Σχεδιασμός μονής γωνίας σύνδεσης με AISC 360 σημαίνει έλεγχος μιας γωνίας, δύο ομάδες μπουλονιών και η δοκός καταλήγει στην αντίδραση δοκού. Στην πλευρά της δοκού ελέγχετε τη διάτμηση του μπουλονιού, ρουλεμάν και σχίσιμο στη γωνία και στον ιστό της δοκού, διάτμηση μπλοκ, διατμητική υποχώρηση και ρήξη της γωνίας, και γωνιακή κάμψη. Εάν η δοκός αντιμετωπιστεί, ελέγχετε επίσης τον αντιμετωπισμένο ιστό για διάτμηση μπλοκ, Σχέδιο τοίχου αντιστήριξης. Στην πλευρά στήριξης επαναλαμβάνετε τους ελέγχους μπουλονιών και γωνίας για το πόδι που είναι βιδωμένο στη δοκό, όπου η ομάδα μπουλονιών πρέπει να φέρει την εκκεντρότητα της αντίδρασης. Αναλυτικά τα όρια στην απόσταση, Διατμητική Αντοχή Μπουλονιών, υπολογίζω, Το βάθος αντιμετώπισης και το βάθος σύνδεσης ισχύουν παντού.
Αυτή η σελίδα λειτουργεί ένα πραγματικό παράδειγμα από την αρχή μέχρι το τέλος: μια δοκός W12x14, αντιμετώπισε στην επάνω φλάντζα, πλαισίωση στον ιστό μιας δοκού W18x35 με α 20 αντίδραση kip LRFD, μέσω μιας ενιαίας γωνίας L4x3x3/8 με δύο σειρές από 3/4 σε μπουλόνια A325-N σε κάθε πόδι. 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.
Τι είναι μια μονή γωνία σύνδεσης?
Μια μονή γωνία σύνδεσης είναι μια χαλύβδινη γωνία στη μία πλευρά του ιστού της δοκού, με το ένα πόδι βιδωμένο (ή συγκολλημένα) στον ιστό και το άλλο πόδι βιδωμένο στο μέλος στήριξης. Μεταφέρει την τελική διάτμηση της δοκού και ταξινομείται ως απλή σύνδεση στο AISC 360-16 Β3.4, Έτσι η γωνία είναι λεπτομερής για να κάμπτεται αντί να αντιστέκεται στη ροπή.
Είναι ένα σύνδεση διάτμησης χρησιμοποιείται για ελαφρύτερες αντιδράσεις, και όπου μπορεί να προσεγγιστεί μόνο η μία πλευρά του ιστού της δοκού, όπως δοκοί που πλαισιώνονται σε έναν ιστό δοκού δίπλα σε άλλο μέλος. Γιατί υπάρχει μόνο μία γωνία, τα μπουλόνια από την πλευρά της δοκού είναι σε μονή διάτμηση και το φορτίο φτάνει στο στήριγμα στη μία πλευρά του ιστού της δοκού, έτσι τα μπουλόνια στήριξης πρέπει να φέρουν αυτή την εκκεντρικότητα. Οι άλλες επιλογές για την ίδια δουλειά είναι οι σύνδεση διπλής γωνίας, ο ενιαίο πιάτο (γλωττίδα διάτμησης) Η σύνδεση και η διάτμηση σύνδεση τελικής πλάκας. Μπορείτε να ελέγξετε αυτό το παράδειγμα απευθείας στο αριθμομηχανή μονής γωνίας σύνδεσης.

Ανύψωση του παραδείγματος σύνδεσης. Η δοκός αντιμετωπίζεται 2 7/8 σε μακρύ και 1 βαθιά στο επάνω μέρος για να καθαρίσετε τη φλάντζα της δοκού, με α 1/2 σε απόσταση μεταξύ του άκρου της δοκού και του ιστού της δοκού.

Ενότητα Α-Α. Το μακρύ πόδι είναι βιδωμένο στον ιστό της δοκού, και το 3 σε εξαιρετικό πόδι είναι βιδωμένο στον ιστό της δοκού.
Πώς σχεδιάζετε μια σύνδεση μονής γωνίας? Τα βήματα με μια ματιά
- Ελέγξτε τα όρια λεπτομερειών στην πλευρά της δοκού: απόσταση, αποστάσεις ακμών, βάθος, υπολογίζω, αντιμετωπίζω.
- Ελέγξτε την ομάδα μπουλονιών από την πλευρά της δοκού σε μονή διάτμηση.
- Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού και το σκίσιμο στη γωνία στην πλευρά της δοκού.
- Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού και το σκίσιμο στο πλέγμα της δοκού.
- Συνδυάστε διάτμηση, ρουλεμάν και σχίσιμο ανά μπουλόνι στην πλευρά της δοκού.
- Ελέγξτε τη διάτμηση του μπλοκ της γωνίας στην πλευρά της δοκού.
- Ελέγξτε τη διατμητική απόδοση και τη διάτμηση της γωνίας στην πλευρά της δοκού.
- Ελέγξτε τη γωνία κάμψης στην πλευρά της δοκού χρησιμοποιώντας τη διαδικασία διπλής αντιμετώπισης.
- Ελέγξτε την αλληλεπίδραση διάτμησης και ροπής της γωνίας στην πλευρά της δοκού.
- Ελέγξτε τη διάτμηση του μπλοκ του αντιμετωπισμένου ιστού δοκού.
- Ελέγξτε τη διατμητική διαρροή και τη διάτμηση της αντιμετωπιζόμενης δοκού.
- Ελέγξτε την κάμψη της αντιμετωπιζόμενης δοκού.
- Ελέγξτε τα όρια λεπτομερειών στην πλευρά στήριξης.
- Ελέγξτε την ομάδα μπουλονιών της πλευράς στήριξης με το ICOR για την εκκεντρικότητά της.
- Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού και το σκίσιμο στη γωνία στην πλευρά στήριξης.
- Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού στον ιστό της δοκού.
- Συνδυάστε διάτμηση, ρουλεμάν και σχίσιμο ανά μπουλόνι στην πλευρά στήριξης.
- Ελέγξτε τη διάτμηση του μπλοκ της γωνίας στην πλευρά στήριξης.
- Ελέγξτε τη διατμητική υποχώρηση και τη διάτμηση της γωνίας στην πλευρά στήριξης.
- Ελέγξτε τη γωνία κάμψης στην πλευρά στήριξης χρησιμοποιώντας τη διαδικασία διπλής αντιμετώπισης.
- Ελέγξτε την αλληλεπίδραση διάτμησης και ροπής της γωνίας στην πλευρά στήριξης.
Είσοδοι σχεδίασης για αυτό το παράδειγμα
Ο κώδικας σχεδίασης είναι AISC 360-16 LRFD. Οι ιδιότητες ενότητας προέρχονται από το Εγχειρίδιο AISC.
