Σχεδιασμός σύνδεσης κάθετου βραχίονα

Σχεδιασμός σύνδεσης κάθετου νάρθηκα με AISC 360 ξεκινά με τη μέθοδο της ομοιόμορφης δύναμης, η οποία διαιρεί κάθε δύναμη στήριξης μεταξύ της διεπαφής γωνιακής δέσμης, η διασύνδεση ακροφυσίου σε στήλη και η σύνδεση δοκού με κολόνα. Στη συνέχεια, κάθε διεπαφή έχει τους δικούς της ελέγχους: τα μπουλόνια του σιδερώματος και η λαβή στο στήριγμα, η συγκόλληση και ο ιστός της δοκού όπου η λαβή συναντά τη δοκό, η βιδωμένη μονή πλάκα στο σημείο που η λαβή συναντά τη στήλη, και η ενιαία πλάκα που μεταφέρει τη διάτμηση και την αξονική δύναμη της δοκού στη φλάντζα της στήλης.

Αυτή η σελίδα λειτουργεί ένα πραγματικό παράδειγμα από την αρχή μέχρι το τέλος. Μια δοκός W18x50 πλαισιώνεται στη φλάντζα μιας στήλης W14x90, με ένα στόμιο πάνω και κάτω από τη δοκό. Κάθε κορδόνι παίρνει ένα στήριγμα 2L5x5x1/2 στις 45° που φέρει 62 kip σε τάση ή συμπίεση (LRFD). Το δοκάρι φέρει επίσης 38 κιπ διάτμησης και α 132 δύναμη μεταφοράς kip. Όλα τα μπουλόνια είναι 1 σε A490 slip-critical. Ο σχεδιασμός είναι της AISC 360-16, το AISC Manual 15th Edition και AISC Design Guide 29. Κάθε εξίσωση γράφεται με τους αριθμούς της, με την ίδια σειρά με το φύλλο υπολογισμού που το Σχεδιασμός σύνδεσης SkyCiv παράγει μονάδα για αυτή τη σύνδεση.

ΔΟΚΙΜΑΣΤΕ ΤΟ ΔΩΡΕΑΝ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΜΑΣ ΤΩΡΑ ΑΓΟΡΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΣΥΝΔΕΣΗΣ

Τι είναι μια κατακόρυφη σύνδεση σιδερώματος?

Μια κατακόρυφη σύνδεση με νάρθηκα ενώνει μια διαγώνια στήριξη στη γωνία όπου μια δοκός συναντά μια κολόνα, μέσω μιας πλάκας προσαρτημένης και στις δύο. Σε ένα ενισχυμένο πλαίσιο αυτές οι συνδέσεις μεταφέρουν το πλευρικό φορτίο κάτω από το κτίριο. Εδώ υπάρχουν δύο γωνίες στην ίδια άρθρωση δοκού με κολόνα: μια λαβή κάθεται στην κορυφή της δοκού με ένα στήριγμα που ανεβαίνει μακριά από τη στήλη, και μια δεύτερη λαβή κρέμεται κάτω από τη δοκό με ένα στήριγμα να τρέχει προς τα κάτω. Κάθε νάρθηκας είναι ένα ζευγάρι γωνιών 5x5x1/2 πλάτη με πλάτη, ένα σε κάθε όψη του βλεννογόνου του.

Κάθε εξάρτημα συγκολλάται στη φλάντζα της δοκού και βιδώνεται στη φλάντζα της κολόνας μέσω α 3/8 σε ενιαίο πιάτο. Η δοκός βιδώνεται στην κολόνα μέσω α 1/2 σε μονή πλάκα συγκολλημένη στη φλάντζα της στήλης. Διότι η κουκούλα αγγίζει δύο μέλη, η δύναμη του στήριγμα δεν έχει μια προφανή διαδρομή, και η Μέθοδος Ενιαίας Δύναμης αποφασίζει πόσο πηγαίνει πού. Μπορείτε να ελέγξετε αυτό το παράδειγμα απευθείας στο αριθμομηχανή σύνδεσης με κάθετη στήριξη. Το τμήμα από δοκό σε κολόνα είναι α σύνδεση μονής πλάκας μεταφέροντας τόσο διατμητική όσο και αξονική δύναμη. Οι έλεγχοι από το στήριγμα προς τη λαβή είναι οι ίδιοι που χρησιμοποιούνται στο αριθμομηχανή σύνδεσης σιδερώματος chevron και το αριθμομηχανή σύνδεσης γονάτου.

Ανύψωση του παραδείγματος σύνδεσης. Και τα δύο κουφώματα είναι 15 1/2 σε πλατεία, και κάθε γραμμή στήριξης διέρχεται από το σημείο εργασίας όπου συναντώνται οι κεντρικές γραμμές δοκού και υποστυλώματος.

Σχεδιασμός σύνδεσης κάθετου νάρθηκα: τα βήματα με μια ματιά

1. Κατανείμετε τη δύναμη του νάρθηκα με τη μέθοδο της ομοιόμορφης δύναμης.
2. Ελέγξτε τα όρια λεπτομέρειας στα μπουλόνια του στηρίγματος.
3. Ελέγξτε την αντίσταση ολίσθησης των μπουλονιών στήριξης.
4. Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού και το σχίσιμο στην λαβή.
5. Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού και το σκίσιμο στις γωνίες του στηρίγματος.
6. Ελέγξτε τη διάτμηση του μπλοκ της λαβής στο στήριγμα.
7. Ελέγξτε τη διάτμηση του μπλοκ των γωνιών του στηρίγματος.
8. Ελέγξτε την τάνυση της λαβής στο τμήμα Whitmore.
9. Ελέγξτε το στήριγμα σε ρήξη τάσης με υστέρηση διάτμησης.
10. Ελέγξτε την λαβή σε λυγισμό συμπίεσης.
11. Ελέγξτε το ελάχιστο μέγεθος συγκόλλησης φιλέτου στη δοκό.
12. Ελέγξτε τη συγκόλληση από άκρο σε δοκό.
13. Ελέγξτε τη διατμητική πρόσφυση κατά μήκος της δοκού.
14. Ελέγξτε την τάνυση του ακροφυσίου κατά μήκος της δοκού.
15. Ελέγξτε τον ιστό της δοκού κάτω από την λαβή.
16. Ελέγξτε τα όρια λεπτομέρειας της μονής πλάκας από αυλάκι σε στήλη.
17. Ελέγξτε την ομάδα μπουλονιών από την λαβή προς τη στήλη.
18. Βεβαιωθείτε ότι η μονή πλάκα της λαβής είναι αρκετά λεπτή ώστε να είναι όλκιμο.
19. Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού στο μονό έλασμα του ακροφυσίου.
20. Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού στην λαβή στη στήλη.
21. Ελέγξτε τη διάτμηση του μπλοκ της μονής πλάκας εντομής.
22. Ελέγξτε τη διάτμηση του μπλοκ του ακροφυσίου στη στήλη.
23. Ελέγξτε τη μονή πλάκα αυλάκωσης σε διάτμηση.
24. Ελέγξτε τη μονή πλάκα του ακροφυσίου σε κάμψη.
25. Ελέγξτε την τάνυση της μονής πλάκας του ακροφυσίου, με την αλληλεπίδραση.
26. Ελέγξτε τη μονή πλάκα του ακροφυσίου σε συμπίεση, με την αλληλεπίδραση.
27. Ελέγξτε το μέγεθος της συγκόλλησης στην ενιαία πλάκα εντομής.
28. Ελέγξτε τη συγκόλληση της μονής πλάκας στην κολόνα.
29. Ελέγξτε τον ιστό της στήλης κάτω από τη δύναμη οπής.
30. Ελέγξτε τα όρια λεπτομέρειας της μονής πλάκας δοκού.
31. Ελέγξτε την ομάδα μπουλονιών δοκού σε κολόνα.
32. Ελέγξτε ότι η μονή πλάκα δοκού είναι αρκετά λεπτή ώστε να είναι όλκιμο.
33. Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού στη μονή πλάκα της δοκού.
34. Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού στον ιστό της δοκού.
35. Ελέγξτε τη διάτμηση του μπλοκ της μονής πλάκας δοκού.
36. Ελέγξτε τη διάτμηση του μπλοκ του ιστού της δοκού υπό αξονικό φορτίο.
37. Ελέγξτε τη μονή πλάκα δοκού σε διάτμηση.
38. Ελέγξτε τη μονή πλάκα δοκού σε κάμψη.
39. Ελέγξτε την τάνυση της μονής πλάκας δοκού, με την αλληλεπίδραση.
40. Ελέγξτε τη μονή πλάκα δοκού σε συμπίεση, με την αλληλεπίδραση.
41. Ελέγξτε τη θραύση της δοκού.
42. Ελέγξτε το μέγεθος της συγκόλλησης στην μονή πλάκα δοκού.
43. Ελέγξτε τη συγκόλληση μονής πλάκας δοκού στη στήλη.
44. Ελέγξτε τον ιστό της στήλης κάτω από την αξονική δύναμη της δοκού.

Είσοδοι σχεδίασης για αυτό το παράδειγμα

Ο κώδικας σχεδίασης είναι AISC 360-16 LRFD. Οι ιδιότητες ενότητας προέρχονται από το Εγχειρίδιο AISC. Οι άνω και κάτω συνδέσεις του βραχίονα είναι πανομοιότυπες και αντικατοπτρίζονται μεταξύ τους γύρω από τη δοκό, και τα αποτελέσματα της έκθεσης για τους δύο αγώνες ακριβώς, έτσι Βήματα 2 προς το 29 δουλεύονται μία φορά και ισχύουν και για τα δύο.

 

Ο βαθμός Α36 στο 3/8 σε ενιαία πλάκα γωνιών και οι γωνίες είναι κανονικές για αυτά τα μέρη. Και οι τρεις διεπαφές χρησιμοποιούν μπουλόνια κρίσιμης σημασίας για την ολίσθηση, το οποίο απαιτείται εδώ, επειδή κάθε διεπαφή έχει μεγάλες οπές ή τρύπες με σχισμή (AISC 360-16 J3.2).

Βήμα 1: Κατανείμετε τη δύναμη του νάρθηκα με τη μέθοδο της ομοιόμορφης δύναμης (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 13)

Η μέθοδος ομοιόμορφης δύναμης επιλέγει τις διαστάσεις των γωνιών έτσι ώστε οι δυνάμεις στις διεπαφές γωνιακής δέσμης και γωνιάς προς στήλη να μην έχουν καμία στιγμή, στη συνέχεια χωρίζει τη δύναμη του στήριγμα μεταξύ τους. Όποια οριζόντια δύναμη ασκεί η λαβή στην κολόνα πρέπει να επανέλθει από τη δοκό, οπότε αλλάζει και η αξονική δύναμη στη σύνδεση δοκού-κολώνας.

