A490-N, με νήματα που περιλαμβάνονται στο επίπεδο διάτμησης, οπότε το καθένα έχει μια ονομαστική διατμητική τάση του [mathin] F_{nv} = 68\,ksi [mathin].
Οπου [mathin] \phi = 0.75 [mathin], [mathin] N_{s} = 1 [mathin] διατμητικό επίπεδο, και [mathin] n_{v} = 12 [mathin] είναι ο αριθμός των μπουλονιών που η αναφορά μετράει ως αντίσταση στη διάτμηση:
[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 (68\,ksi) \times \frac{\pi}{4} \times \left( (1\,in) \right)^{2} \times (1) \times (1) \times (12) [math]
[math] \phi R_{n} = 480.66\,kip [math]
DCR = 125 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 480.66 κιπ = 0.260 < 1.0, Εντάξει
Οδηγός Σχεδιασμού 39 κανονικά αντιστοιχίζει τη διάτμηση στους κοχλίες της πλευράς συμπίεσης, επειδή τα μπουλόνια τάνυσης λειτουργούν ήδη υπό τάση. Η διάτμηση των μπουλονιών έχει πολύ απόθεμα εδώ σε κάθε περίπτωση.
Βήμα 10: 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 1.125 σε πλάτος σχισμής:
[math] l_{c2} = s_{r} – d_{h} = (3\,in) – (1.125\,in) = 1.875\,in [math]
Με [mathin] t_{p} = 1\,in [mathin], [mathin] F_{up} = 65\,ksi [mathin], [mathin] n_{v} = 12 [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 (1.875\,in),\, 2.4 \times (1\,in) \right) \times (1\,in) \times (65\,ksi) \times (12) [math]
[math] \phi R_{n,tearout} = 1316.3\,kip [math]
DCR = 125 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 1316.3 κιπ = 0.095 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 11: 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 1.56 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 (1.875\,in),\, 2.4 \times (1\,in) \right) \times (1.56\,in) \times (65\,ksi) \times (12) [math]
[math] \phi R_{n,tearout} = 2053.3\,kip [math]
DCR = 125 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 2053.3 κιπ = 0.061 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 12: Κάμψη φλάντζας στήλης στα μπουλόνια τάνυσης (Οδηγός σχεδίασης AISC 39, Πίνακας Α-2 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{(15.8\,in)(7.5\,in)}}{2} = 5.4429\,in [math]
Για μοτίβο τεσσάρων μπουλονιών σε μη ενισχυμένη στήλη που συνεχίζεται πάνω και κάτω από τη σύνδεση, Ο Πίνακας Α-2 δίνει, με [mathin] c = 3\,in [mathin] (το διάστημα των σειρών των μπουλονιών, για μια πλάκα ξεπλύματος):
[math] Y_{c} = \frac{b_{fs}}{2} \left( \frac{h_{1}}{s} + \frac{h_{2}}{s} \right) + \frac{2}{g} \left( h_{1} \left( s + \frac{3c}{4} \right) + h_{2} \left( s + \frac{c}{4} \right) \right) + \frac{g}{2} = 114.67\,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)\,(1.56\,in)^{2}\,(114.67\,in) = 1046.4\,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{(361.62\,kip\text{-}ft)}{(1046.4\,kip\text{-}ft)} = 0.34558 [math]
DCR = 0.346 < 1.0, Εντάξει
Η φλάντζα W14x211 είναι 1.56 σε παχιά, και η δύναμη ανεβαίνει με το τετράγωνο του πάχους, έτσι δεν χρειάζονται ενισχυτικά.
Βήμα 13: 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{(200\,kip\text{-}ft)}{(21.4\,in) – (0.8\,in)} + \frac{(150\,kip)}{2} = 191.5\,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( (1.56\,in) \right)^{2} = 684.45\,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 (0.98\,in)^{3} \times \sqrt{(29000\,ksi) \times (50\,ksi)}}{(10\,in)} \right) \times (1) = 2448\,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. Κάτω από τη φλάντζα, το άπλωμα σταματά στην άκρη του πιάτου. Αυτή η απόσταση είναι [mathin] d_{pe} = 0.3625\,in [mathin]: ο 0.8 στην πλάκα εκτείνεται πέρα από τη φλάντζα, λιγότερο το 7/16 σε συγκόλληση.