| Είδος | Σύμβολο | αξία |
|---|---|---|
| Παραγοντική κατακόρυφη διάτμηση | [mathin] V_{u} [mathin] | 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου |
| Δέσμη | Π 12Χ14, A992 | |
| Βάθος δοκού | [mathin] d_{bm} [mathin] | 11.9 σε |
| Πάχος ιστού δοκού | [mathin] t_{wb} [mathin] | 0.2 σε |
| Πλάτος φλάντζας δοκού / πάχος | [mathin] b_{fb},\ t_{fb} [mathin] | 3.97 σε / 0.225 σε |
| Περιοχή δοκού | [mathin] A_{bm} [mathin] | 4.16 σε ² |
| Απόδοση δοκού / εφελκυστική τάση | [mathin] F_{yb},\ F_{ub} [mathin] | 50 ksi / 65 ksi |
| Μήκος κορυφαίας κάλυψης / βάθος | [mathin] L_{ct},\ D_{ct} [mathin] | 2.875 σε / 1 σε |
| Δοκός | Π18Χ35, A992 | |
| Βάθος δοκού / πάχος ιστού | [mathin] d_{sup},\ t_{ws} [mathin] | 17.7 σε / 0.3 σε |
| Πλάτος φλάντζας δοκών / πάχος | [mathin] b_{fs},\ t_{fs} [mathin] | 6 σε / 0.425 σε |
| Περιοχή δοκών | [mathin] A_{sup} [mathin] | 10.3 σε ² |
| Απόδοση δοκών / εφελκυστική τάση | [mathin] F_{ys},\ F_{us} [mathin] | 50 ksi / 65 ksi |
| Μέτρο ελαστικότητας | [mathin] E [mathin] | 29000 ksi |
| Είδος | Σύμβολο | αξία |
|---|---|---|
| Γωνία | L4x3x3/8, A36, μακρύ πόδι στη δοκό | |
| Βάθος γωνίας | [mathin] d_{a} [mathin] | 6 σε |
| Πάχος γωνίας | [mathin] t_{a} [mathin] | 0.375 σε |
| Πλάτος ποδιού στη δοκό / στην υποστήριξη | [mathin] b_{a,NSL},\ b_{a,OSL} [mathin] | 4 σε / 3 σε |
| Απόδοση γωνίας / εφελκυστική τάση | [mathin] F_{ya},\ F_{ua} [mathin] | 36 ksi / 58 ksi |
| Μπουλόνια (και οι δύο πλευρές) | 3/4 στο Α325-Ν | |
| Διάμετρος μπουλονιού | [mathin] d_{b} [mathin] | 0.75 σε |
| Μπουλόνι ονομαστικής εφελκυσμού / τάση διάτμησης | [mathin] F_{nt},\ F_{nv} [mathin] | 90 ksi / 54 ksi |
| Διατμητικά αεροπλάνα, πλευρά δοκού / πλευρά στήριξης | [mathin] N_{s} [mathin] | 1 / 1 |
| Τρύπες στην πλευρά της δοκού (γωνία / δέσμη) | Οριζόντια με κοντή σχισμή (HSSL) / πρότυπο (ΣΜΝ) | |
| Τρύπες στην πλευρά στήριξης (γωνία / δοκός) | Πρότυπο (ΣΜΝ) / πρότυπο (ΣΜΝ) |
| Γεωμετρία | Σύμβολο | Πλευρά δοκού | Πλευρά στήριξης |
|---|---|---|---|
| Σειρές μπουλονιών / απόσταση σειρών | [mathin] n_{r},\ s_{r} [mathin] | 2 / 3 σε | 2 / 3 σε |
| Στήλες μπουλονιών / απόσταση στηλών | [mathin] n_{c},\ s_{c} [mathin] | 1 / 0 σε | 1 / 0 σε |
| Υπολογίζω | [mathin] g [mathin] | 2.5 σε | 1.75 σε |
| Κατακόρυφη απόσταση ακμών στη γωνία | [mathin] L_{ev,a} [mathin] | 1.5 σε | 1.5 σε |
| Οριζόντια απόσταση ακμής στη γωνία | [mathin] L_{eh,a} [mathin] | 1.5 σε | 1.25 σε |
| Κατακόρυφη απόσταση ακμής στον ιστό δοκού | [mathin] L_{ev,bm} [mathin] | 3.575 σε | |
| Εκκεντρικότητα μπουλονιών | [mathin] e [mathin] | 2.5 σε | 1.85 σε |
| Διάκενο ιστού δοκού στη δοκό | [mathin] clr [mathin] | 0.5 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 γωνία που είναι πολύ μικρή ή πολύ βαθιά αλλάζει τον τρόπο περιστροφής της σύνδεσης. Η λαβή πρέπει να είναι αρκετά βαθιά για να καθαρίσει τη φλάντζα της δοκού.
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). Το πόδι στην πλευρά της δοκού έχει οριζόντιες οπές με κοντές εγκοπές, και η οριζόντια απόσταση ακμής στη γωνία μετράται κατά μήκος του άκρου της σχισμής, οπότε ο Πίνακας J3.5 προσαύξηση του 1/8 για μια σύντομη υποδοχή αυξάνει το ελάχιστο σε 1.125 σε. Η οριζόντια απόσταση ακμής στον ιστό της δοκού είναι ο μετρητής μείον το διάκενο, [mathin] 2.5\,in – 0.5\,in = 2\,in [mathin]. Η γωνία πρέπει να είναι τουλάχιστον το μισό τόσο βαθιά όσο η διάσταση Τ της δέσμης, έτσι είναι αρκετά άκαμπτο για να στηρίξει το άκρο της δοκού, και όχι πιο βαθιά από όσο μπορεί να πάρει ο ιστός της δέσμης. Ο μετρητής μπουλονιού στο πόδι της πλευράς της δοκού πρέπει να αφήνει χώρο για να εισέλθει και να σφίξει τα μπουλόνια.
| Όριο λεπτομερειών | Οριο (σε) | Πραγματικός (σε) | DCR | Αποτέλεσμα |
|---|---|---|---|---|
| Ελάχιστη απόσταση σειρών μπουλονιών | 2.000 | 3.000 | 0.667 | cdot K_a |
| Μέγιστη απόσταση σειρών μπουλονιών | 6.000 | 3.000 | 0.500 | cdot K_a |
| Ελάχιστη απόσταση γωνίας κάθετης ακμής | 1.000 | 1.500 | 0.667 | cdot K_a |
| Ελάχιστη οριζόντια απόσταση γωνίας | 1.125 | 1.500 | 0.750 | cdot K_a |
| Ελάχιστη απόσταση δέσμης κάθετης ακμής | 1.000 | 3.575 | 0.280 | cdot K_a |
| Ελάχιστη απόσταση δοκού οριζόντιας άκρης | 1.000 | 2.000 | 0.500 | cdot K_a |
| Ελάχιστο βάθος σύνδεσης | 5.188 | 6.000 | 0.865 | cdot K_a |
| Μέγιστο βάθος σύνδεσης | 10.000 | 6.000 | 0.600 | cdot K_a |
| Ελάχιστο μετρητή μπουλονιού για μονή γωνία | 1.500 | 2.500 | 0.600 | cdot K_a |
| Ελάχιστο βάθος κάλυψης | 0.750 | 1.000 | 0.750 | 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 ελάχιστο βάθος σύνδεσης, το μισό 10 3/8 σε διάσταση Τ του W12x14:
[math] DCR = \frac{d}{c} = \frac{(5.1875)}{(6)} = 0.86458 [math]
DCR = 0.865 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 2: Ομαδική διάτμηση μπουλονιών στην πλευρά της δοκού (AISC 360-16 J3.6)
Κάθε μπουλόνι στην πλευρά της δοκού διέρχεται μόνο από τη γωνία και τον ιστό της δοκού, άρα έχει ένα επίπεδο διάτμησης. Τα δύο μπουλόνια πρέπει να φέρουν την πλήρη αντίδραση μεταξύ τους.
Συντελεστής ομάδας μπουλονιών
Η γραμμή μπουλονιού από την πλευρά της δοκού είναι 2.5 μέσα από τη γωνιακή φτέρνα, αλλά η εκκεντρικότητα αγνοείται εδώ. Σελίδα εγχειριδίου AISC 10-116 επιτρέπει αυτό για μια μόνο κάθετη σειρά μπουλονιών με εκκεντρότητα όχι μεγαλύτερη από 3 σε, οπότε ο συντελεστής ομάδας μπουλονιών είναι απλώς ο αριθμός των μπουλονιών:
[math] C = 2 [math]
Αντοχή ομάδας μπουλονιών
Οπου [mathin] \phi = 0.75 [mathin], [mathin] d_{b} = 0.75\,in [mathin], [mathin] F_{nv} = 54\,ksi [mathin] για μπουλόνι A325-N με σπειρώματα που περιλαμβάνονται, [mathin] N_{s} = 1 [mathin] και [mathin] h_{f} = 1 [mathin] γιατί δεν υπάρχουν πληρωτικά (J5.2(ένα)):
[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 (2) \times (1) [math]
[math] \phi R_{n} = 35.785\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 35.785 κιπ = 0.559 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 3: Ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο στη μονή γωνία στην πλευρά της δοκού (AISC 360-16 J3.10)
Κάθε μπουλόνι από την πλευρά της δοκού πιέζει στην άκρη της οπής του στη γωνία. Η γωνία είτε παραμορφώνεται στην τρύπα (ρουλεμάν, καλύπτεται σε 2.4 Διατμητική Αντοχή Μπουλονιών) ή σκίζει μια λωρίδα στην επόμενη τρύπα ή στην κάτω άκρη της (λυσσασμένο, 1.2 Διατμητική Αντοχή Μπουλονιών). Η δοκός σπρώχνει τα μπουλόνια προς τα κάτω στη γωνία, άρα το κάτω μπουλόνι, πλησιέστερα στο κάτω άκρο της γωνίας, είναι ο αδύναμος.
Οι οπές είναι μικρές σχισμές που τρέχουν οριζόντια και το φορτίο είναι κατακόρυφο, οπότε η διάσταση της οπής προς την κατεύθυνση του φορτίου είναι η τυπική [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin]. Καθαρή απόσταση για τον ακραίο μπουλόνι, με [mathin] L_{ev,a} = 1.5\,in [mathin]:
[math] l_{c1} = L_{ev,a} – \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_{a} = 0.375\,in [mathin], [mathin] F_{ua} = 58\,ksi [mathin], [mathin] C = 2 [mathin] και [mathin] n_{r} = 2 [mathin]:
[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{a} F_{ua} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{a} F_{ua} \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( (2) – 1 \right) \right] \times \left( \frac{(2)}{(2)} \right) [math]
[math] \phi R_{n} = 50.773\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 50.773 κιπ = 0.394 < 1.0, Εντάξει
Το σχίσιμο διέπει τον ακραίο μπουλόνι, επειδή 1.2 Το lc1 είναι μικρότερο από 2.4 Διπλή διάτμηση. Το άλλο μπουλόνι περιορίζεται από ρουλεμάν.
Βήμα 4: Ρουλεμάν μπουλονιών και σχίσιμο στον ιστό της δοκού (AISC 360-16 J3.10)
Ο ίδιος έλεγχος ισχύει και για τον ιστό της δοκού. Εδώ ο ιστός κινείται προς τα κάτω έναντι των μπουλονιών που συγκρατούνται από τη γωνία, έτσι τα μπουλόνια αντέχουν στην κορυφή των οπών του ιστού, και το μπουλόνι της άκρης είναι το πάνω, 3.575 κάτω από την κομμένη άκρη του κουπ.