Οπου [mathin] e_{b} = d_{bm}/2 = 9\,in [mathin], [mathin] e_{c} = d_{c}/2 = 7\,in [mathin], [mathin] \tan\theta = 1 [mathin] και [mathin] \beta = 7.75\,in [mathin], το ήμισυ του ύψους του ακροφυσίου στη στήλη. Το ιδανικό κεντροειδές της δύναμης από την δέσμη προς τη δέσμη προκύπτει από τον περιορισμό UFM:

[math] \alpha = e_{b} \tan\theta – e_{c} + \beta \tan\theta = (9\,in) \times (1) – (7\,in) + (7.75\,in) \times (1) = 9.75\,in [math]

Το πραγματικό κεντροειδές της συγκόλλησης γωνιακής δέσμης είναι [mathin] \bar{\alpha} = 15.5/2 + 0.75 = 8.5\,in [mathin] από την όψη της στήλης: το ήμισυ του μήκους του αυλακιού συν το πίσω μέρος. Η απόσταση που καθορίζει τη διάσπαση της δύναμης είναι:

[math] r = \sqrt{\left( \alpha + e_{c} \right)^{2} + \left( \beta + e_{b} \right)^{2}} = \sqrt{\left( (9.75\,in) + (7\,in) \right)^{2} + \left( (7.75\,in) + (9\,in) \right)^{2}} = 23.688\,in [math]

Οι δυνάμεις διεπαφής, με [mathin] P = 62\,kip [mathin]:

[math] H_{c} = \frac{e_{c}\, P}{r} = \frac{(7\,in) \times (62\,kip)}{(23.688\,in)} = 18.321\,kip [math]

[math] H_{b} = \frac{\alpha\, P}{r} = \frac{(9.75\,in) \times (62\,kip)}{(23.688\,in)} = 25.519\,kip [math]

Η κατακόρυφη δύναμη στη δοκό θα ήταν [mathin] e_{b} P / r = 23.556\,kip [mathin]. Αυτή η αναφορά χρησιμοποιεί Ειδική περίπτωση 2 της μεθόδου (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 13, Οδηγός Σχεδιασμού 29 Παράδειγμα 5.3) και τα μετακινεί όλα στη διεπαφή gusset-to-column ως [mathin] \Delta V_{b} = 23.556\,kip [mathin]. Με αυτόν τον τρόπο η σύνδεση δοκού με κολόνα δεν χρειάζεται να φέρει την κατακόρυφη δύναμη του νάρθηκα, με το κόστος μιας στιγμής στη διεπαφή δέσμης προς δέσμη:

[math] V_{c} = \frac{\beta\, P}{r} + \Delta V_{b} = \frac{(7.75\,in) \times (62\,kip)}{(23.688\,in)} + (23.556\,kip) = 43.841\,kip [math]

[math] V_{b} = \frac{e_{b}\, P}{r} – \Delta V_{b} = \frac{(9\,in) \times (62\,kip)}{(23.688\,in)} – (23.556\,kip) = 0\,kip [math]

[math] M_{b} = V_{b} \left| \alpha – \bar{\alpha} \right| + \Delta V_{b} \left| \alpha \right| = (0\,kip) \times \left| (9.75\,in) – (8.5\,in) \right| + (23.556\,kip) \times \left| (9.75\,in) \right| = 19.139\,kip{\cdot}ft [math]

Η σύνδεση δοκού με κολόνα μεταφέρει στη συνέχεια τις δυνάμεις της δοκού συν την οριζόντια δύναμη που στέλνει κάθε γωνιακός άξονας κατευθείαν στην κολόνα, που πρέπει να φέρει πίσω η δοκός:

[math] C_{total} = T_{total} = C_{u} + \max\left( H_{c,upper},\, H_{c,lower} \right) = (132\,kip) + (18.321\,kip) = 150.32\,kip [math]

[math] V_{total} = V_{u} + V_{b,upper} + V_{b,lower} = (38\,kip) + (0\,kip) + (0\,kip) = 38\,kip [math]

Επειδή το στήριγμα είναι στις 45° και [mathin] e_{b} > e_{c} [mathin], η διεπαφή δέσμης παίρνει το μεγαλύτερο μερίδιο της οριζόντιας δύναμης, 25.519 κιπ του 43.84 εξάρτημα σιδερώματος kip.

Βήμα 2: Λεπτομερή όρια στα μπουλόνια του στηρίγματος (AISC 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

Η διάταξη των μπουλονιών 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, και οι άκρες που είναι πολύ κοντά σκίζονται.

Λεπτομέρεια σύνδεσης νάρθηκα. Τρεις βίδες ανά στήριγμα στο 3 σε, υπερμεγέθεις τρύπες στο στόμιο και τυπικές τρύπες στις γωνίες.

Για ένα 1 στο μπουλόνι η ελάχιστη απόσταση είναι [mathin] 2\tfrac{2}{3} d_{b} = 2.667\,in [mathin] (J3.3) και η ελάχιστη απόσταση ακμών είναι 1.25 σε (Πίνακας J3.4). Η λαβή έχει μεγάλες τρύπες, οπότε ο Πίνακας J3.5 προσαύξηση του 1/8 στο αυξάνει την ελάχιστη τελική του απόσταση σε 1.375 σε.

Η οριζόντια απόσταση ακμής στη γωνία είναι το 5 στο πόδι λιγότερο το 3 στο gage, 2 σε. Η κυρίαρχη σειρά είναι η ακραία απόσταση με την υπερμεγέθη αύξηση της οπής:

[math] DCR = \frac{d}{c} = \frac{(1.375)}{(1.5)} = 0.91667 [math]

DCR = 0.917 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 3: Αντοχή στην ολίσθηση των μπουλονιών στήριξης (AISC 360-16 J3.8)

Η λαβή έχει μεγάλες τρύπες, που AISC 360-16 Το J3.2 επιτρέπει μόνο σε κρίσιμους στην ολίσθηση αρθρώσεις. Τα μπουλόνια είναι προενταμένα, και η τριβή μεταξύ των γωνιών και του ακροφυσίου μεταφέρει τη δύναμη του στήριγμα. Ο έλεγχος είναι ότι η άρθρωση δεν γλιστράει κάτω από το συντελεστή φορτίο.

Οπου [mathin] \phi = 0.85 [mathin] για μεγάλες τρύπες, [mathin] \mu = 0.3 [mathin] για επιφάνεια κατηγορίας Α, [mathin] D_{u} = 1.13 [mathin], [mathin] h_{f} = 1 [mathin] γιατί δεν υπάρχουν πληρωτικά, [mathin] T_{b} = 64\,kip [mathin] για α 1 σε μπουλόνι Α490 (Πίνακας J3.1), [mathin] N_{s} = 2 [mathin] ολισθαίνουν τα επίπεδα επειδή η λαβή βρίσκεται ανάμεσα στις δύο γωνίες, [mathin] n_{r} = 3 [mathin] και [mathin] n_{c} = 1 [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi\, \mu\, D_{u}\, h_{f}\, T_{b}\, N_{s}\, n_{r}\, n_{c} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.85) \times (0.3) \times (1.13) \times (1) \times (64\,kip) \times (2) \times (3) \times (1) [math]

[math] \phi R_{n} = 110.65\,kip [math]

DCR = 62 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 110.65 κιπ = 0.560 < 1.0, Εντάξει

Η διπλή γωνία διπλασιάζει την αντοχή στην ολίσθηση δωρεάν: κάθε μπουλόνι συσφίγγει δύο επιφάνειες στεγανοποίησης.

Βήμα 4: Ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο στην λαβή (AISC 360-16 J3.10)

Τα κρίσιμα για την ολίσθηση μπουλόνια πρέπει ακόμα να ελεγχθούν για ρουλεμάν, γιατί αν η άρθρωση γλιστρήσει τα μπουλόνια φέρουν στα πλαϊνά των οπών τους. Το μπουλόνι που βρίσκεται πλησιέστερα στην άκρη της λαβής έχει το λιγότερο υλικό μπροστά του.

Η οπή του αυλακιού είναι υπερμεγέθης, [mathin] d_{h} = 1.25\,in [mathin]. Σαφείς αποστάσεις για το ακραίο μπουλόνι και μεταξύ των μπουλονιών:

[math] l_{c1} = L_{ev} – \frac{d_{h}}{2} = (1.5\,in) – \frac{(1.25\,in)}{2} = 0.875\,in [math]

[math] l_{c2} = s_{r} – d_{h} = (3\,in) – (1.25\,in) = 1.75\,in [math]

Οπου [mathin] t_{gp} = 0.5\,in [mathin], [mathin] F_{u,gp} = 65\,ksi [mathin], [mathin] n_{r} = 3 [mathin], [mathin] n_{c} = 1 [mathin], [mathin] d_{b} = 1\,in [mathin] και [mathin] \phi = 0.75 [mathin]:

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times (0.875\,in),\, 2.4 \times (1\,in)\right) \times (0.5\,in) \times (65\,ksi) \times (1) + \min\left(1.2 \times (1.75\,in),\, 2.4 \times (1\,in)\right) \times (0.5\,in) \times (65\,ksi) \times (1) \times ((3) – 1) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = 127.97\,kip [math]

DCR = 62 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 127.97 κιπ = 0.484 < 1.0, Εντάξει

Το σκίσιμο διέπει κάθε μπουλόνι, επειδή η υπερμεγέθης τρύπα κόβει σε καθαρή απόσταση.

Βήμα 5: Ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο στο στήριγμα (AISC 360-16 J3.10)

Ο ίδιος έλεγχος ισχύει και για τις γωνίες. Και τα δύο γωνιακά πόδια αντέχουν στα μπουλόνια, οπότε το πάχος του ρουλεμάν είναι διπλάσιο από το σκέλος, [mathin] 2 t_{l,br} = 1\,in [mathin].

Οι γωνίες έχουν τυπικές τρύπες, [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin]:

[math] l_{c1} = (1.5\,in) – \frac{(1.125\,in)}{2} = 0.9375\,in \qquad l_{c2} = (3\,in) – (1.125\,in) = 1.875\,in [math]

Με [mathin] F_{u,br} = 58\,ksi [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) 2 t_{l,br} F_{u,br}\, n_{c} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) 2 t_{l,br} F_{u,br}\, n_{c} \left( n_{r} – 1 \right) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times (0.9375\,in),\, 2.4 \times (1\,in)\right) \times (1\,in) \times (58\,ksi) \times (1) + \min\left(1.2 \times (1.875\,in),\, 2.4 \times (1\,in)\right) \times (1\,in) \times (58\,ksi) \times (1) \times ((3) – 1) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = 244.69\,kip [math]

DCR = 62 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 244.69 κιπ = 0.253 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 6: Διάτμηση μπλοκ της λαβής στο στήριγμα (AISC 360-16 J4.3)

Ένα μπλοκ της λαβής μπορεί να σκιστεί γύρω από τα μπουλόνια: διάτμηση κατά μήκος της γραμμής του μπουλονιού και τάνυση μέχρι το άκρο της λαβής. Με μια γραμμή μπουλονιού, αυτό είναι ένα μπλοκ σχήματος L.