[math] l_{b} = t_{fb} + 2 W_{1} + t_{p} + \min\left( d_{pe},\, t_{p} \right) [math]
[math] l_{b} = (0.8\,in) + 2\,(0.4375\,in) + (1\,in) + \min\left( (0.3625\,in),\, (1\,in) \right) = 3.0375\,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( (0.98\,in) \right)^{2} \times \left[ 1 + 3 \times \left( \frac{(3.0375\,in)}{(15.7\,in)} \right) \times \left( \frac{(0.98\,in)}{(1.56\,in)} \right)^{1.5} \right] \times \sqrt{\frac{(29000\,ksi) \times (50\,ksi) \times (1.56\,in)}{(0.98\,in)}} \times (1) = 1128.5\,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} = 2.16\,in [mathin]:
[math] \phi R_{n,wly} = \phi \left( 6\, C_{t}\, k_{des} + l_{b} \right) F_{ys}\, t_{ws} = (1)\,(6\,(1)\,(2.16\,in) + (3.0375\,in))\,(50\,ksi)\,(0.98\,in) = 783.88\,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 (15.7\,in) \times (0.98\,in) = 415.42\,kip [math]
Δύναμη κυβερνητικής στήλης
[math] \phi R_{n} = \min\left( (684.45\,kip),\, (2448\,kip),\, (1128.5\,kip),\, (783.88\,kip),\, (415.42\,kip) \right) = 415.42\,kip [math]
DCR = 191.5 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 415.42 κιπ = 0.461 < 1.0, Εντάξει
Η διάτμηση ζώνης του πίνακα διέπει τη στήλη. Το βαρύ W14x211, με α 0.98 στο web και α 1.56 σε φλάντζα, δεν χρειάζεται ενισχυτικά ή πλάκα διπλασιασμού για αυτό το φορτίο.
Περίληψη των ελέγχων σχεδιασμού
| Έλεγχος σχεδιασμού | Ζήτηση | Χωρητικότητα | DCR | Αποτέλεσμα |
|---|---|---|---|---|
| Περιορισμοί λεπτομερειών σύνδεσης | 22.525 σε | 23.000 σε | 0.979 | cdot K_a |
| Απαιτούμενο μπουλόνι | 0.942 σε | 1.000 σε | 0.942 | cdot K_a |
| Απαιτούμενο πάχος τελικής πλάκας | 0.988 σε | 1.000 σε | 0.988 | cdot K_a |
| Συγκόλληση στη φλάντζα δοκού | 295.200 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 317.559 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.930 | cdot K_a |
| Φλάντζα δοκού (συγκόλληση βασικού μετάλλου) | 295.200 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 391.050 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.755 | cdot K_a |
| Συγκόλληση σε ιστό δοκού, ένταση | 191.505 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 216.439 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.885 | cdot K_a |
| Ιστός δοκού (συγκόλληση βασικού μετάλλου) | 191.505 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 194.344 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.985 | cdot K_a |
| Συγκόλληση σε ιστό δοκού, κουρεύω | 125.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 126.470 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.988 | cdot K_a |
| Διάτμηση μπουλονιών | 125.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 480.664 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.260 | cdot K_a |
| Ρουλεμάν μπουλονιών και σχίσιμο στην ακραία πλάκα | 125.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 1316.250 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.095 | cdot K_a |
| Ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο στη φλάντζα της στήλης | 125.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 2053.350 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.061 | cdot K_a |
| Φλάντζα στήλης σε τάση | 361.625 kip-ft | 1046.441 kip-ft | 0.346 | cdot K_a |
| Στήλη σε συμπίεση | 191.505 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 415.422 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.461 | cdot K_a |
Η πλάκα έκπλυσης περνάει κάθε έλεγχο, με τέσσερις από αυτούς μέσα 3% χωρητικότητας. Η συγκόλληση ιστού σε διάτμηση διέπει στο 0.98837, με πάχος ακραίας πλάκας στο 0.9878 ακριβώς πίσω από αυτό, τότε η δοκός ιστού βάση μέταλλο στο 0.985 και το ύψος της πλάκας στο 0.979. Διάτμηση μπουλονιών, ρουλεμάν και οι έλεγχοι στηλών έχουν όλα πολλά αποθεματικά, Έτσι, οποιαδήποτε αλλαγή για να μεταφέρει περισσότερο φορτίο αυτή η σύνδεση ξεκινά με τον ιστό της δοκού και την τελική πλάκα.