Καθαρή απόσταση για το επάνω μπουλόνι, με [mathin] L_{ev,bm} = 3.575\,in [mathin] και [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin]:
[math] l_{c1} = L_{ev,bm} – \frac{d_{h}}{2} = (3.575\,in) – \frac{(0.8125\,in)}{2} = 3.1688\,in [math]
[math] l_{c2} = s_{r} – d_{h} = (3\,in) – (0.8125\,in) = 2.1875\,in [math]
Οπου [mathin] t_{wb} = 0.2\,in [mathin], [mathin] F_{ub} = 65\,ksi [mathin], [mathin] C = 2 [mathin] και [mathin] n_{r} = 2 [mathin]:
[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{wb} F_{ub} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{wb} F_{ub} \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 (3.1688\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.2\,in) \times (65\,ksi) + \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.2\,in) \times (65\,ksi) \times \left( (2) – 1 \right) \right] \times \left( \frac{(2)}{(2)} \right) [math]
[math] \phi R_{n} = 35.1\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 35.1 κιπ = 0.570 < 1.0, Εντάξει
Και τα δύο μπουλόνια καλύπτονται με ρουλεμάν 2.4 Διπλή διάτμηση, επειδή η μεγάλη απόσταση από την άκρη κάτω από τη λαβή κρατά το σκίσιμο εκτός παιχνιδιού. ο 0.2 στο web είναι πιο λεπτό από το 3/8 σε γωνία, άρα είναι το πιο αδύναμο φύλλο στην πλευρά της δοκού.
Βήμα 5: Αποτελεσματική αντοχή της ομάδας μπουλονιών στην πλευρά της δοκού (AISC 360-16 J3.6 Σχόλιο)
Διάτμηση μπουλονιών, Το ρουλεμάν και το σκίσιμο δεν είναι πραγματικά ξεχωριστοί έλεγχοι. Κάθε μπουλόνι φέρει τη μικρότερη από την αντοχή του στη διάτμηση και τη φέρουσα ή σχισμή του σε κάθε φύλλο από το οποίο περνά, και η αντοχή της ομάδας είναι το άθροισμα αυτών των τιμών ανά μπουλόνι.
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 στη γωνία, για το ακραίο μπουλόνι και το εσωτερικό μπουλόνι:
[math] \phi r_{n1e} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{a} F_{ua} = (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_{a} F_{ua} = (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 και σχίσιμο ενός μπουλονιού στον ιστό της δοκού, για το ακραίο μπουλόνι και το εσωτερικό μπουλόνι:
[math] \phi r_{n2e} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{wb} F_{ub} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (3.1688\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.2\,in) \times (65\,ksi) = 17.55\,kip [math]
[math] \phi r_{n2i} = \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 (0.2\,in) \times (65\,ksi) = 17.55\,kip [math]
Οι βίδες αριθμούνται από την κορυφή της γραμμής. Μπουλόνι 1 είναι ο ακραίος κοχλίας στον ιστό της δοκού και ένας εσωτερικός κοχλίας στη γωνία; Διατμητική Αντοχή Μπουλονιών 2 είναι το ακραίο μπουλόνι στη γωνία:
[math] \phi r_{eff,1} = \min\left( \phi r_{v},\, \phi r_{n1i},\, \phi r_{n2e} \right) = \min\left( (17.892\,kip),\, (29.363\,kip),\, (17.55\,kip) \right) = 17.55\,kip [math]
[math] \phi r_{eff,2} = \min\left( \phi r_{v},\, \phi r_{n1e},\, \phi r_{n2i} \right) = \min\left( (17.892\,kip),\, (21.41\,kip),\, (17.55\,kip) \right) = 17.55\,kip [math]
| Μπουλόνι | Διάτμηση μπουλονιών (δέρμα μόσχου ακατέργαστου) | Ρουλεμάν / λυσσασμένο, μονή γωνία (δέρμα μόσχου ακατέργαστου) | Ρουλεμάν / λυσσασμένο, ιστός δοκού (δέρμα μόσχου ακατέργαστου) | Αποτελεσματική δύναμη (δέρμα μόσχου ακατέργαστου) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 17.89 | 29.36 | 17.55 | 17.55 |
| 2 | 17.89 | 21.41 | 17.55 | 17.55 |
[math] \sum \phi r_{eff} = n_{1}\, \phi r_{eff,1} + n_{2}\, \phi r_{eff,2} = (1) \times (17.55\,kip) + (1) \times (17.55\,kip) = 35.1\,kip [math]
[math] \phi R_{n,eff} = \left( \frac{C}{n_{r}} \right) \sum \phi r_{eff} = \left( \frac{(2)}{(2)} \right) \times (35.1\,kip) = 35.1\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 35.1 κιπ = 0.570 < 1.0, Εντάξει
Το ρουλεμάν στον ιστό της δοκού διέπει και τα δύο μπουλόνια, αν και η διάτμηση μπουλονιών είναι μόνο 2% υψηλότερα. Μπορείτε να εκτελέσετε την ίδια σύνδεση στο δωρεάν αριθμομηχανή σχεδιασμού σύνδεσης και δοκιμάστε μια τρίτη σειρά μπουλονιών για να δείτε πώς κινείται η αναλογία.
Βήμα 6: Διάτμηση μπλοκ της μονής γωνίας στην πλευρά της δοκού (AISC 360-16 J4.3)
Ένα μπλοκ της γωνίας μπορεί να σκιστεί κατά μήκος της γραμμής του μπουλονιού: κόψτε τη γραμμή των οπών, συν την ένταση στην ελεύθερη άκρη της γωνίας. Με μία στήλη μπουλονιού, 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] t_{a} = 0.375\,in [mathin], [mathin] n_{c} = 1 [mathin], [mathin] s_{c} = 0\,in [mathin] και [mathin] L_{eh,a} = 1.5\,in [mathin]. Κάθε τρύπα προσθέτει 1/16 για ζημιά κατά τη διάτρηση (Β4.3):
[math] A_{nt} = t_{a} \left[ (n_{c}-1)\, s_{c} + L_{eh,a} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] [math]
[math] A_{nt} = (0.375\,in) \times \left[ ((1)-1) \times (0\,in) + (1.5\,in) – ((1) – 0.5) \times ((1\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 0.36328\,in^{2} [math]
Μικτά και καθαρά εμβαδά σε διάτμηση. Το επίπεδο διάτμησης κινείται κατακόρυφα, κατά μήκος των υποδοχών, άρα χρησιμοποιεί [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin]:
[math] A_{gv} = t_{a} \left[ L_{ev,a} + (n_{r}-1)\, s_{r} \right] = (0.375\,in) \times \left[ (1.5\,in) + ((2)-1) \times (3\,in) \right] = 1.6875\,in^{2} [math]
[math] A_{nv} = t_{a} \left[ d_{a} – L_{ev,a} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] [math]
[math] A_{nv} = (0.375\,in) \times \left[ (6\,in) – (1.5\,in) – ((2) – 0.5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 1.1953\,in^{2} [math]
Διατμητική αντοχή μπλοκ, με [mathin] U_{bs} = 1 [mathin] για ομοιόμορφη τάση, [mathin] F_{ua} = 58\,ksi [mathin], [mathin] F_{ya} = 36\,ksi [mathin] και [mathin] \phi = 0.75 [mathin]:
[math] \phi R_{n} = \phi \left( 0.6\, F_{ua} A_{nv} + U_{bs} F_{ua} A_{nt} \le 0.6\, F_{ya} A_{gv} + U_{bs} F_{ua} A_{nt} \right) [math]
[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (58\,ksi) \times (1.1953\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (0.36328\,in^{2}) \le 0.6 \times (36\,ksi) \times (1.6875\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (0.36328\,in^{2}) \right) [math]
[math] \phi R_{n} = 43.14\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 43.14 κιπ = 0.464 < 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 7: Διάτμηση και διάτμηση της μονής γωνίας στην πλευρά της δοκού (AISC 360-16 J4.2)
Η πλήρης αντίδραση περνά μέσα από το γωνιακό σκέλος 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_{a}\, t_{a} = (6\,in) \times (0.375\,in) = 2.25\,in^{2} [math]
[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{ya} A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (36\,ksi) \times (2.25\,in^{2}) = 48.6\,kip [math]
Διάτμηση ρήξη (Εξ. J4-4)
[math] A_{nv} = t_{a} \left[ d_{a} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.375\,in) \times \left[ (6\,in) – (2) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 1.5938\,in^{2} [math]
[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{ua} A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (58\,ksi) \times (1.5938\,in^{2}) = 41.597\,kip [math]
[math] \phi R_{n} = \min\left( \phi R_{n,sy},\, \phi R_{n,sr} \right) = \min\left( (48.6\,kip),\, (41.597\,kip) \right) = 41.597\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 41.597 κιπ = 0.481 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 8: Κάμψη της μονής γωνίας στην πλευρά της δοκού, διπλής αντιμετώπισής της διαδικασίας (AISC 360-16 F11.2)
Η αντίδραση μεταφέρεται από τη γραμμή του μπουλονιού στην πλευρά της δοκού μέχρι τη φτέρνα της γωνίας, έτσι το πόδι λειτουργεί ως κοντό πρόβολο στην κάμψη. Ενα βαθύ, Το λεπτό πόδι 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 το πόδι σαν ιστό δοκού με τις φλάντζες κομμένες. Το μη στηριγμένο μήκος είναι ο μετρητής στην πλευρά της δοκού, [mathin] L_{b} = 2.5\,in [mathin]. Το πόδι ελέγχεται επίσης για ρήξη κάμψης μέσω των οπών του μπουλονιού.