Οπου [mathin] L_{eh,gp} = 2\,in [mathin] είναι η απόσταση του άκρου στην λαβή δίπλα στη γραμμή μπουλονιού, [mathin] L_{br,gp} = 9\,in [mathin] είναι το μήκος του νάρθηκα στο άκρο, και κάθε τρύπα προσθέτει 1/16 για ζημιά (Β4.3):

[math] A_{nt} = t_{gp} \left[ (n_{c}-1)\, s_{c} + L_{eh,gp} – (n_{c} – 0.5) \left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.5\,in) \times \left[ 0 + (2\,in) – ((1) – 0.5) \times ((1.25\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 0.67188\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = t_{gp} \left[ L_{ev} + (n_{r}-1)\, s_{r} \right] = (0.5\,in) \times \left[ (1.5\,in) + ((3)-1) \times (3\,in) \right] = 3.75\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = t_{gp} \left[ L_{br,gp} – L_{ev} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.5\,in) \times \left[ (9\,in) – (1.5\,in) – ((3) – 0.5) \times ((1.25\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 2.1094\,in^{2} [math]

Με [mathin] U_{bs} = 1 [mathin] και [mathin] \phi = 0.75 [mathin]:

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (65\,ksi) \times (2.1094\,in^{2}) + (1) \times (65\,ksi) \times (0.67188\,in^{2}) \le 0.6 \times (50\,ksi) \times (3.75\,in^{2}) + (1) \times (65\,ksi) \times (0.67188\,in^{2}) \right) = 94.453\,kip [math]

DCR = 62 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 94.453 κιπ = 0.656 < 1.0, Εντάξει

Αυτός είναι ο έλεγχος υψηλότερης αντοχής στην πλευρά του νάρθηκα. Η διατμητική ρήξη στο καθαρό τμήμα διέπει τη διατμητική απόδοση.

Βήμα 7: Μπλοκ διάτμηση του νάρθηκα (AISC 360-16 J4.3)

Το ίδιο σκίσιμο μπορεί να συμβεί στα γωνιακά πόδια. Και οι δύο γωνίες δρουν μαζί, άρα το πάχος είναι [mathin] 2 t_{l,br} = 1\,in [mathin], με τυπικές τρύπες [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin] και το 2 στην άκρη του ποδιού [mathin] L_{eh,br} [mathin]:

[math] A_{nt} = (1\,in) \times \left[ 0 + (2\,in) – 0.5 \times ((1.125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 1.4063\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = (1\,in) \times \left[ (1.5\,in) + 2 \times (3\,in) \right] = 7.5\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = (1\,in) \times \left[ (9\,in) – (1.5\,in) – 2.5 \times ((1.125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 4.5313\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (58\,ksi) \times (4.5313\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (1.4063\,in^{2}) \le 0.6 \times (36\,ksi) \times (7.5\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (1.4063\,in^{2}) \right) = 179.44\,kip [math]

DCR = 62 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 179.44 κιπ = 0.346 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 8: Ένταση στο τμήμα Whitmore (AISC 360-16 J4.1)

Η δύναμη σύσφιξης εξαπλώνεται μέσα στην υποδοχή σε περίπου 30° σε κάθε πλευρά της γραμμής μπουλονιού. Το τμήμα Whitmore είναι το πλάτος αυτού του απλώματος στο τελευταίο μπουλόνι, και η λαβή πρέπει να υποχωρήσει και να σπάσει πάνω της όχι νωρίτερα από τη δύναμη του νάρθηκα.

Με [mathin] L_{br} = (n_{r}-1) s_{r} = 6\,in [mathin] και [mathin] W_{br} = 0 [mathin] για μια γραμμή μπουλονιού (Εγχειρίδιο AISC Εικ. 9-1):

[math] W = 2\, L_{br} \tan 30^{\circ} + W_{br} = 2 \times (6\,in) \times \tan 30^{\circ} + 0 = 6.9282\,in [math]

[math] \phi R_{n,ty} = \phi\, F_{y,gp}\, t_{gp}\, W = (0.9) \times (50\,ksi) \times (0.5\,in) \times (6.9282\,in) = 155.88\,kip [math]

[math] \phi R_{n,tr} = \phi\, F_{u,gp}\, t_{gp} \left[ W – n_{c}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.5\,in) \times \left[ (6.9282\,in) – (1) \times ((1.25\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 136.88\,kip [math]

DCR = 62 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 136.88 κιπ = 0.453 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 9: Νάρθηκας σε ρήξη τάσης με υστέρηση διάτμησης (AISC 360-16 D3, J4.1)

Μόνο ένα σκέλος από κάθε γωνία είναι βιδωμένο, Έτσι, το άγχος στα πόδια πρέπει να καθυστερεί μέσω των συνδεδεμένων ποδιών. Ο συντελεστής διατμητικής υστέρησης U μειώνει την καθαρή επιφάνεια για να ληφθεί υπόψη αυτό.

Με [mathin] \bar{y} = 1.42\,in [mathin] και μήκος σύνδεσης [mathin] (n_{r}-1) s_{r} = 6\,in [mathin] (Πίνακας Δ3.1, Υπόθεση 2):

[math] U = 1 – \frac{\bar{y}}{(n_{r}-1)\, s_{r}} = 1 – \frac{(1.42\,in)}{((3)-1) \times (3\,in)} = 0.76343 [math]

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{u,br}\, U \left[ A_{br} – n_{c} \left( d_{h} + 0.0625\,in \right) 2 t_{l,br} \right] = (0.75) \times (58\,ksi) \times (0.76343) \times \left[ (9.58\,in^{2}) – (1) \times ((1.125\,in) + (0.0625\,in)) \times (1\,in) \right] = 278.71\,kip [math]

DCR = 62 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 278.71 κιπ = 0.222 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 10: Γρύλος σε λυγισμό συμπίεσης (AISC 360-16 J4.4, Ε3)

Όταν ο νάρθηκας πιέζει, η λωρίδα Whitmore της λαβής μεταξύ του τελευταίου μπουλονιού και των υποστηριγμένων άκρων της λαβής λειτουργεί ως κοντή στήλη.

Με [mathin] K = 1.2 [mathin], [mathin] L = 9\,in [mathin] και [mathin] r = t_{gp}/\sqrt{12} [mathin], [mathin] KL/r = 74.825 [mathin], που είναι παραπάνω 25, οπότε ισχύει το Κεφάλαιο Ε. Είναι και παρακάτω [mathin] 4.71\sqrt{E/F_{y}} = 113.43 [mathin], άρα Εξ. Ισχύει το Ε3-2:

[math] F_{e} = \frac{\pi^{2} E}{\left( KL/r \right)^{2}} = \frac{\pi^{2} \times (29000\,ksi)}{(74.825)^{2}} = 51.122\,ksi [math]

[math] F_{cr} = 0.658^{\frac{F_{y}}{F_{e}}} F_{y} = 0.658^{\frac{(50\,ksi)}{(51.122\,ksi)}} \times (50\,ksi) = 33.204\,ksi [math]

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{cr}\, t_{gp}\, W = (0.9) \times (33.204\,ksi) \times (0.5\,in) \times (6.9282\,in) = 103.52\,kip [math]

DCR = 62 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 103.52 κιπ = 0.599 < 1.0, Εντάξει

Ο λυγισμός μειώνει την αντοχή συμπίεσης της λαβής στα δύο τρίτα περίπου της αντοχής διαρροής σε τάση. ΕΝΑ 9 σε μη στηριγμένο μήκος είναι περίπου το πιο α 1/2 στο gusset μπορεί να αντέξει σε αυτό το φορτίο.

Βήμα 11: Ελάχιστο μέγεθος συγκόλλησης φιλέτου στη δοκό (AISC 360-16 J2.2b)

Μια συγκόλληση φιλέτου που είναι πολύ μικρή για τα μέρη που ενώνει μπορεί να σπάσει καθώς κρυώνει. Ο πίνακας J2.4 ορίζει το ελάχιστο από το λεπτότερο μέρος, εδώ το 1/2 σε τσαμπουκά, άρα το ελάχιστο είναι 3/16 σε.

[math] DCR = \frac{d}{c} = \frac{(0.188)}{(0.188)} = 1 [math]

DCR = 1.000, Εντάξει

Μια αναλογία του 1.000 εδώ σημαίνει το 3/16 σε συγκόλληση είναι ακριβώς το μικρότερο επιτρεπόμενο μέγεθος. Στη συνέχεια ελέγχεται η δύναμή του.

Βήμα 12: Συγκόλληση με ράβδο σε δοκό (AISC 360-16 J2.4, Οδηγός σχεδίασης AISC 29)

Η συγκόλληση φέρει την οριζόντια δύναμη [mathin] H_{b} [mathin] στο μήκος του, συν τη στιγμή [mathin] M_{b} [mathin] από το Βήμα 1 ως μεταβαλλόμενη κανονική δύναμη. Ο έλεγχος χρησιμοποιεί τη μέγιστη δύναμη ανά ίντσα στο πιο φορτωμένο άκρο.

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

Η συγκόλληση δεν μπορεί να είναι ισχυρότερη από το μέταλλο με το οποίο έχει συγκολληθεί. Η λαβή είναι συγκολλημένη και στις δύο όψεις, οπότε παίρνει το μισό του πάχος ανά συγκόλληση:

[math] D_{max} = \frac{t_{f,bm} F_{u,bm} \le 0.5\, t_{gp} F_{u,gp}}{3.09\,kip/in \times 1} = \frac{(0.57\,in) \times (65\,ksi) \le (0.25\,in) \times (65\,ksi)}{(3.09\,kip/in) \times (1)} = 5.2589 [math]

Αποτελεσματικό μήκος συγκόλλησης

[math] L_{w} = 2 \left[ L_{gp} – 2 W \right] = 2 \times \left[ (15.5\,in) – 2 \times (0.1875\,in) \right] = 30.25\,in [math]

Δυνάμεις στη συγκόλληση

Η ροπή γίνεται κανονική δύναμη χρησιμοποιώντας το πλαστικό τμήμα δύο γραμμών συγκόλλησης, [mathin] L_{w}^{2}/8 [mathin]. Με [mathin] V_{b} = 0 [mathin]:

[math] V_{b,total} = \frac{8\, M_{b}}{L_{w}} + V_{b} = \frac{8 \times (19.139\,kip{\cdot}ft)}{(30.25\,in)} + (0\,kip) = 60.74\,kip [math]

[math] R = \sqrt{V_{b,total}^{2} + H_{b}^{2}} = \sqrt{(60.74\,kip)^{2} + (25.519\,kip)^{2}} = 65.883\,kip \qquad \theta = \tan^{-1}\left| \frac{60.74}{25.519} \right| = 67.211^{\circ} [math]

Στο άλλο άκρο της συγκόλλησης η κανονική δύναμη είναι [mathin] |V_{b} – 8 M_{b}/L_{w}| = 60.74\,kip [mathin], Έτσι [mathin] R_{min} = 65.883\,kip [mathin] πολύ. Εγχειρίδιο AISC Μέρος 13 ισχύει α 1.25 συντελεστής πλαστιμότητας συγκόλλησης στο μέσο όρο των δύο άκρων:

[math] R_{w} = \max\left( R,\, 1.25\, \frac{R + R_{min}}{2} \right) = \max\left( (65.883\,kip),\, 1.25 \times \frac{(65.883\,kip) + (65.883\,kip)}{2} \right) = 82.354\,kip [math]

Επειδή [mathin] V_{b} = 0 [mathin], η στιγμή φορτώνει και τα δύο άκρα εξίσου (ένας σε ένταση, ένα σε συμπίεση), και [mathin] R_{w} [mathin] είναι απλά [mathin] 1.25 R [mathin].