Τι να αλλάξετε εάν αποτύχει ένας έλεγχος
- Απαιτούμενη διάμετρος μπουλονιού: χρησιμοποιήστε ένα μεγαλύτερο μπουλόνι, ή προσθέστε στήλες μπουλονιών, ώστε περισσότερα μπουλόνια να μοιράζονται την τάση. Εάν η πλάκα έκπλυσης δεν μπορεί να λειτουργήσει, μια εκτεταμένη ακραία πλάκα βάζει μια σειρά μπουλονιών έξω από τη φλάντζα τάνυσης, όπου ο μοχλός του είναι μακρύτερος.
- Απαιτούμενο πάχος τελικής πλάκας: Χρησιμοποιήστε μια παχύτερη πινακίδα, ή μειώστε τη μετατόπιση του μετρητή ή της φλάντζας του μπουλονιού για να αυξήσετε την παράμετρο γραμμής διαρροής. Μια εκτεταμένη ή άκαμπτη ακραία πλάκα δίνει μια πολύ μεγαλύτερη παράμετρο γραμμής διαρροής.
- 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: ο ιστός της δέσμης είναι συνήθως το όριο, οπότε μια μεγαλύτερη συγκόλληση δεν βοηθάει. Δοκός με παχύτερο ιστό, ή μια βαθύτερη δοκό με μεγαλύτερο μήκος συγκόλλησης ιστού, κάνει.
- Διάτμηση μπουλονιών ή ρουλεμάν: χρησιμοποιήστε ένα μεγαλύτερο μπουλόνι ή υψηλότερη ποιότητα, ή προσθέστε σειρές μπουλονιών.
- 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
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μιας χωνευτής και μιας εκτεταμένης σύνδεσης ροπής τελικής πλάκας?
Στις φλάντζες της δοκού σταματάει μια ακραία πλάκα, έτσι όλα τα μπουλόνια βρίσκονται ανάμεσα στις φλάντζες. Μια εκτεταμένη ακραία πλάκα προεξέχει πέρα από τη φλάντζα τάνυσης με μια σειρά μπουλονιών έξω από αυτήν. Η εξωτερική σειρά έχει μακρύτερο βραχίονα μοχλού και η επέκταση προσθέτει γραμμές απόδοσης, έτσι μια εκτεταμένη πλάκα φέρει πολύ μεγαλύτερη ροπή. Χρησιμοποιείται μια πλάκα έκπλυσης όπου η σύνδεση πρέπει να παραμείνει εντός του βάθους της δοκού, για παράδειγμα κάτω από μια πλάκα δαπέδου.
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).
Τι είναι το 0.8 συντελεστής μείωσης για τις ακραίες πλάκες έκπλυσης?
Οι χωνευτές ακραίες πλάκες είναι πιο εύκαμπτες από τις εκτεταμένες. Οδηγός Σχεδιασμού 39 πολλαπλασιάζει την ισχύ της γραμμής διαρροής τους με έναν παράγοντα μείωσης του 0.8, έτσι ώστε η σύνδεση να είναι αρκετά άκαμπτη ώστε να αντιμετωπίζεται ως πλήρως συγκρατημένη. Ο παράγοντας βρίσκεται στον παρονομαστή της εξίσωσης πάχους πλάκας στο Βήμα 3, έτσι κάνει την απαιτούμενη πλάκα παχύτερη.
Πώς το αξονικό φορτίο αλλάζει τη σχεδίαση της τελικής πλάκας?
Η αξονική τάση αυξάνει την τάση στα μπουλόνια τάνυσης. Ο οδηγός το μετατρέπει σε ισοδύναμη στιγμή, το ήμισυ της τάσης επί την απόσταση μεταξύ των κεντροειδών της φλάντζας, και το προσθέτει στη ροπή δέσμης: 200 kip-ft γίνεται 328.75 kip-ft εδώ. Η αξονική συμπίεση προσθέτει το ήμισυ της αξίας της στη δύναμη της φλάντζας συμπίεσης που πρέπει να αντισταθεί η στήλη στο βήμα 13.
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 A490-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 χωνευτή 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.
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.
βιβλιογραφικές αναφορές
- AISC 360-16, Προδιαγραφές για δομικά κτίρια από χάλυβα: 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, 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 5-3, Πίνακας Α-2.
- 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
Χάρολντ Μουνάλεμ
Υπεύθυνος προϊόντων, Σχεδιασμός σύνδεσης
10+ χρόνια στο σχεδιασμό σύνδεσης χάλυβα
LinkedIn