Έλεγχος εύρους
Οπου [mathin] E = 29000\,ksi [mathin], [mathin] F_{ya} = 36\,ksi [mathin], [mathin] d_{a} = 6\,in [mathin] και [mathin] t_{a} = 0.375\,in [mathin]:
[math] \frac{L_{b} d}{t^{2}} = \frac{(2.5\,in) \times (6\,in)}{(0.375\,in)^{2}} = 106.67 [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.
Συντελεστές τομής του γωνιακού σκέλους
[math] Z = \frac{t_{a} \left( d_{a} \right)^{2}}{4} = \frac{(0.375\,in) \times ((6\,in))^{2}}{4} = 3.375\,in^{3} [math]
[math] S = \frac{t_{a} \left( d_{a} \right)^{2}}{6} = \frac{(0.375\,in) \times ((6\,in))^{2}}{6} = 2.25\,in^{3} [math]
Συντελεστής τροποποίησης πλευρικού λυγισμού (Εγχειρίδιο AISC Εξ. 9-15)
Χωρίς καμία αντιμετώπιση στη γωνία, [mathin] d_{ct} = 0\,in [mathin]:
[math] C_{b} = \left[ 3 + \ln\left( \frac{L_{b}}{d_{a}} \right) \right] \left( 1 – \frac{d_{ct}}{d_{a}} \right) \ge 1.84 [math]
[math] C_{b} = \left[ 3 + \ln\left( \frac{(2.5\,in)}{(6\,in)} \right) \right] \times \left( 1 – \frac{(0\,in)}{(6\,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_{ya}}{E} \right) \right] F_{ya} S \le F_{ya} Z \right] [math]
[math] \phi M_{n} = (0.9) \times \left[ (2.1245) \times \left[ 1.52 – 0.274 \times ((106.67)) \times \left( \frac{(36\,ksi)}{(29000\,ksi)} \right) \right] \times (36\,ksi) \times (2.25\,in^{3}) \le (36\,ksi) \times (3.375\,in^{3}) \right] [math]
[math] \phi M_{n} = 9.1125\,kip\text{-}ft \;(109.35\,kip\text{-}in) [math]
Το πλαστικό καπάκι ροπής [mathin] F_{ya} Z [mathin] κυβερνά, έτσι το πόδι δεν είναι επιρρεπές σε λυγισμό σε αυτό το βάθος και το πάχος. Η ισοδύναμη διατμητική ικανότητα είναι:
[math] \phi V_{n,y} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b}} = \frac{(9.1125\,kip\text{-}ft)}{(2.5\,in)} = 43.74\,kip [math]
Καμπτική ρήξη (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 15 Τραπέζι 15-3, Μέρος 9 Εξ. 9-4)
Ο συντελεστής διατομής καθαρού πλαστικού αφαιρεί τις οπές των μπουλονιών, με [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin] και [mathin] s_{r} = 3\,in [mathin]. Με ζυγό αριθμό σειρών ο τελευταίος όρος είναι μηδέν:
[math] Z_{net} = \frac{t_{a} \left( d_{a} \right)^{2}}{4} – t_{a} \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_{a} \left( d_{h} + 0.0625\,in \right)^{2}}{4} [math]
[math] Z_{net} = \frac{(0.375\,in) \times ((6\,in))^{2}}{4} – (0.375\,in) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \times (3\,in) \times \left\lfloor \frac{(2)^{2}}{4} \right\rfloor – \left[ (2)\ \text{odd} \right] \times \frac{(0.375\,in) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in))^{2}}{4} = 2.3906\,in^{3} [math]
[math] \phi M_{n} = \phi\, F_{ua} Z_{net} = (0.75) \times (58\,ksi) \times (2.3906\,in^{3}) = 8.666\,kip\text{-}ft [math]
[math] \phi V_{n,r} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b}} = \frac{(8.666\,kip\text{-}ft)}{(2.5\,in)} = 41.597\,kip [math]
Κυβερνητική ικανότητα κάμψης
[math] \phi V_{n} = \min\left( \phi V_{n,y},\, \phi V_{n,r} \right) = \min\left( (43.74\,kip),\, (41.597\,kip) \right) = 41.597\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 41.597 κιπ = 0.481 < 1.0, Εντάξει
Η καμπτική ρήξη κυβερνά. Συμβαίνει να δίνει το ίδιο 41.597 kip ως διάτμηση ρήξη στο Βήμα 7.
Βήμα 9: Αλληλεπίδραση διάτμησης και ροπής της μονής γωνίας στην πλευρά της δοκού (Εγχειρίδιο AISC Εξ. 10-5)
Το γωνιακό σκέλος φέρει διάτμηση και κάμψη στο ίδιο τμήμα ταυτόχρονα, οπότε τα δύο πρέπει να ελεγχθούν μαζί. Το Εγχειρίδιο χρησιμοποιεί μια κυκλική αλληλεπίδραση μεταξύ της αντοχής σε διάτμηση και της αντοχής σε κάμψη.
Η στιγμή στη γωνία είναι ο χρόνος αντίδρασης επί του μη στηριγμένου μήκους, με [mathin] V_{r} = 20\,kip [mathin] και [mathin] L_{b} = 2.5\,in [mathin]:
[math] M_{r} = V_{r}\, L_{b} = (20\,kip) \times (2.5\,in) = 4.1667\,kip\text{-}ft [math]
Με [mathin] \phi V_{n} = 48.6\,kip [mathin] από διατμητική απόδοση στο Βήμα 7 και [mathin] \phi M_{n} = 9.1125\,kip\text{-}ft [mathin] από το Βήμα 8:
[math] I_{nt} = \left( \frac{V_{r}}{\phi V_{n}} \right)^{2} + \left( \frac{M_{r}}{\phi M_{n}} \right)^{2} [math]
[math] I_{nt} = \left( \frac{(20\,kip)}{(48.6\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(4.1667\,kip\text{-}ft)}{(9.1125\,kip\text{-}ft)} \right)^{2} = 0.37843 [math]
DCR = 0.37843 / 1.0 = 0.378 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 10: Διάτμηση μπλοκ του ιστού αντιμετωπισμένης δοκού (AISC 360-16 J4.3)
Το επάνω κάλυμμα αφαιρεί την επάνω φλάντζα της δοκού στη σύνδεση, έτσι ένα τμήμα του ιστού μπορεί να σκιστεί κατά μήκος της γραμμής του μπουλονιού: κόψτε τη γραμμή των οπών μέχρι την κομμένη άκρη του καλύμματος, συν τάνυση στο άκρο της δοκού.
Καθαρή επιφάνεια σε τάση, με [mathin] t_{wb} = 0.2\,in [mathin], [mathin] L_{eh,bm} = 2\,in [mathin] και η τυπική τρύπα [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin]:
[math] A_{nt} = t_{wb} \left[ (n_{c}-1)\, s_{c} + L_{eh,bm} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] [math]
[math] A_{nt} = (0.2\,in) \times \left[ ((1)-1) \times (0\,in) + (2\,in) – ((1) – 0.5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 0.3125\,in^{2} [math]
Μεικτή επιφάνεια σε διάτμηση, από το άκρο του καλύμματος μέχρι το κάτω μπουλόνι, με [mathin] L_{ev,bm} = 3.575\,in [mathin]:
[math] A_{gv} = t_{wb} \left[ L_{ev,bm} + (n_{r}-1)\, s_{r} \right] = (0.2\,in) \times \left[ (3.575\,in) + ((2)-1) \times (3\,in) \right] = 1.315\,in^{2} [math]
Καθαρή επιφάνεια σε διάτμηση. Η έκθεση το γράφει με έναν όρο βάθους [mathin] d_{coped} = 10.15\,in [mathin]; το στήριγμα [mathin] d_{coped} – L_{ev,bm} = 6.575\,in [mathin] είναι το ίδιο μήκος διατμητικού επιπέδου με το μεικτό εμβαδόν:
[math] A_{nv} = t_{wb} \left[ d_{coped} – L_{ev,bm} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] [math]
[math] A_{nv} = (0.2\,in) \times \left[ (10.15\,in) – (3.575\,in) – ((2) – 0.5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 1.0525\,in^{2} [math]
Με [mathin] F_{ub} = 65\,ksi [mathin], [mathin] F_{yb} = 50\,ksi [mathin], [mathin] U_{bs} = 1 [mathin] και [mathin] \phi = 0.75 [mathin]:
[math] \phi R_{n} = \phi \left( 0.6\, F_{ub} A_{nv} + U_{bs} F_{ub} A_{nt} \le 0.6\, F_{yb} A_{gv} + U_{bs} F_{ub} A_{nt} \right) [math]
[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (65\,ksi) \times (1.0525\,in^{2}) + (1) \times (65\,ksi) \times (0.3125\,in^{2}) \le 0.6 \times (50\,ksi) \times (1.315\,in^{2}) + (1) \times (65\,ksi) \times (0.3125\,in^{2}) \right) [math]
[math] \phi R_{n} = 44.822\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 44.822 κιπ = 0.446 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 11: Διατμητική υποχώρηση και διάτμηση της αντιμετωπιζόμενης δοκού (AISC 360-16 J4.2)
Στην αντιμετώπιση, η πλήρης αντίδραση περνά μέσα από τον ιστό που έχει μείνει κάτω από την τομή, χωρίς την επάνω φλάντζα. Αυτός ο μειωμένος ιστός ελέγχεται για υποχώρηση διάτμησης στο μεικτό εμβαδόν του και ρήξη διάτμησης μέσω των οπών του μπουλονιού.