Αντοχή συγκόλλησης (Εξ. J2-4)

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times 0.6 \times (70\,ksi) \times \frac{\sqrt{2}}{2} \times \left( (0.1875\,in) \le \frac{(5.2589)}{(16)} \right) \times \left[ 1 + 0.5 \times (\sin(67.211^{\circ}))^{1.5} \right] \times (30.25\,in) = 182.25\,kip [math]

DCR = 82.354 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 182.25 κιπ = 0.452 < 1.0, Εντάξει

Σχεδόν όλη η δύναμη συγκόλλησης προέρχεται από την Ειδική Περίπτωση 2 στιγμή. Χωρίς αυτό, η συγκόλληση θα έβλεπε μόνο το 25.519 kip οριζόντια δύναμη.

Βήμα 13: Γρύλος σε διάτμηση που υποχωρεί κατά μήκος της δοκού (AISC 360-16 J4.2)

Η οριζόντια δύναμη [mathin] H_{b} [mathin] ψαλιδίζει το ακροφύσιο κατά μήκος της συγκολλημένης άκρης του. Με [mathin] A_{gv} = 15.5 \times 0.5 = 7.75\,in^{2} [mathin] και [mathin] \phi = 1 [mathin] (Οδηγός Σχεδιασμού 29 Παράδειγμα 5.3):

[math] \phi R_{n} = \phi\, 0.6\, F_{y,gp} A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (50\,ksi) \times (7.75\,in^{2}) = 232.5\,kip [math]

DCR = 25.519 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 232.5 κιπ = 0.110 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 14: Ρυθμός στην τάση που υποχωρεί κατά μήκος της δοκού (AISC 360-16 J4.1)

Η στιγμή θέτει σε τάση το ένα άκρο της συγκολλημένης άκρης της λαβής. Ακολουθώντας τον οδηγό σχεδίασης 29 Παράδειγμα 5.3, η κανονική δύναμη και η ροπή προστίθενται ως τάσεις στο άκρο και μετατρέπονται ξανά σε ισοδύναμη δύναμη στο πλήρες 15.5 σε μήκος:

[math] N_{e} = \left| V_{b} \right| + \frac{4 \left| M_{b} \right|}{L_{gp}} = (0\,kip) + \frac{4 \times (19.139\,kip{\cdot}ft)}{(15.5\,in)} = 59.27\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{y,gp}\, t_{gp}\, L_{gp} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (0.5\,in) \times (15.5\,in) = 348.75\,kip [math]

DCR = 59.27 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 348.75 κιπ = 0.170 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 15: Δοκός ιστός κάτω από το κάλυμμα (AISC 360-16 J10.3, J10.2)

Το μισό συμπίεσης της ροπής εντομής πιέζει τη φλάντζα της δοκού δίπλα στην κολόνα, έτσι ο ιστός της δοκού εκεί μπορεί να ακρωτηριαστεί ή να υποχωρήσει τοπικά. Το τζάμι βρίσκεται στο τέλος της δοκού, άρα ισχύουν οι κοντινές μορφές των εξισώσεων.

Η αναφορά εφαρμόζει τη μισή μέγιστη κανονική δύναμη, [mathin] 60.74/2 = 30.37\,kip [mathin], πάνω από το ήμισυ του μήκους της λαβής, [mathin] l_{b} = 7.75\,in [mathin]. Αυτό διαμορφώνει την πλευρά συμπίεσης του ζευγαριού της στιγμής. Με [mathin] \phi = 0.75 [mathin], [mathin] l_{b}/d = 0.43 > 0.2 [mathin] και [mathin] Q_{f} = 1 [mathin]:

[math] \phi R_{n,wlc} = \phi\, 0.4\, t_{w}^{2} \left[ 1 + \left( \frac{4 l_{b}}{d} – 0.2 \right) \left( \frac{t_{w}}{t_{f}} \right)^{1.5} \right] \sqrt{\frac{E\, F_{y}\, t_{f}}{t_{w}}}\, Q_{f} [math]

[math] \phi R_{n,wlc} = (0.75) \times 0.4 \times (0.355\,in)^{2} \times \left[ 1 + \left( \frac{4 \times (7.75\,in)}{(18\,in)} – 0.2 \right) \times \left( \frac{(0.355\,in)}{(0.57\,in)} \right)^{1.5} \right] \times \sqrt{\frac{(29000\,ksi) \times (50\,ksi) \times (0.57\,in)}{(0.355\,in)}} \times (1) = 100.85\,kip [math]

Τοπική απόδοση Ιστού κοντά στο τέλος του μέλους (Εξ. J10-3), με [mathin] \phi = 1 [mathin]:

[math] \phi R_{n,wly} = \phi\, F_{y}\, t_{w} \left( 2.5\, k_{des} + l_{b} \right) = (1) \times (50\,ksi) \times (0.355\,in) \times \left( 2.5 \times (0.972\,in) + (7.75\,in) \right) = 180.69\,kip [math]

DCR = 30.37 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 100.85 κιπ = 0.301 < 1.0, Εντάξει

Η αναφορά χαρακτηρίζει την εξίσωση ακρωτηριασμού J10-4, αλλά οι αριθμοί που αντικαθιστά είναι η εγγύς τέλος μορφή με 0.4 και (4lb/d − 0.2), που είναι η εξ. J10-5b. Αυτή είναι η σωστή μορφή για μια δύναμη τόσο κοντά στο άκρο της δοκού.

Βήμα 16: Όρια λεπτομέρειας της μονής πλάκας εντομής (AISC 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

Η λαβή βιδώνει στο α 3/8 σε πλάκα συγκολλημένη στη φλάντζα της στήλης. Η πλάκα έχει οριζόντιες κοντές εγκοπές, που προσθέτουν 1/8 στην ελάχιστη απόσταση άκρων κατά μήκος της υποδοχής (Πίνακας J3.5).

Λεπτομέρεια μονής πλάκας. Οι πλάκες ανύψωσης παίρνουν τέσσερα μπουλόνια σε μία γραμμή, και η πλάκα δοκού παίρνει δύο γραμμές των πέντε. Και οι τρεις πλάκες έχουν οριζόντιες κοντές εγκοπές.

Το ελάχιστο βάθος πλάκας είναι το μισό του 15.5 στην ακμή της κολόνας, έτσι ώστε η πλάκα να υποστηρίζει τουλάχιστον το μισό κάλυμμα.

DCR = 1.375 / 1.5 = 0.917 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 17: Ομάδα μπουλονιών από αυλάκι σε στήλη (AISC 360-16 J3.8, Εγχειρίδιο AISC Μέρος 7)

Τα τέσσερα μπουλόνια φέρουν [mathin] V_{c} [mathin] και [mathin] H_{c} [mathin] μαζί, σε μια εκκεντρότητα από τη γραμμή συγκόλλησης. Η μέθοδος του στιγμιαίου κέντρου περιστροφής δίνει τον συντελεστή C: ο αριθμός των μπουλονιών που αξίζει η εκκεντρική ομάδα.

Το προκύπτον και η γωνία του από κατακόρυφο:

[math] R = \sqrt{V_{c}^{2} + H_{c}^{2}} = \sqrt{(43.841\,kip)^{2} + (18.321\,kip)^{2}} = 47.515\,kip \qquad \theta = \tan^{-1}\left( \frac{18.321}{43.841} \right) = 22.681^{\circ} [math]

Η εκκεντρότητα είναι η απόσταση από τη συγκόλληση έως τη γραμμή του μπουλονιού, [mathin] e = 2.25\,in [mathin]. Για μπουλόνια στο (0, 0), (0, 3), (0, 6) και (0, 9), η επανάληψη βάζει το στιγμιαίο κέντρο [mathin] x_{ic} = -4.0517\,in [mathin], [mathin] y_{ic} = 6.7655\,in [mathin], που δίνει [mathin] C = 3.14 [mathin] και ο συντελεστής ροπής [mathin] C’ = 11.256\,in [mathin]. Κάθε μπουλόνι είναι ολισθηρικό, με [mathin] N_{s} = 1 [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi\, \mu\, D_{u}\, h_{f}\, T_{b}\, N_{s}\, C = (0.85) \times (0.3) \times (1.13) \times (1) \times (64\,kip) \times (1) \times (3.14) = 57.907\,kip [math]

DCR = 47.515 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 57.907 κιπ = 0.821 < 1.0, Εντάξει

Οι υποδοχές είναι οριζόντιες και η προκύπτουσα κλίνει 22,7° προς αυτές, οπότε η αναφορά διατηρεί φ = 0.85 για τρύπες με σχισμές. Η ολίσθηση του μπουλονιού είναι ο υψηλότερος έλεγχος στην πλευρά του ακροφυσίου.

Βήμα 18: Ελκιμότητα της μονής πλάκας εντομής (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 10)

Μια μεμονωμένη πλάκα πρέπει να υποχωρήσει σε κάμψη πριν κοπούν οι βίδες, οπότε το πιάτο δεν μπορεί να είναι πολύ παχύ. Εγχειρίδιο AISC Μέρος 10 (Εξ. 10-3 και 10-4) δίνει το μέγιστο πάχος από τη στιγμή που μπορεί να μεταφέρει η ομάδα μπουλονιών.

Με [mathin] F_{nv} = 68\,ksi [mathin], [mathin] d_{b} = 1\,in [mathin], [mathin] C’ = 11.256\,in [mathin], [mathin] F_{y} = 36\,ksi [mathin] και [mathin] h = 12\,in [mathin]:

[math] M_{max} = \frac{F_{nv}}{0.90} \frac{\pi d_{b}^{2}}{4} C’ = \frac{(68\,ksi)}{0.90} \times \frac{\pi \times (1\,in)^{2}}{4} \times (11.256\,in) = 55.664\,kip{\cdot}ft [math]

[math] t_{max} = \frac{6\, M_{max}}{F_{y}\, h^{2}} = \frac{6 \times (55.664\,kip{\cdot}ft)}{(36\,ksi) \times (12\,in)^{2}} = 0.77311\,in [math]

DCR = 0.375 σε / 0.77311 σε = 0.485 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 19: Ρουλεμάν μπουλονιού στην ενιαία πλάκα εντομής (AISC 360-16 J3.10)

Η πλάκα ελέγχεται για ρουλεμάν και σχίσιμο σε κάθε κατεύθυνση φορτίου χωριστά, τότε και για τα δύο μαζί. Κάθε αντοχή είναι ο μέσος όρος ανά μπουλόνι πολλαπλασιασμένος επί C, ώστε να ταιριάζει με τη χωρητικότητα της ομάδας μπουλονιών.

Κατακόρυφος (κουρεύω) κατεύθυνση

Το μέγεθος της κάθετης οπής είναι το τυπικό 1.125 σε, Έτσι [mathin] l_{c1} = 0.9375\,in [mathin] και [mathin] l_{c2} = 1.875\,in [mathin]. Με [mathin] t = 0.375\,in [mathin], [mathin] F_{u} = 58\,ksi [mathin] και [mathin] n_{r} = 4 [mathin]:

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

[math] \phi R_{n,v} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.125,\, 2.4\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) + \min\left(2.25,\, 2.4\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) \times ((4) – 1) \right] \times \frac{(3.14)}{(4)} = 100.84\,kip [math]

DCR = 43.841 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 100.84 κιπ = 0.435 < 1.0, Εντάξει

Οριζόντιος (αξονικός) κατεύθυνση

Απέναντι από την υποδοχή είναι η τρύπα 1.3125 σε μακρύ, Έτσι [mathin] l_{c1} = 1.5 – 1.3125/2 = 0.84375\,in [mathin]. Υπάρχει μια γραμμή μπουλονιού, οπότε ο όρος του εσωτερικού μπουλονιού πολλαπλασιάζεται επί [mathin] (n_{c} – 1) = 0 [mathin] και το αρνητικό του [mathin] l_{c2} = -1.3125\,in [mathin] δεν έχει αποτέλεσμα:

[math] \phi R_{n,a} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t F_{u} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t F_{u} \left( n_{c} – 1 \right) \right] \frac{C}{n_{c}} [math]

[math] \phi R_{n,a} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.0125,\, 2.4\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) + 0 \right] \times \frac{(3.14)}{(1)} = 51.862\,kip [math]

DCR = 18.321 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 51.862 κιπ = 0.353 < 1.0, Εντάξει

Αλληλεπίδραση

[math] \left( \frac{V_{c}}{\phi R_{n,v}} \right)^{2} + \left( \frac{H_{c}}{\phi R_{n,a}} \right)^{2} = \left( \frac{(43.841\,kip)}{(100.84\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(18.321\,kip)}{(51.862\,kip)} \right)^{2} = 0.31381 [math]

DCR = 0.314 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 20: Ρουλεμάν μπουλονιού στην κεφαλή στην κολόνα (AISC 360-16 J3.10)

Οι ίδιοι τρεις έλεγχοι ισχύουν για το 1/2 σε τσαμπουκά, που έχει τυπικές τρύπες.

Κατακόρυφος (κουρεύω) κατεύθυνση

ο 12 στο πιάτο επικεντρώνεται στο 15.5 στην ακραία άκρη, οπότε η τελική απόσταση του κουφώματος είναι [mathin] L_{ev} = (15.5 – 12)/2 + 1.5 = 3.25\,in [mathin] και [mathin] l_{c1} = 2.6875\,in [mathin]. Με [mathin] t = 0.5\,in [mathin] και [mathin] F_{u} = 65\,ksi [mathin]:

[math] \phi R_{n,v} = (0.75) \times \left[ \min\left(3.225,\, 2.4\right) \times (0.5\,in) \times (65\,ksi) + \min\left(2.25,\, 2.4\right) \times (0.5\,in) \times (65\,ksi) \times ((4) – 1) \right] \times \frac{(3.14)}{(4)} = 175.08\,kip [math]

DCR = 43.841 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 175.08 κιπ = 0.250 < 1.0, Εντάξει

Οριζόντιος (αξονικός) κατεύθυνση

Με την 1.5 στην άκρη και την τυπική τρύπα, [mathin] l_{c1} = 0.9375\,in [mathin]:

[math] \phi R_{n,a} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.125,\, 2.4\right) \times (0.5\,in) \times (65\,ksi) + 0 \right] \times \frac{(3.14)}{(1)} = 86.105\,kip [math]

DCR = 18.321 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 86.105 κιπ = 0.213 < 1.0, Εντάξει

Αλληλεπίδραση

[math] \left( \frac{(43.841\,kip)}{(175.08\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(18.321\,kip)}{(86.105\,kip)} \right)^{2} = 0.10798 [math]

DCR = 0.108 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 21: Διάτμηση μπλοκ της μονής πλάκας εντομής (AISC 360-16 J4.3)

Ένα μπλοκ μπορεί να σκιστεί από την πλάκα κάτω από την κατακόρυφη δύναμη, κάτω από την οριζόντια δύναμη, ή κάτω από τα δύο. Η κάθετη θήκη είναι ένα μπλοκ σχήματος L κάτω από τη γραμμή μπουλονιού. Η οριζόντια θήκη έχει δύο σχήματα, L και U, και κυβερνά ο ασθενέστερος.

Κατακόρυφος (κουρεύω) κατεύθυνση

Το σκέλος τάνυσης διασχίζει μισή τρύπα με σχισμή, [mathin] d_{h} = 1.3125\,in [mathin]:

[math] A_{nt} = (0.375\,in) \times \left[ (1.5\,in) – 0.5 \times ((1.3125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 0.30469\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = (0.375\,in) \times \left[ (1.5\,in) + 3 \times (3\,in) \right] = 3.9375\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = t \left[ h_{sp} – L_{ev} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.375\,in) \times \left[ (12\,in) – (1.5\,in) – 3.5 \times ((1.125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 2.3789\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (58\,ksi) \times (2.3789\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (0.30469\,in^{2}) \le 0.6 \times (36\,ksi) \times (3.9375\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (0.30469\,in^{2}) \right) = 75.343\,kip [math]

DCR = 43.841 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 75.343 κιπ = 0.582 < 1.0, Εντάξει

Οριζόντιος (αξονικός) κατεύθυνση

Το σχέδιο L σχίζεται λόγω τάσης κατά μήκος της γραμμής του μπουλονιού και ψαλιδίζεται στην κορυφή. Το σκέλος διάτμησης εκτείνεται από το μπουλόνι μέχρι το μη στηριγμένο άκρο της πλάκας, [mathin] b_{sp} – L_{b,sp} = 3.75 – 2.25 = 1.5\,in [mathin]:

[math] A_{nt} = (0.375\,in) \times \left[ 3 \times (3\,in) + (1.5\,in) – 3.5 \times (1.1875\,in) \right] = 2.3789\,in^{2} \quad A_{gv} = 0.5625\,in^{2} \quad A_{nv} = 0.30469\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,L} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (58\,ksi) \times (0.30469\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (2.3789\,in^{2}) \le 0.6 \times (36\,ksi) \times (0.5625\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (2.3789\,in^{2}) \right) = 111.43\,kip [math]

Το μοτίβο U σχίζεται λόγω τάσης μεταξύ των εξωτερικών μπουλονιών και ψαλιδίζεται στο επάνω και στο κάτω μέρος:

[math] A_{nt} = (0.375\,in) \times \left[ 3 \times (3\,in) – 3 \times (1.1875\,in) \right] = 2.0391\,in^{2} \quad A_{gv} = 2 \times (0.375\,in) \times (1.5\,in) = 1.125\,in^{2} \quad A_{nv} = 0.60938\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,U} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (58\,ksi) \times (0.60938\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (2.0391\,in^{2}) \le 0.6 \times (36\,ksi) \times (1.125\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (2.0391\,in^{2}) \right) = 104.6\,kip [math]

DCR = 18.321 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 104.6 κιπ = 0.175 < 1.0, Εντάξει

Αλληλεπίδραση

[math] \left( \frac{(43.841\,kip)}{(75.343\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(18.321\,kip)}{(104.6\,kip)} \right)^{2} = 0.36926 [math]

DCR = 0.369 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 22: Διάτμηση μπλοκ της λαβής στην κολόνα (AISC 360-16 J4.3)

Τα ίδια μοτίβα ισχύουν και για το gusset, με το 3.25 στην τελική απόσταση.

Κατακόρυφος (κουρεύω) κατεύθυνση

[math] A_{nt} = (0.5\,in) \times \left[ (1.5\,in) – 0.5 \times ((1.3125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 0.40625\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = (0.5\,in) \times \left[ (3.25\,in) + 3 \times (3\,in) \right] = 6.125\,in^{2} \qquad A_{nv} = (0.5\,in) \times \left[ (15.5\,in) – (3.25\,in) – 3.5 \times (1.1875\,in) \right] = 4.0469\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (65\,ksi) \times (4.0469\,in^{2}) + (1) \times (65\,ksi) \times (0.40625\,in^{2}) \le 0.6 \times (50\,ksi) \times (6.125\,in^{2}) + (1) \times (65\,ksi) \times (0.40625\,in^{2}) \right) = 138.18\,kip [math]

DCR = 43.841 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 138.18 κιπ = 0.317 < 1.0, Εντάξει

Η περιοχή τάνυσης χρησιμοποιεί την πλάκα 1.3125 στο μήκος της σχισμής και όχι του κουφώματος 1.125 σε τυπική τρύπα. Αυτό αφαιρεί λίγο περισσότερη περιοχή από ό,τι χάνει στην πραγματικότητα το στόμιο, οπότε το αποτέλεσμα είναι ελαφρώς συντηρητικό.

Οριζόντιος (αξονικός) κατεύθυνση

[math] L:\ A_{nt} = 4.0469\,in^{2},\ A_{gv} = 0.75\,in^{2},\ A_{nv} = 0.40625\,in^{2} \Rightarrow \phi R_{n,L} = 209.17\,kip [math]

[math] U:\ A_{nt} = (0.5\,in) \times \left[ 9\,in – 3 \times (1.1875\,in) \right] = 2.7188\,in^{2},\ A_{gv} = 1.5\,in^{2},\ A_{nv} = 0.8125\,in^{2} \Rightarrow \phi R_{n,U} = 156.3\,kip [math]

DCR = 18.321 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 156.3 κιπ = 0.117 < 1.0, Εντάξει

Αλληλεπίδραση

[math] \left( \frac{(43.841\,kip)}{(138.18\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(18.321\,kip)}{(156.3\,kip)} \right)^{2} = 0.11441 [math]

DCR = 0.114 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 23: Gusset μονή πλάκα σε διάτμηση (AISC 360-16 J4.2)

Το πιάτο μεταφέρει [mathin] V_{c} [mathin] ως διάτμηση πάνω του 12 σε βάθος. Ελέγχεται για υποχώρηση στο μεικτό τμήμα και ρήξη μέσα από τις οπές των μπουλονιών.