Το βάθος του ιστού που απομένει είναι το βάθος της δέσμης μείον το βάθος κάλυψης, [mathin] d_{coped} = 11.9\,in – 1\,in = 10.9\,in [mathin].
Απόδοση διάτμησης (Εξ. J4-3)
[math] A_{gv} = d_{coped}\, t_{wb} = (10.9\,in) \times (0.2\,in) = 2.18\,in^{2} [math]
[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{yb} A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (50\,ksi) \times (2.18\,in^{2}) = 65.4\,kip [math]
Διάτμηση ρήξη (Εξ. J4-4)
[math] A_{nv} = t_{wb} \left[ d_{coped} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.2\,in) \times \left[ (10.9\,in) – (2) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 1.83\,in^{2} [math]
[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{ub} A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (65\,ksi) \times (1.83\,in^{2}) = 53.528\,kip [math]
[math] \phi R_{n} = \min\left( (65.4\,kip),\, (53.528\,kip) \right) = 53.528\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 53.528 κιπ = 0.374 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 12: Κάμψη της αντιμετωπισμένης δοκού (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 9, Εξ. 9-7)
Η αντίδραση δρα στο άκρο της δέσμης, έτσι το τμήμα που έχει αντιμετωπιστεί στην εσωτερική όψη του εξωφύλλου φέρει μια στιγμή ίση με την αντίδραση επί την απόστασή του από τα μπουλόνια. Χωρίς την επάνω φλάντζα του τον ιστό υπάρχει ένα μπλουζάκι με ένα μη αγκυροβολημένο επάνω άκρο σε συμπίεση, που μπορεί να λυγίσει τοπικά. Η διαδικασία αντιμετωπιζόμενης δέσμης του Εγχειριδίου ελέγχει τη λεπτότητα του ιστού έναντι ενός ορίου που εξαρτάται από τη γεωμετρία κάλυψης.
Εισροές: [mathin] F_{yb} = 50\,ksi [mathin], [mathin] D_{ct} = 1\,in [mathin], [mathin] c = L_{ct} = 2.875\,in [mathin], κανένας πάτος, [mathin] \phi = 0.9 [mathin]. Οι συντελεστές τομής του μπλουζιού που παραμένουν στην όψη είναι [mathin] S_{x} = 5.6132\,in^{3} [mathin] και [mathin] Z_{x} = 9.5686\,in^{3} [mathin].
Λεπτότητα Ιστού (Εξ. 9-11)
[math] \lambda = \frac{h_{o}}{t_{wb}} = \frac{(10.9\,in)}{(0.2\,in)} = 54.5 [math]
Συντελεστής ρύθμισης λυγισμού (Εξ. 9-14ένα) και συντελεστής λυγισμού πλάκας (Εξ. 9-13ένα)
Από [mathin] c \le d_{bm} [mathin] και [mathin] c \le h_{o} [mathin]:
[math] f = 2 \left( \frac{c}{d_{bm}} \right) = 2 \times \left( \frac{(2.875\,in)}{(11.9\,in)} \right) = 0.48319 [math]
[math] k = 2.2 \left( \frac{h_{o}}{c} \right)^{1.65} = 2.2 \times \left( \frac{(10.9\,in)}{(2.875\,in)} \right)^{1.65} = 19.835 [math]
Περιορισμός της λεπτότητας για ένα συμπαγές ιστό (Εξ. 9-12)
[math] \lambda_{p} = 0.475 \sqrt{\frac{\left( f k \ge 1.61 \right) E}{F_{yb}}} [math]
[math] \lambda_{p} = 0.475 \times \sqrt{\frac{\left( (0.48319) \times (19.835) \ge 1.61 \right) \times (29000\,ksi)}{(50\,ksi)}} = 35.414 [math]
Αντοχή σε κάμψη (Εξ. 9-7)
Από [mathin] \lambda_{p} \lt \lambda \le 2\lambda_{p} [mathin], ο ιστός είναι μη συμπαγής και η αντοχή παρεμβάλλεται μεταξύ των πλαστικών και των ελαστικών ροπών:
[math] \phi M_{n} = \phi \left[ F_{yb} Z_{x} – \left( F_{yb} Z_{x} – F_{yb} S_{x} \right) \left( \frac{\lambda}{\lambda_{p}} – 1 \right) \right] [math]
[math] \phi M_{n} = (0.9) \times \left[ (50\,ksi) \times (9.5686\,in^{3}) – \left( (50\,ksi) \times (9.5686\,in^{3}) – (50\,ksi) \times (5.6132\,in^{3}) \right) \times \left( \frac{(54.5)}{(35.414)} – 1 \right) \right] [math]
[math] \phi M_{n} = 27.889\,kip\text{-}ft [math]
Ισοδύναμη διατμητική ικανότητα
Ο μοχλός είναι η εκκεντρότητα αντιμετώπισης, το μήκος κάλυψης συν το διάκενο από το άκρο της δοκού, [mathin] e_{c} = 2.875\,in + 0.5\,in = 3.375\,in [mathin]:
[math] \phi V_{n} = \frac{\phi M_{n}}{e_{c}} = \frac{(27.889\,kip\text{-}ft)}{(3.375\,in)} = 99.16\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 99.16 κιπ = 0.202 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 13: Λεπτομερή όρια στην πλευρά στήριξης (AISC 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)
Το εξαιρετικό πόδι είναι βιδωμένο στον ιστό της δοκού, οπότε ισχύουν οι ίδιοι κανόνες απόστασης και ακμών, συν ένα όριο μέτρησης που κρατά τα μπουλόνια αρκετά μακριά από τον ιστό της δοκού ώστε να εισχωρούν και να σφίγγονται. Οι γωνιακές τρύπες εδώ είναι στάνταρ, οπότε η ελάχιστη απόσταση οριζόντιας άκρης είναι η πεδιάδα 1 από τον Πίνακα J3.4. Η πραγματική απόσταση των άκρων είναι αυτή που απομένει από το 3 στο πόδι έξω από το 1.75 στο gage, 1.25 σε.
| Όριο λεπτομερειών | Οριο (σε) | Πραγματικός (σε) | DCR | Αποτέλεσμα |
|---|---|---|---|---|
| Ελάχιστη απόσταση σειρών μπουλονιών | 2.000 | 3.000 | 0.667 | cdot K_a |
| Μέγιστη απόσταση σειρών μπουλονιών | 6.000 | 3.000 | 0.500 | cdot K_a |
| Ελάχιστη απόσταση γωνίας κάθετης ακμής | 1.000 | 1.500 | 0.667 | cdot K_a |
| Ελάχιστη οριζόντια απόσταση γωνίας | 1.000 | 1.250 | 0.800 | cdot K_a |
| Ελάχιστο μετρητή μπουλονιού για μονή γωνία | 1.500 | 1.750 | 0.857 | cdot K_a |
Η κυρίαρχη σειρά είναι ο ελάχιστος μετρητής μπουλονιών:
[math] DCR = \frac{d}{c} = \frac{(1.5)}{(1.75)} = 0.85714 [math]
DCR = 0.857 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 14: Διάτμηση ομάδας μπουλονιών στην πλευρά στήριξης από το στιγμιαίο κέντρο περιστροφής (AISC 360-16 J3.6)
Αυτό είναι όπου μια μονή γωνία διαφέρει περισσότερο από μια διπλή γωνία. Ο ιστός της δοκού βρίσκεται στη μία πλευρά της γραμμής του μπουλονιού στήριξης, οπότε η αντίδραση φτάνει στα μπουλόνια της δοκού 1.85 εκτός γραμμής τους, και τα δύο μπουλόνια φέρουν μια 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, τον αριθμό των μπουλονιών’ αξία της διατμητικής αντοχής που προσφέρει στην πραγματικότητα η ομάδα.