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{y} A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (36\,ksi) \times (4.5\,in^{2}) = 97.2\,kip [math]

[math] A_{nv} = t \left[ h_{sp} – n_{r} \left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.375\,in) \times \left[ (12\,in) – (4) \times (1.1875\,in) \right] = 2.7188\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{u} A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (58\,ksi) \times (2.7188\,in^{2}) = 70.959\,kip [math]

DCR = 43.841 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 70.959 κιπ = 0.618 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 24: Gusset μονή πλάκα σε κάμψη (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 9, AISC 360-16 F11)

Η κατακόρυφη δύναμη δρα στη γραμμή του μπουλονιού, 2.25 μέσα από τη συγκόλληση, έτσι η πλάκα λυγίζει. Η αναφορά αντιμετωπίζει την πλάκα σαν μια διπλή δοκό: ένα ορθογώνιο τμήμα που μπορεί να λυγίσει πλευρικά στο μη στηριγμένο μήκος του [mathin] L_{b,sp} = 2.25\,in [mathin].

Η αναλογία λεπτότητας [mathin] L_{b} d / t^{2} = 2.25 \times 12 / 0.375^{2} = 192 [mathin] πέφτει ανάμεσα [mathin] 0.08E/F_{y} = 64.444 [mathin] και [mathin] 1.9E/F_{y} = 1530.6 [mathin], άρα Εξ. Ισχύει το F11-2. Με [mathin] Z = 13.5\,in^{3} [mathin], [mathin] S = 9\,in^{3} [mathin] και το βάθος κάλυψης λαμβάνεται ως μηδέν (Εγχειρίδιο AISC Εξ. 9-15):

[math] C_{b} = \left[ 3 + \ln\left( \frac{L_{b,sp}}{h_{sp}} \right) \right] \left( 1 – \frac{d_{c,sp}}{h_{sp}} \right) \ge 1.84 = \left[ 3 + \ln\left( \frac{(2.25\,in)}{(12\,in)} \right) \right] \times (1 – 0) \ge 1.84 = 1.84 [math]

[math] \phi M_{n} = \phi \left[ C_{b} \left[ 1.52 – 0.274 \left( \frac{L_{b} d}{t^{2}} \right) \left( \frac{F_{y}}{E} \right) \right] F_{y} S \le F_{y} Z \right] = (0.9) \times \left[ (1.84) \times \left[ 1.52 – 0.274 \times (192) \times \frac{(36\,ksi)}{(29000\,ksi)} \right] \times (36\,ksi) \times (9\,in^{3}) \le (36\,ksi) \times (13.5\,in^{3}) \right] = 36.45\,kip{\cdot}ft [math]

[math] \phi V_{n,y} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b,sp}} = \frac{(36.45\,kip{\cdot}ft)}{(2.25\,in)} = 194.4\,kip [math]

Η ρήξη κάμψης χρησιμοποιεί το καθαρό πλαστικό μέτρο μέσω των οπών (Εγχειρίδιο AISC Πίνακας 15-3):

[math] Z_{net} = \frac{t\, h^{2}}{4} – t \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 \left( d_{h} + 0.0625\,in \right)^{2}}{4} = 8.1563\,in^{3} [math]

[math] \phi M_{n} = \phi\, F_{u}\, Z_{net} = (0.75) \times (58\,ksi) \times (8.1563\,in^{3}) = 29.566\,kip{\cdot}ft \qquad \phi V_{n,r} = \frac{(29.566\,kip{\cdot}ft)}{(2.25\,in)} = 157.69\,kip [math]

DCR = 43.841 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 157.69 κιπ = 0.278 < 1.0, Εντάξει

Το πιάτο είναι κοντό και βαθύ, οπότε ο πλευρικός-στρεπτικός λυγισμός δεν το μειώνει. Η τιμή F11-2 περιορίζεται στην πλαστική στιγμή [mathin] F_{y} Z [mathin].

Βήμα 25: Ενισχυμένο πιάτο με πλάκα σε τάνυση, με την αλληλεπίδραση (AISC 360-16 J4.1, Η1)

Όταν τραβάει ο νάρθηκας, [mathin] H_{c} [mathin] βάζει το πιάτο σε ένταση.

[math] \phi R_{n,ty} = (0.9) \times (36\,ksi) \times (0.375\,in) \times (12\,in) = 145.8\,kip [math]

[math] \phi R_{n,tr} = (0.75) \times (58\,ksi) \times (0.375\,in) \times \left[ (12\,in) – (4) \times (1.1875\,in) \right] = 118.27\,kip [math]

DCR = 18.321 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 118.27 κιπ = 0.155 < 1.0, Εντάξει

Η πλάκα φέρει ένταση, κάμψη και διάτμηση ταυτόχρονα. Δεδομένου ότι η αξονική αναλογία είναι κάτω 0.2, η αναφορά χρησιμοποιεί τη φόρμα AISC H1-1b για αξονική συν κάμψη, στη συνέχεια προσθέτει το τετράγωνο λόγο διάτμησης:

[math] \left( \frac{H_{c}}{2\, \phi R_{n}} + \frac{V_{c}}{\phi V_{n}} \right)^{2} + \left( \frac{V_{c}}{\phi R_{n,v}} \right)^{2} = \left( \frac{(18.321\,kip)}{2 \times (118.27\,kip)} + \frac{(43.841\,kip)}{(194.4\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(43.841\,kip)}{(70.959\,kip)} \right)^{2} = 0.47351 [math]

DCR = 0.474 < 1.0, Εντάξει

Ο όρος κάμψη χρησιμοποιεί το 194.4 kip από καμπτική απόδοση, όχι το 157.69 kip από ρήξη που κυβερνούσε Βήμα 24.

Βήμα 26: Gusset μονή πλάκα σε συμπίεση, με την αλληλεπίδραση (AISC 360-16 J4.4, Η1)

Όταν ο νάρθηκας πιέζει, η πλάκα είναι σε συμπίεση. Με [mathin] K = 1.2 [mathin] και [mathin] L = 2.25\,in [mathin], [mathin] KL/r = 24.942 \le 25 [mathin], άρα δεν κουμπώνει και εξ. Ισχύει το J4-6:

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{y}\, t\, h_{sp} = (0.9) \times (36\,ksi) \times (0.375\,in) \times (12\,in) = 145.8\,kip [math]

DCR = 18.321 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 145.8 κιπ = 0.126 < 1.0, Εντάξει

[math] \left( \frac{(18.321\,kip)}{2 \times (145.8\,kip)} + \frac{(43.841\,kip)}{(194.4\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(43.841\,kip)}{(70.959\,kip)} \right)^{2} = 0.46486 [math]

DCR = 0.465 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 27: Μέγεθος συγκόλλησης στην ενιαία πλάκα εντομής (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 10)

Δύο έλεγχοι στο μέγεθος της συγκόλλησης. Η συγκόλληση πρέπει να ταιριάζει στο 0.75 σε οπισθοδρόμηση, και πρέπει να είναι αρκετά δυνατό για να αναπτυχθεί η πλάκα, έτσι ώστε η πλάκα να υποχωρεί πριν σπάσει η συγκόλληση. Σελίδα εγχειριδίου AISC 10-87 θέτει το δεύτερο σε 5/8 του πάχους της πλάκας:

[math] DCR_{clr} = \frac{(0.25)}{(0.75)} = 0.333 \qquad W_{duc} = \frac{5}{8}\, t_{sp} = \frac{5}{8} \times (0.375\,in) = 0.23438\,in [math]

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

Βήμα 28: Συγκόλληση μονής πλάκας Gusset στη στήλη (AISC 360-16 J2.4)

Η πλάκα είναι συγκολλημένη στη φλάντζα της στήλης και στις δύο όψεις. Η συγκόλληση έχει το ίδιο αποτέλεσμα με τα μπουλόνια, 47.515 kip στις 22.681° από τον άξονά του.

[math] D_{max} = \frac{\frac{t_{sp}}{2} F_{u,sp} \le t_{f,c} F_{u,c}}{3.09\,kip/in} = \frac{(0.1875\,in) \times (58\,ksi) \le (0.71\,in) \times (65\,ksi)}{(3.09\,kip/in) \times (1)} = 3.5194 [math]

[math] L_{w} = 2 \left[ h_{sp} – 2W \right] = 2 \times \left[ (12\,in) – 2 \times (0.25\,in) \right] = 23\,in [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times 0.6 \times (70\,ksi) \times \frac{\sqrt{2}}{2} \times \left( (0.25\,in) \le \frac{(3.5194)}{(16)} \right) \times \left[ 1 + 0.5 \times (\sin(22.681^{\circ}))^{1.5} \right] \times (23\,in) = 126.18\,kip [math]

DCR = 47.515 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 126.18 κιπ = 0.377 < 1.0, Εντάξει

ο 3/8 στην πλάκα Α36 περιορίζει τη συγκόλληση εδώ: [mathin] 3.5194/16 = 0.22\,in [mathin], έτσι μόνο 0.22 σε του 1/4 στις συγκολλήσεις. Μια μεγαλύτερη συγκόλληση δεν θα πρόσθετε τίποτα χωρίς μια παχύτερη πλάκα.

Βήμα 29: Ιστός κολώνας κάτω από τη δύναμη εντομής (AISC 360-16 J10.3, J10.2)

[mathin] H_{c} [mathin] σπρώχνει ή τραβά τη φλάντζα της στήλης πάνω από το 12 σε πιάτο. Με [mathin] l_{b} = 12\,in [mathin]:

[math] \phi R_{n,wlc} = (0.75) \times 0.8 \times (0.44\,in)^{2} \times \left[ 1 + 3 \times \left( \frac{(12\,in)}{(14\,in)} \right) \times \left( \frac{(0.44\,in)}{(0.71\,in)} \right)^{1.5} \right] \times \sqrt{\frac{(29000\,ksi) \times (50\,ksi) \times (0.71\,in)}{(0.44\,in)}} \times (1) = 400.58\,kip [math]

[math] \phi R_{n,wly} = (1) \times (50\,ksi) \times (0.44\,in) \times \left( 5 \times (1.31\,in) + (12\,in) \right) = 408.1\,kip [math]

DCR = 18.321 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 400.58 κιπ = 0.046 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 30: Όρια λεπτομερειών της μονής πλάκας δοκού (AISC 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

Η σύνδεση της δοκού είναι α 1/2 σε μονή πλάκα με δύο γραμμές μπουλονιών των πέντε, συγκολλημένο στη φλάντζα της στήλης. Η πλάκα έχει οριζόντιες κοντές εγκοπές, και ο ιστός της δοκού έχει τυπικές οπές. Η διάταξή του είναι στη λεπτομέρεια μιας πλάκας κάτω από το Βήμα 16.

Τα όρια βάθους πλάκας κρατούν την πλάκα ανάμεσα στα φιλέτα δοκού. Το μέγιστο είναι περίπου το βάθος της δέσμης μικρότερο [mathin] 2 k_{des} [mathin], και το ελάχιστο είναι το ήμισυ της διάστασης Τ του ιστού (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 10).

DCR = 15 / 16 = 0.938 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 31: Ομάδα μπουλονιών από δοκό σε κολόνα (AISC 360-16 J3.8, Εγχειρίδιο AISC Μέρος 7)

Τα δέκα μπουλόνια φέρουν τη διάτμηση δοκού και το 150.32 kip αξονική δύναμη μαζί, σε μια εκκεντρότητα από τη συγκόλληση. Αυτό είναι το πιο φορτισμένο μέρος της σύνδεσης.

[math] R = \sqrt{V_{total}^{2} + T_{total}^{2}} = \sqrt{(38\,kip)^{2} + (150.32\,kip)^{2}} = 155.05\,kip \qquad \theta = \tan^{-1}\left( \frac{150.32}{38} \right) = 75.813^{\circ} [math]

Η εκκεντρικότητα είναι [mathin] e = 3.75\,in [mathin], από τη συγκόλληση στο κέντρο των δύο γραμμών μπουλονιών. Με μπουλόνια στο x = 0 και 3 σε και y = 0, 3, 6, 9 και 12 σε, το στιγμιαίο κέντρο είναι στο [mathin] x_{ic} = -0.42058\,in [mathin], [mathin] y_{ic} = 14.882\,in [mathin], χορήγηση [mathin] C = 8.63 [mathin] και [mathin] C’ = 38.669\,in [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi\, \mu\, D_{u}\, h_{f}\, T_{b}\, N_{s}\, C = (0.85) \times (0.3) \times (1.13) \times (1) \times (64\,kip) \times (1) \times (8.63) = 159.15\,kip [math]

DCR = 155.05 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 159.15 κιπ = 0.974 < 1.0, Εντάξει

Αυτός είναι ο έλεγχος που διέπει ολόκληρη τη σύνδεση. Το φορτίο είναι κυρίως αξονικό, στις 75,8° από κατακόρυφο, έτσι τρέχει κατά μήκος των οριζόντιων υποδοχών, και γι' αυτό φ = 0.85 ισχύει εδώ. Το αποτέλεσμα απέχει πολύ από την κεντρική γραμμή της ομάδας μπουλονιών, αλλά επειδή είναι σχεδόν αξονική η εκκεντρότητα κοστίζει λίγο: C = 8.63 έξω από 10 μπουλόνια.

Βήμα 32: Ελκιμότητα της δοκού μονής πλάκας (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 10)

Με [mathin] C’ = 38.669\,in [mathin], [mathin] F_{y} = 50\,ksi [mathin] και [mathin] h = 15\,in [mathin]:

[math] M_{max} = \frac{(68\,ksi)}{0.90} \times \frac{\pi \times (1\,in)^{2}}{4} \times (38.669\,in) = 191.22\,kip{\cdot}ft \qquad t_{max} = \frac{6 \times (191.22\,kip{\cdot}ft)}{(50\,ksi) \times (15\,in)^{2}} = 1.2238\,in [math]

DCR = 0.5 σε / 1.2238 σε = 0.409 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 33: Μπουλόνι ρουλεμάν στη μονή πλάκα δοκού (AISC 360-16 J3.10)

Κατακόρυφος (κουρεύω) κατεύθυνση

Με τυπικό κάθετο μέγεθος τρύπας, [mathin] l_{c1} = 0.9375\,in [mathin], [mathin] l_{c2} = 1.875\,in [mathin], [mathin] t = 0.5\,in [mathin], [mathin] F_{u} = 65\,ksi [mathin] και [mathin] n_{r} = 5 [mathin]:

[math] \phi R_{n,v} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.125,\, 2.4\right) \times (0.5\,in) \times (65\,ksi) + \min\left(2.25,\, 2.4\right) \times (0.5\,in) \times (65\,ksi) \times ((5) – 1) \right] \times \frac{(8.63)}{(5)} = 425.97\,kip [math]

DCR = 38 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 425.97 κιπ = 0.089 < 1.0, Εντάξει

Οριζόντιος (αξονικός) κατεύθυνση

Σε όλες τις κουλοχέρηδες, [mathin] l_{c1} = 1.5 – 1.3125/2 = 0.84375\,in [mathin] και [mathin] l_{c2} = 3 – 1.3125 = 1.6875\,in [mathin], με [mathin] n_{c} = 2 [mathin]:

[math] \phi R_{n,a} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.0125,\, 2.4\right) \times (0.5\,in) \times (65\,ksi) + \min\left(2.025,\, 2.4\right) \times (0.5\,in) \times (65\,ksi) \times ((2) – 1) \right] \times \frac{(8.63)}{(2)} = 319.48\,kip [math]

DCR = 150.32 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 319.48 κιπ = 0.471 < 1.0, Εντάξει

Αλληλεπίδραση

[math] \left( \frac{(38\,kip)}{(425.97\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(150.32\,kip)}{(319.48\,kip)} \right)^{2} = 0.22935 [math]

DCR = 0.229 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 34: Ρουλεμάν μπουλονιού στον ιστό της δοκού (AISC 360-16 J3.10)

Κατακόρυφος (κουρεύω) κατεύθυνση

Ο ιστός συνεχίζει πάνω και κάτω από τα μπουλόνια, έτσι κανένα μπουλόνι δεν έχει άκρη μπροστά του κάθετα. Κάθε μπουλόνι χρησιμοποιεί τη σαφή απόσταση μεταξύ των οπών, [mathin] l_{c2} = 1.875\,in [mathin]:

[math] \phi R_{n,v} = \phi \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{w} F_{u}\, C = (0.75) \times \min\left(2.25,\, 2.4\right) \times (0.355\,in) \times (65\,ksi) \times (8.63) = 336.04\,kip [math]

DCR = 38 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 336.04 κιπ = 0.113 < 1.0, Εντάξει

Οριζόντιος (αξονικός) κατεύθυνση

Όταν η δοκός είναι σε τάση, τα μπουλόνια φέρουν προς το άκρο της δοκού, 1.5 μακριά, Έτσι [mathin] l_{c1} = 0.9375\,in [mathin]:

[math] \phi R_{n,a} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.125,\, 2.4\right) \times (0.355\,in) \times (65\,ksi) + \min\left(2.25,\, 2.4\right) \times (0.355\,in) \times (65\,ksi) \times ((2) – 1) \right] \times \frac{(8.63)}{(2)} = 252.03\,kip [math]

DCR = 150.32 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 252.03 κιπ = 0.596 < 1.0, Εντάξει

Αλληλεπίδραση

[math] \left( \frac{(38\,kip)}{(336.04\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(150.32\,kip)}{(252.03\,kip)} \right)^{2} = 0.36852 [math]

DCR = 0.369 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 35: Διάτμηση μπλοκ της μονής πλάκας δοκού (AISC 360-16 J4.3)

Κατακόρυφος (κουρεύω) κατεύθυνση

Ένα μπλοκ σχήματος L κάτω από την εξωτερική γραμμή μπουλονιού, με τάνυση και στις δύο γραμμές μπουλονιών μέσα από τις εγκοπές:

[math] A_{nt} = t \left[ (n_{c}-1)\, s_{c} + L_{eh} – (n_{c} – 0.5) \left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.5\,in) \times \left[ (3\,in) + (1.5\,in) – 1.5 \times ((1.3125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 1.2188\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = (0.5\,in) \times \left[ (1.5\,in) + 4 \times (3\,in) \right] = 6.75\,in^{2} \qquad A_{nv} = (0.5\,in) \times \left[ (15\,in) – (1.5\,in) – 4.5 \times (1.1875\,in) \right] = 4.0781\,in^{2} [math]

Η αναφορά χρησιμοποιεί [mathin] U_{bs} = 0.5 [mathin] εδώ. Με δύο γραμμές μπουλονιού, η γραμμή που βρίσκεται πιο κοντά στην άκρη καταλαμβάνει μεγαλύτερη τάση από την άλλη, έτσι η τάση στο επίπεδο τάσης δεν είναι ομοιόμορφη. Η AISC 360-16 Σχόλιο στο J4.3 δίνει 0.5 για εκείνη την περίπτωση.

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (65\,ksi) \times (4.0781\,in^{2}) + (0.5) \times (65\,ksi) \times (1.2188\,in^{2}) \le 0.6 \times (50\,ksi) \times (6.75\,in^{2}) + (0.5) \times (65\,ksi) \times (1.2188\,in^{2}) \right) = 148.99\,kip [math]

DCR = 38 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 148.99 κιπ = 0.255 < 1.0, Εντάξει

Οριζόντιος (αξονικός) κατεύθυνση

Το μοτίβο L σχίζεται υπό τάση κατά μήκος της εξωτερικής γραμμής των πέντε μπουλονιών και ψαλιδίζεται μέχρι το άκρο της πλάκας. Το μήκος διάτμησης είναι το πλάτος της πλάκας μείον το μη στηριγμένο μήκος της, [mathin] 6.75 – 2.25 = 4.5\,in [mathin]:

[math] A_{nt} = (0.5\,in) \times \left[ 4 \times (3\,in) + (1.5\,in) – 4.5 \times (1.1875\,in) \right] = 4.0781\,in^{2} \quad A_{gv} = (0.5\,in) \times \left[ (1.5\,in) + (3\,in) \right] = 2.25\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = (0.5\,in) \times \left[ (6.75\,in) – (2.25\,in) – 1.5 \times ((1.3125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 1.2188\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,L} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (65\,ksi) \times (1.2188\,in^{2}) + (1) \times (65\,ksi) \times (4.0781\,in^{2}) \le 0.6 \times (50\,ksi) \times (2.25\,in^{2}) + (1) \times (65\,ksi) \times (4.0781\,in^{2}) \right) = 234.46\,kip [math]

Το μοτίβο U σχίζεται ανάμεσα στις εξωτερικές σειρές και κόβεται επάνω και κάτω:

[math] A_{nt} = (0.5\,in) \times \left[ 4 \times (3\,in) – 4 \times (1.1875\,in) \right] = 3.625\,in^{2} \quad A_{gv} = 2 \times (0.5\,in) \times \left[ (1.5\,in) + (3\,in) \right] = 4.5\,in^{2} \quad A_{nv} = 2.4375\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,U} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (65\,ksi) \times (2.4375\,in^{2}) + (1) \times (65\,ksi) \times (3.625\,in^{2}) \le 0.6 \times (50\,ksi) \times (4.5\,in^{2}) + (1) \times (65\,ksi) \times (3.625\,in^{2}) \right) = 248.02\,kip [math]

DCR = 150.32 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 234.46 κιπ = 0.641 < 1.0, Εντάξει

Αλληλεπίδραση

[math] \left( \frac{(38\,kip)}{(148.99\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(150.32\,kip)}{(234.46\,kip)} \right)^{2} = 0.47612 [math]

DCR = 0.476 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 36: Διάτμηση μπλοκ του ιστού δοκού υπό αξονικό φορτίο (AISC 360-16 J4.3)

Όταν η δοκός τραβηχτεί μακριά από την κολόνα, ένα κομμάτι του ιστού μπορεί να σκιστεί γύρω από τα μπουλόνια: ένταση μεταξύ της επάνω και της κάτω σειράς, και διάτμηση κατά μήκος της επάνω και κάτω σειράς μέχρι το τέλος της δοκού. Αυτό είναι ένα C (ή U) πρότυπο.