Σχεδιαστική εκκεντρικότητα
Η εκκεντρότητα είναι ο μετρητής στήριξης συν το μισό του ιστού της δέσμης, μετρημένο στην κεντρική γραμμή του ιστού της δέσμης:
[math] e = g + \frac{t_{wb}}{2} = 1.75\,in + \frac{0.2\,in}{2} = 1.85\,in [math]
Αντοχή ενός μπουλονιού
[math] \phi r_{v} = \phi\, F_{nv}\, \frac{\pi}{4} \left( d_{b} \right)^{2} N_{s}\, h_{f} = 17.892\,kip [math]
Εντοπισμός του στιγμιαίου κέντρου
Μπουλόνι 1 βρίσκεται στο κάτω μέρος της γραμμής, 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.
| Μπουλόνι | Χ (σε) | και (σε) |
|---|---|---|
| 1 | 0.00 | 0.00 |
| 2 | 0.00 | 3.00 |
Η επανάληψη συγκλίνει με το IC στο:
[math] x_{ic} = -1.2162\,in, \qquad y_{ic} = 1.5\,in [math]
Οι αντιδράσεις μπουλονιών σε αυτή τη θέση είναι:
| Μπουλόνι | Ρ (δέρμα μόσχου ακατέργαστου) | Rx (δέρμα μόσχου ακατέργαστου) | Ράι (δέρμα μόσχου ακατέργαστου) | Mn (κοτόπουλο) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 17.56 | 13.64 | 11.06 | 33.91 |
| 2 | 17.56 | -13.64 | 11.06 | 33.91 |
Αυτό δίνει τον συντελεστή ομάδας μπουλονιών:
[math] C = 1.24 [math]
Αντοχή ομάδας μπουλονιών
Με [mathin] N_{s} = 1 [mathin], [mathin] h_{f} = 1 [mathin] (J5.2(ένα)) και [mathin] \phi = 0.75 [mathin]:
[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 (1.24) \times (1) [math]
[math] \phi R_{n} = 22.187\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 22.187 κιπ = 0.901 < 1.0, Εντάξει
Αυτός είναι ο έλεγχος που διέπει τη σύνδεση. Με δύο μόνο μπουλόνια 3 σε χώρια, ένα 1.85 στην εκκεντρικότητα κόβει την ομάδα από 2 μπουλόνια’ αξία δύναμης να 1.24, ένα 38% απώλεια.
Βήμα 15: Ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο στη μονή γωνία στην πλευρά στήριξης (AISC 360-16 J3.10)
Στην πλευρά στήριξης η γωνία ωθείται προς τα κάτω ενώ ο ιστός της δοκού συγκρατεί τα μπουλόνια στη θέση τους, έτσι τα μπουλόνια αντέχουν προς τα πάνω στις γωνιακές οπές. Το πάνω μπουλόνι, πλησιέστερα στο άνω άκρο της γωνίας, είναι το ακραίο μπουλόνι εδώ. Η ισχύς της ομάδας κλιμακώνεται κατά C/n για να ληφθεί υπόψη η εκκεντρότητα.
[math] l_{c1} = L_{ev,a} – \frac{d_{h}}{2} = (1.5\,in) – \frac{(0.8125\,in)}{2} = 1.0938\,in [math]
[math] l_{c2} = s_{r} – d_{h} = (3\,in) – (0.8125\,in) = 2.1875\,in [math]
Οπου [mathin] t_{a} = 0.375\,in [mathin], [mathin] F_{ua} = 58\,ksi [mathin], [mathin] C = 1.24 [mathin] και [mathin] n_{r} = 2 [mathin]:
[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{a} F_{ua} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{a} F_{ua} \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( (2) – 1 \right) \right] \times \left( \frac{(1.24)}{(2)} \right) [math]
[math] \phi R_{n} = 31.479\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 31.479 κιπ = 0.635 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 16: Ρουλεμάν μπουλονιού στον ιστό της δοκού (AISC 360-16 J3.10)
Τα μπουλόνια αντέχουν επίσης στον ιστό της δοκού. Η δοκός διέρχεται από τη σύνδεση και προς τις δύο κατευθύνσεις, έτσι δεν υπάρχει άκρη για να σκιστεί και κάθε μπουλόνι αντέχει σαν ένα εσωτερικό μπουλόνι.
[math] l_{c2} = s_{r} – d_{h} = (3\,in) – (0.8125\,in) = 2.1875\,in [math]
Οπου [mathin] t_{ws} = 0.3\,in [mathin], [mathin] F_{us} = 65\,ksi [mathin] και [mathin] C = 1.24 [mathin]:
[math] \phi R_{n} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{ws} F_{us}\, 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 (0.3\,in) \times (65\,ksi) \times (1.24) [math]
[math] \phi R_{n} = 32.643\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 32.643 κιπ = 0.613 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 17: Αποτελεσματική αντοχή της ομάδας μπουλονιών στην πλευρά στήριξης (AISC 360-16 J3.6 Σχόλιο)
Όπως στην πλευρά της δοκού, Κάθε μπουλόνι παρέχει τη μικρότερη από την αντοχή του στη διάτμηση και τη φέρουσα ή σχισμή του σε κάθε φύλλο, και η δύναμη της ομάδας είναι το άθροισμα, κλιμακούμενη εδώ κατά C/n για την εκκεντρότητα.
[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 στη γωνία, για το ακραίο μπουλόνι και το εσωτερικό μπουλόνι:
[math] \phi r_{n1e} = (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} = (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_{ws} F_{us} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.3\,in) \times (65\,ksi) = 26.325\,kip [math]
Οι βίδες αριθμούνται από την κορυφή της γραμμής, τόσο μπουλόνι 1 είναι το ακραίο μπουλόνι στην πλευρά στήριξης:
[math] \phi r_{eff,1} = \min\left( \phi r_{v},\, \phi r_{n1e},\, \phi r_{n2} \right) = \min\left( (17.892\,kip),\, (21.41\,kip),\, (26.325\,kip) \right) = 17.892\,kip [math]
[math] \phi r_{eff,2} = \min\left( \phi r_{v},\, \phi r_{n1i},\, \phi r_{n2} \right) = \min\left( (17.892\,kip),\, (29.363\,kip),\, (26.325\,kip) \right) = 17.892\,kip [math]
| Μπουλόνι | Διάτμηση μπουλονιών (δέρμα μόσχου ακατέργαστου) | Ρουλεμάν / λυσσασμένο, μονή γωνία (δέρμα μόσχου ακατέργαστου) | Ρουλεμάν / λυσσασμένο, υποστήριξη (δέρμα μόσχου ακατέργαστου) | Αποτελεσματική δύναμη (δέρμα μόσχου ακατέργαστου) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 17.89 | 21.41 | 26.32 | 17.89 |
| 2 | 17.89 | 29.36 | 26.32 | 17.89 |
[math] \sum \phi r_{eff} = n_{1}\, \phi r_{eff,1} + n_{2}\, \phi r_{eff,2} = (1) \times (17.892\,kip) + (1) \times (17.892\,kip) = 35.785\,kip [math]
[math] \phi R_{n,eff} = \left( \frac{C}{n_{r}} \right) \sum \phi r_{eff} = \left( \frac{(1.24)}{(2)} \right) \times (35.785\,kip) = 22.187\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 22.187 κιπ = 0.901 < 1.0, Εντάξει
Η διάτμηση μπουλονιών διέπει και τα δύο μπουλόνια, οπότε η αποτελεσματική αντοχή ισούται με τη διατμητική αντοχή της ομάδας μπουλονιών από το Βήμα 14.
Βήμα 18: Διάτμηση μπλοκ της μονής γωνίας στην πλευρά στήριξης (AISC 360-16 J4.3)
Το ίδιο μπλοκ σχήματος L μπορεί να σκιστεί από το εξαιρετικό πόδι. Οι τρύπες εδώ είναι στάνταρ, έτσι και τα επίπεδα εφελκυσμού και διάτμησης χρησιμοποιούν [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin], και το πόδι έντασης είναι το 1.25 σε οριζόντια απόσταση άκρων.
[math] A_{nt} = t_{a} \left[ (n_{c}-1)\, s_{c} + L_{eh,a} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] [math]
[math] A_{nt} = (0.375\,in) \times \left[ ((1)-1) \times (0\,in) + (1.25\,in) – ((1) – 0.5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 0.30469\,in^{2} [math]
[math] A_{gv} = t_{a} \left[ L_{ev,a} + (n_{r}-1)\, s_{r} \right] = (0.375\,in) \times \left[ (1.5\,in) + ((2)-1) \times (3\,in) \right] = 1.6875\,in^{2} [math]
[math] A_{nv} = (0.375\,in) \times \left[ (6\,in) – (1.5\,in) – ((2) – 0.5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 1.1953\,in^{2} [math]
[math] \phi R_{n} = \phi \left( 0.6\, F_{ua} A_{nv} + U_{bs} F_{ua} A_{nt} \le 0.6\, F_{ya} A_{gv} + U_{bs} F_{ua} A_{nt} \right) [math]
[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (58\,ksi) \times (1.1953\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (0.30469\,in^{2}) \le 0.6 \times (36\,ksi) \times (1.6875\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (0.30469\,in^{2}) \right) [math]
[math] \phi R_{n} = 40.591\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 40.591 κιπ = 0.493 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 19: Διάτμηση και διάτμηση της μονής γωνίας στην πλευρά στήριξης (AISC 360-16 J4.2)
Το εξαιρετικό σκέλος μεταφέρει την αντίδραση μέσα στη δοκό ως κατακόρυφη διάτμηση, Έτσι, λαμβάνει τους ίδιους ελέγχους μεικτού και καθαρού τμήματος με το σκέλος της πλευράς της δοκού. Και τα δύο πόδια είναι 6 σε μακρύ με δύο οπές τυπικού πλάτους σε όλο το φορτίο, οπότε οι αριθμοί ταιριάζουν με το Βήμα 7.
[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{ya} A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (36\,ksi) \times (2.25\,in^{2}) = 48.6\,kip [math]
[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{ua} A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (58\,ksi) \times (1.5938\,in^{2}) = 41.597\,kip [math]
[math] \phi R_{n} = \min\left( (48.6\,kip),\, (41.597\,kip) \right) = 41.597\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 41.597 κιπ = 0.481 < 1.0, Εντάξει
Βήμα 20: Κάμψη της μονής γωνίας στην πλευρά στήριξης, διπλής αντιμετώπισής της διαδικασίας (AISC 360-16 F11.2)
Το εξαιρετικό πόδι κάμπτεται μεταξύ της γραμμής του μπουλονιού στήριξης και του ιστού της δοκού. Ο μοχλός είναι η εκκεντρότητα στήριξης από το Step 14, [mathin] L_{b} = 1.85\,in [mathin].
Έλεγχος εύρους
[math] \frac{L_{b} d}{t^{2}} = \frac{(1.85\,in) \times (6\,in)}{(0.375\,in)^{2}} = 78.933 [math]
Τα όρια είναι ίδια με το Βήμα 8, 64.444 και 1530.6, άρα Εξ. Ισχύει το F11-2. Οι μονάδες τομής είναι επίσης οι ίδιες: [mathin] Z = 3.375\,in^{3} [mathin] και [mathin] S = 2.25\,in^{3} [mathin].
Συντελεστής τροποποίησης πλευρικού λυγισμού (Εγχειρίδιο AISC Εξ. 9-15)
[math] C_{b} = \left[ 3 + \ln\left( \frac{(1.85\,in)}{(6\,in)} \right) \right] \times \left( 1 – \frac{(0\,in)}{(6\,in)} \right) \ge 1.84 [math]
[math] C_{b} = 1.84 [math]
Αντοχή σε κάμψη και λυγισμό
[math] \phi M_{n} = (0.9) \times \left[ (1.84) \times \left[ 1.52 – 0.274 \times ((78.933)) \times \left( \frac{(36\,ksi)}{(29000\,ksi)} \right) \right] \times (36\,ksi) \times (2.25\,in^{3}) \le (36\,ksi) \times (3.375\,in^{3}) \right] [math]
[math] \phi M_{n} = 9.1125\,kip\text{-}ft [math]
[math] \phi V_{n,y} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b}} = \frac{(9.1125\,kip\text{-}ft)}{(1.85\,in)} = 59.108\,kip [math]
Καμπτική ρήξη
Ο συντελεστής καθαρού πλαστικού τμήματος είναι ίδιος με το Βήμα 8, [mathin] Z_{net} = 2.3906\,in^{3} [mathin]:
[math] \phi M_{n} = \phi\, F_{ua} Z_{net} = (0.75) \times (58\,ksi) \times (2.3906\,in^{3}) = 8.666\,kip\text{-}ft [math]
[math] \phi V_{n,r} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b}} = \frac{(8.666\,kip\text{-}ft)}{(1.85\,in)} = 56.212\,kip [math]
Κυβερνητική ικανότητα κάμψης
[math] \phi V_{n} = \min\left( (59.108\,kip),\, (56.212\,kip) \right) = 56.212\,kip [math]
DCR = 20 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 56.212 κιπ = 0.356 < 1.0, Εντάξει
Οι χωρητικότητες ροπής ταιριάζουν με την πλευρά της δέσμης. Μόνο ο μοχλός είναι πιο κοντός, 1.85 κατά 2.5 σε, οπότε η ισοδύναμη διατμητική ικανότητα είναι μεγαλύτερη.
Βήμα 21: Αλληλεπίδραση διάτμησης και ροπής της μονής γωνίας στην πλευρά στήριξης (Εγχειρίδιο AISC Εξ. 10-5)
Η πλευρά στήριξης χρησιμοποιεί την ίδια κυκλική αλληλεπίδραση με το Βήμα 9, με το πιο κοντό 1.85 στον μοχλό βραχίονα.
[math] M_{r} = V_{r}\, L_{b} = (20\,kip) \times (1.85\,in) = 3.0833\,kip\text{-}ft [math]
[math] I_{nt} = \left( \frac{V_{r}}{\phi V_{n}} \right)^{2} + \left( \frac{M_{r}}{\phi M_{n}} \right)^{2} [math]
[math] I_{nt} = \left( \frac{(20\,kip)}{(48.6\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(3.0833\,kip\text{-}ft)}{(9.1125\,kip\text{-}ft)} \right)^{2} = 0.28384 [math]
DCR = 0.28384 / 1.0 = 0.284 < 1.0, Εντάξει
Σύνοψη των ελέγχων σχεδιασμού μονής γωνίας σύνδεσης
| Έλεγχος σχεδιασμού | Ζήτηση | Χωρητικότητα | DCR | Αποτέλεσμα |
|---|---|---|---|---|
| Λεπτομερή όρια στην πλευρά της δοκού | 5.188 σε | 6.000 σε | 0.865 | cdot K_a |
| Διάτμηση ομάδας μπουλονιών στην πλευρά της δοκού | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 35.785 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.559 | cdot K_a |
| Ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο σε μονή γωνία στην πλευρά της δοκού | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 50.773 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.394 | cdot K_a |
| Ρουλεμάν μπουλονιών και σχίσιμο σε ιστό δοκού | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 35.100 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.570 | cdot K_a |
| Αποτελεσματική αντοχή της ομάδας μπουλονιών στην πλευρά της δοκού | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 35.100 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.570 | cdot K_a |
| Διάτμηση μπλοκ μονής γωνίας στην πλευρά της δοκού | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 43.140 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.464 | cdot K_a |
| Διατμητική υποχώρηση και ρήξη μονής γωνίας στην πλευρά της δοκού | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 41.597 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.481 | cdot K_a |
| Κάμψη μονής γωνίας στην πλευρά της δοκού | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 41.597 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.481 | cdot K_a |
| Αλληλεπίδραση διάτμησης και ροπής στην πλευρά της δοκού | 0.378 | 1.000 | 0.378 | cdot K_a |
| Διάτμηση μπλοκ αντιμετωπιζόμενης δοκού | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 44.822 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.446 | cdot K_a |
| Διατμητική υποχώρηση και ρήξη της αντιμετωπιζόμενης δοκού | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 53.528 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.374 | cdot K_a |
| Κάμψη αντιμετωπισμένης δοκού | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 99.159 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.202 | cdot K_a |
| Λεπτομερή όρια στην πλευρά στήριξης | 1.500 σε | 1.750 σε | 0.857 | cdot K_a |
| Διάτμηση ομάδας μπουλονιών στην πλευρά στήριξης | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 22.187 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.901 | cdot K_a |
| Ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο σε μονή γωνία στην πλευρά στήριξης | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 31.479 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.635 | cdot K_a |
| Ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο στον ιστό της δοκού | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 32.643 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.613 | cdot K_a |
| Αποτελεσματική αντοχή της ομάδας μπουλονιών στην πλευρά στήριξης | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 22.187 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.901 | cdot K_a |
| Μπλοκ διάτμησης μονής γωνίας στην πλευρά στήριξης | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 40.591 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.493 | cdot K_a |
| Διατμητική υποχώρηση και ρήξη μονής γωνίας στην πλευρά στήριξης | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 41.597 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.481 | cdot K_a |
| Κάμψη μονής γωνίας στην πλευρά στήριξης | 20.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 56.212 δέρμα μόσχου ακατέργαστου | 0.356 | cdot K_a |
| Αλληλεπίδραση διάτμησης και ροπής στην πλευρά στήριξης | 0.284 | 1.000 | 0.284 | cdot K_a |
Η σύνδεση περνάει κάθε έλεγχο. Η υψηλότερη αναλογία, 0.901, είναι διάτμηση μπουλονιού στη δοκό, όπου τα δύο μπουλόνια μεταφέρουν την αντίδραση στο α 1.85 σε εκκεντρικότητα και παράδοση μόνο 1.24 μπουλόνια’ αξία δύναμης. Ο αποτελεσματικός έλεγχος αντοχής στο στήριγμα δίνει το ίδιο 0.901, επειδή η διάτμηση του μπουλονιού είναι η χαμηλότερη τιμή και για τα δύο μπουλόνια. Το επόμενο υψηλότερο είναι τα δύο όρια λεπτομερειών, 0.865 για το ελάχιστο βάθος γωνίας και 0.857 για τον μετρητή υποστήριξης. Στην πλευρά της δοκού, που έχουν σχέση με το 0.2 στο web κυβερνά στο 0.570, και η αντιμετωπισμένη δοκός έχει άφθονο αποθεματικό.
Τι να αλλάξετε εάν αποτύχει ένας έλεγχος
- Διάτμηση μπουλονιών ή αποτελεσματική αντοχή στο στήριγμα: προσθέστε μια σειρά μπουλονιών, που σημαίνει βαθύτερη γωνία και υψηλότερο C, ή χρησιμοποιήστε ένα μεγαλύτερο μπουλόνι. A325-X (τα νήματα εξαιρούνται) ή τα μπουλόνια A490 αυξάνουν τη διατμητική τάση. Η μείωση του μετρητή στήριξης συντομεύει την εκκεντρότητα, εντός του ελάχιστου ορίου μέτρησης.
- Ρουλεμάν στον ιστό δοκού: προσθέστε μια σειρά μπουλονιών ή χρησιμοποιήστε ένα μεγαλύτερο μπουλόνι, που ανεβάζει το 2.4 d καπάκι στο ρουλεμάν.
- Σκίσιμο στη γωνία: αυξήστε την απόσταση της κατακόρυφης άκρης στο πάνω ή το κάτω μέρος της γωνίας, ή χρησιμοποιήστε μια παχύτερη γωνία.
- Διάτμηση μπλοκ, ρήξη διάτμησης ή διατμητική υποχώρηση της γωνίας: χρησιμοποιήστε μια παχύτερη ή βαθύτερη γωνία. Μια μεγαλύτερη απόσταση οριζόντιας ακμής αυξάνει επίσης την περιοχή τάσης διάτμησης του μπλοκ.
- Γωνιακή κάμψη ή αλληλεπίδραση: μειώστε το μετρητή έτσι ώστε ο μοχλοβραχίονας L_b να είναι πιο κοντός, ή χρησιμοποιήστε μια παχύτερη γωνία.
- Αντιμετωπισμένη διάτμηση μπλοκ δοκού, διάτμηση ή κάμψη: κάντε την αντιμετώπιση πιο σύντομη ή πιο ρηχή, μετακινήστε τα μπουλόνια πιο μακριά από την οπή, ή προσθέστε μια σειρά μπουλονιών. Μια βαθύτερη δέσμη ή ένας βαρύτερος ιστός βοηθά και τα τρία.
- Μια διπλή γωνία αντί: εάν τα μπουλόνια στήριξης δεν μπορούν να λειτουργήσουν, ένα σύνδεση διπλής γωνίας αφαιρεί την εκκεντρότητα στο στήριγμα και διπλασιάζει τα επίπεδα διάτμησης στην πλευρά της δοκού.
Συχνές ερωτήσεις
Γιατί αγνοείται η εκκεντρικότητα στη δοκό αλλά όχι στη δοκό?
Σελίδα εγχειριδίου AISC 10-116 σας επιτρέπει να παραμελήσετε την εκκεντρότητα μιας μεμονωμένης κάθετης σειράς μπουλονιών όταν δεν είναι μεγαλύτερη από 3 σε, έτσι το 2.5 στην εκκεντρότητα στα μπουλόνια στην πλευρά της δοκού αγνοείται και το C ισούται με τον αριθμό των μπουλονιών, 2. Στη δοκό, η γραμμή του μπουλονιού κάθεται 1.85 στη μία πλευρά του ιστού της δοκού, και η αναφορά σχεδιάζει αυτά τα μπουλόνια με τη μέθοδο του στιγμιαίου κέντρου περιστροφής, που δίνει C = 1.24.
Γιατί η ομάδα μπουλονιών στήριξης διέπει μια σύνδεση μονής γωνίας?
Υπάρχει μόνο μία γραμμή μπουλονιών στο στήριγμα, το καθένα σε μονή ψαλίδα, και η αντίδραση φτάνει στη μία πλευρά αυτής της γραμμής. Η εκκεντρικότητα κάνει τα μπουλόνια να αντιστέκονται σε μια στιγμή καθώς και στη διάτμηση, που μειώνει την ομάδα σε 1.24 μπουλόνια’ αξίζει δύναμη σε αυτό το παράδειγμα. Μια διπλή γωνία το αποφεύγει αυτό επειδή οι δύο γωνίες κάθονται συμμετρικά γύρω από τον ιστό της δοκού.
Γιατί αντιμετωπίζεται η δοκός, και τι αλλάζει το cope?
Η επάνω φλάντζα της δοκού βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο με την επάνω φλάντζα της δοκού, οπότε περικόπτεται 2 7/8 σε μακρύ και 1 βαθιά για να καθαρίσετε τη φλάντζα της δοκού. Χωρίς την επάνω φλάντζα του το άκρο της δοκού είναι πιο αδύναμο, έτσι ο ιστός που αντιμετωπίζεται λαμβάνει τους δικούς του ελέγχους για διάτμηση μπλοκ στην κομμένη άκρη, διάτμηση στο μειωμένο βάθος, και τοπικός λυγισμός του ιστού κάτω από τη στιγμή κατά την αντιμετώπιση.
Γιατί να χρησιμοποιήσετε οπές με κοντές σχισμές στο πόδι στον ιστό της δοκού?
Οι οριζόντιες κοντές σχισμές στο πόδι στην πλευρά της δοκού δίνουν στον ανυψωτικό ανοχή προσαρμογής κατά μήκος της δοκού, που βοηθά όταν το μήκος της δοκού ή η θέση της δοκού είναι ελαφρώς μακριά. Επειδή οι υποδοχές είναι οριζόντιες και το φορτίο κάθετο, ρουλεμάν και σκίσιμο χρησιμοποιήστε την τυπική διάσταση οπής. Το μήκος της σχισμής εμφανίζεται μόνο στην περιοχή τάσης διάτμησης του μπλοκ και στην προσαύξηση της απόστασης των άκρων από τον Πίνακα J3.5.
Γιατί ο ακραίος κοχλίας αλλάζει μεταξύ του ιστού της δοκού και της γωνίας?
Στην πλευρά της δοκού, ο ιστός της δοκού κινείται προς τα κάτω προς τα μπουλόνια, έτσι ώστε τα μπουλόνια να φέρουν στο πάνω μέρος των οπών του ιστού και στο επάνω μπουλόνι, το πλησιέστερο στην αντιμετώπιση, είναι το ακραίο μπουλόνι στον ιστό. Η γωνία αντέχει σε αυτό το φορτίο, έτσι τα μπουλόνια αντέχουν στο κάτω μέρος των οπών του και το κάτω μπουλόνι είναι το μπουλόνι της άκρης του. Στη δοκό η γωνία ωθείται προς τα κάτω πάνω στα μπουλόνια που συγκρατούνται από τη δοκό, οπότε το επάνω μπουλόνι είναι το ακραίο μπουλόνι στη γωνία.
Πότε πρέπει να χρησιμοποιήσετε μια μονή γωνία αντί για μια διπλή γωνία?
Μια ενιαία γωνία ταιριάζει σε ελαφρύτερες αντιδράσεις και μέρη όπου μπορεί να προσεγγιστεί μόνο η μία πλευρά του ιστού της δέσμης, για παράδειγμα όταν μια άλλη δοκός πλαισιώνεται στην αντίθετη πλευρά της δοκού στο ίδιο σημείο. Χρησιμοποιεί λιγότερο υλικό και λιγότερα μπουλόνια, αλλά η εκκεντρικότητά του στο κόστος στήριξης της χωρητικότητας του μπουλονιού, και τα μπουλόνια στην πλευρά της δοκού είναι σε μονή διάτμηση αντί για διπλή διάτμηση.
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 σύνδεση μονής γωνίας 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 σύνδεση μονής γωνίας δωρεάν
Κάθε αριθμός σε αυτήν τη σελίδα προέρχεται από μία λύση. Επιλέξτε τη διαμόρφωση μονής γωνίας, εισάγετε τη δέσμη σας, υποστήριξη, γωνία, μπουλόνια, αντιμετώπιση και αντίδραση, 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 καλύπτει μόνοι τους τους ελέγχους της ομάδας μπουλονιών.
βιβλιογραφικές αναφορές
- AISC 360-16, Προδιαγραφές για δομικά κτίρια από χάλυβα: Β3.4, Β4.3, F11.2 (Εξ. F11-2), 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, Εξ. 7-1 (σελίδες 7-6 προς το 7-8); Μέρος 9, Εξ. 9-4, 9-7, 9-11, 9-12, 9-13ένα, 9-14α και 9-15; Μέρος 10, σελίδα 10-116 και Εξ. 10-5 (σελίδα 10-90); Μέρος 15, Τραπέζι 15-3.
- Υπολογισμός ομάδας μπουλονιών με χρήση ICOR
- Σχεδιασμός χαλύβδινων συνδέσεων με χρήση AISC 360-16
- Μπουλόνια στο SkyCiv Connection Design
Χάρολντ Μουνάλεμ
Υπεύθυνος προϊόντων, Σχεδιασμός σύνδεσης
10+ χρόνια στο σχεδιασμό σύνδεσης χάλυβα
LinkedIn