[math] A_{nt} = t_{w} \left[ (n_{r}-1)\, s_{r} – (n_{r} – 1) \left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.355\,in) \times \left[ 4 \times (3\,in) – 4 \times ((1.125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 2.5737\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2\, t_{w} \left[ L_{eh} + (n_{c}-1)\, s_{c} \right] = 2 \times (0.355\,in) \times \left[ (1.5\,in) + (3\,in) \right] = 3.195\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2\, t_{w} \left[ (n_{c}-1)\, s_{c} + L_{eh} – (n_{c} – 0.5) \left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 2 \times (0.355\,in) \times \left[ (3\,in) + (1.5\,in) – 1.5 \times (1.1875\,in) \right] = 1.9303\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (65\,ksi) \times (1.9303\,in^{2}) + (1) \times (65\,ksi) \times (2.5737\,in^{2}) \le 0.6 \times (50\,ksi) \times (3.195\,in^{2}) + (1) \times (65\,ksi) \times (2.5737\,in^{2}) \right) = 181.93\,kip [math]

DCR = 150.32 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 181.93 κιπ = 0.826 < 1.0, Εντάξει

Αυτός είναι ο δεύτερος υψηλότερος έλεγχος στη σύνδεση. Το λεπτό 0.355 στον ιστό, όχι το 1/2 σε πιάτο, είναι το αδύναμο τμήμα στην αξονική διάτμηση του μπλοκ.

Βήμα 37: Δοκός μονή πλάκα σε διάτμηση (AISC 360-16 J4.2)

[math] \phi R_{n,sy} = (1) \times 0.6 \times (50\,ksi) \times (15\,in \times 0.5\,in) = 225\,kip [math]

[math] \phi R_{n,sr} = (0.75) \times 0.6 \times (65\,ksi) \times (0.5\,in) \times \left[ (15\,in) – (5) \times (1.1875\,in) \right] = 132.54\,kip [math]

DCR = 38 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 132.54 κιπ = 0.287 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 38: Δοκός μονή πλάκα σε κάμψη (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 9, AISC 360-16 F11)

Όπως στο Βήμα 24, με [mathin] L_{b,sp} = 2.25\,in [mathin], [mathin] h = 15\,in [mathin] και [mathin] t = 0.5\,in [mathin]. Εδώ [mathin] L_{b} d / t^{2} = 135 [mathin], μεταξύ 46.4 και 1102, οπότε ισχύει το F11-2 [mathin] Z = 28.125\,in^{3} [mathin], [mathin] S = 18.75\,in^{3} [mathin] και [mathin] C_{b} = 1.84 [mathin]:

[math] \phi M_{n} = (0.9) \times \left[ (1.84) \times \left[ 1.52 – 0.274 \times (135) \times \frac{(50\,ksi)}{(29000\,ksi)} \right] \times (50\,ksi) \times (18.75\,in^{3}) \le (50\,ksi) \times (28.125\,in^{3}) \right] = 105.47\,kip{\cdot}ft \qquad \phi V_{n,y} = \frac{(105.47\,kip{\cdot}ft)}{(2.25\,in)} = 562.5\,kip [math]

[math] Z_{net} = \frac{(0.5\,in) \times (15\,in)^{2}}{4} – (0.5\,in) \times (1.1875\,in) \times (3\,in) \times \left\lfloor \frac{5^{2}}{4} \right\rfloor – \frac{(0.5\,in) \times (1.1875\,in)^{2}}{4} = 17.261\,in^{3} [math]

[math] \phi M_{n} = (0.75) \times (65\,ksi) \times (17.261\,in^{3}) = 70.124\,kip{\cdot}ft \qquad \phi V_{n,r} = \frac{(70.124\,kip{\cdot}ft)}{(2.25\,in)} = 373.99\,kip [math]

DCR = 38 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 373.99 κιπ = 0.102 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 39: Δοκός μονή πλάκα σε τάση, με την αλληλεπίδραση (AISC 360-16 J4.1, Η1)

[math] \phi R_{n,ty} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (0.5\,in) \times (15\,in) = 337.5\,kip [math]

[math] \phi R_{n,tr} = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.5\,in) \times \left[ (15\,in) – (5) \times (1.1875\,in) \right] = 220.9\,kip [math]

DCR = 150.32 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 220.9 κιπ = 0.681 < 1.0, Εντάξει

Ο αξονικός λόγος είναι 0.68, πάνω από 0.2, οπότε η αλληλεπίδραση μεταβαίνει στη μορφή H1-1a με 8/9 στον όρο της κάμψης:

[math] \left( \frac{T_{total}}{\phi R_{n}} + \frac{8\, V_{total}}{9\, \phi V_{n}} \right)^{2} + \left( \frac{V_{total}}{\phi R_{n,v}} \right)^{2} = \left( \frac{(150.32\,kip)}{(220.9\,kip)} + \frac{8 \times (38\,kip)}{9 \times (562.5\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(38\,kip)}{(132.54\,kip)} \right)^{2} = 0.63062 [math]

DCR = 0.631 < 1.0, Εντάξει

Όπως και από την πλευρά του ποδιού, ο όρος κάμψης χρησιμοποιεί τον όρο απόδοσης 562.5 kip παρά το 373.99 kip από ρήξη.

Βήμα 40: Δοκός μονή πλάκα σε συμπίεση, με την αλληλεπίδραση (AISC 360-16 J4.4, Η1)

Με [mathin] K = 1.2 [mathin] και [mathin] L = 2.25\,in [mathin], [mathin] KL/r = 18.706 \le 25 [mathin], άρα Εξ. Ισχύει το J4-6:

[math] \phi R_{n} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (0.5\,in) \times (15\,in) = 337.5\,kip [math]

DCR = 150.32 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 337.5 κιπ = 0.445 < 1.0, Εντάξει

[math] \left( \frac{(150.32\,kip)}{(337.5\,kip)} + \frac{8 \times (38\,kip)}{9 \times (562.5\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(38\,kip)}{(132.54\,kip)} \right)^{2} = 0.33768 [math]

DCR = 0.338 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 41: Δοκός σε ρήξη τάσης (AISC 360-16 D3, J4.1)

Όταν τραβιέται η δοκός, μόνο ο ιστός του είναι βιδωμένος, έτσι οι φλάντζες πρέπει να ρίξουν το μερίδιό τους από τη δύναμη στον ιστό. Αντιμετώπιση του μισού τμήματος σε κάθε πλευρά του ιστού ως κανάλι (Πίνακας Δ3.1, Υπόθεση 2), [mathin] \bar{x} = 1.1395\,in [mathin] σε μήκος σύνδεσης 3 σε δίνει [mathin] U = 0.62033 [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{u}\, U \left[ A_{bm} – n_{r} \left( d_{h} + 0.0625\,in \right) t_{w} \right] = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.62033) \times \left[ (14.7\,in^{2}) – (5) \times (1.1875\,in) \times (0.355\,in) \right] = 380.8\,kip [math]

DCR = 150.32 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 380.8 κιπ = 0.395 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 42: Μέγεθος συγκόλλησης στη μονή πλάκα δοκού (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 10)

[math] DCR_{clr} = \frac{(0.3125)}{(0.75)} = 0.417 \qquad W_{duc} = \frac{5}{8} \times (0.5\,in) = 0.3125\,in [math]

DCR = 0.3125 σε / 0.3125 σε = 1.000, Εντάξει

ο 5/16 στη συγκόλληση είναι ακριβώς το μέγεθος που απαιτείται για την ανάπτυξη του 1/2 σε πιάτο. Οποιοδήποτε μικρότερο και η συγκόλληση θα μπορούσε να αποτύχει πριν υποχωρήσει η πλάκα.

Βήμα 43: Δοκός μονής πλάκας συγκόλληση στη στήλη (AISC 360-16 J2.4)

[math] D_{max} = \frac{(0.25\,in) \times (65\,ksi) \le (0.71\,in) \times (65\,ksi)}{(3.09\,kip/in) \times (1)} = 5.2589 \qquad L_{w} = 2 \times \left[ (15\,in) – 2 \times (0.3125\,in) \right] = 28.75\,in [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times 0.6 \times (70\,ksi) \times \frac{\sqrt{2}}{2} \times \left( (0.3125\,in) \le \frac{(5.2589)}{(16)} \right) \times \left[ 1 + 0.5 \times (\sin(75.813^{\circ}))^{1.5} \right] \times (28.75\,in) = 295.63\,kip [math]

DCR = 155.05 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 295.63 κιπ = 0.524 < 1.0, Εντάξει

Το φορτίο είναι σχεδόν κάθετο στη συγκόλληση, οπότε ο παράγοντας κατεύθυνσης προσθέτει περίπου 48% στην αντοχή της συγκόλλησης.

Βήμα 44: Ιστός στήλης κάτω από την αξονική δύναμη της δοκού (AISC 360-16 J10.3, J10.2)

ο 150.32 Η αξονική δύναμη kip δρα στη φλάντζα της στήλης πάνω από το 15 σε πιάτο, με [mathin] l_{b} = 15\,in [mathin]:

[math] \phi R_{n,wlc} = (0.75) \times 0.8 \times (0.44\,in)^{2} \times \left[ 1 + 3 \times \left( \frac{(15\,in)}{(14\,in)} \right) \times \left( \frac{(0.44\,in)}{(0.71\,in)} \right)^{1.5} \right] \times \sqrt{\frac{(29000\,ksi) \times (50\,ksi) \times (0.71\,in)}{(0.44\,in)}} \times (1) = 456.31\,kip [math]

[math] \phi R_{n,wly} = (1) \times (50\,ksi) \times (0.44\,in) \times \left( 5 \times (1.31\,in) + (15\,in) \right) = 474.1\,kip [math]

DCR = 150.32 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 456.31 κιπ = 0.329 < 1.0, Εντάξει

Περίληψη των ελέγχων

Τα αποτελέσματα της πλευράς του νάρθηκα και των γωνιών είναι τα ίδια για τους άνω και κάτω νάρθηκες.

Η σύνδεση περνάει κάθε έλεγχο αυτού του σχεδίου σύνδεσης κάθετου νάρθηκα. Η ομάδα μπουλονιών από δοκό σε κολόνα διέπει στο 0.974, επειδή το 132 kip μεταφορά δύναμη συν το 18.321 το κιπ που στέλνει η κάθε λαβή στη στήλη περνούν όλα μέσα από αυτά τα δέκα μπουλόνια. Ο ιστός δοκού στην αξονική διάτμηση του μπλοκ είναι επόμενος 0.826. Στην πλευρά του νάρθηκα, Τα μπουλόνια της μονής πλάκας έχουν την υψηλότερη θέση 0.821. Οι δύο αναλογίες των 1.000 είναι κανόνες μεγέθους: η συγκόλληση εντομής είναι ακριβώς το ελάχιστο του πίνακα J2.4, και η συγκόλληση της πλάκας δοκού είναι ακριβώς 5/8 του πάχους της πλάκας.

Τι να αλλάξετε εάν αποτύχει ένας έλεγχος

• Ομάδα μπουλονιών από δοκό σε κολόνα: προσθέστε μια σειρά μπουλονιών, χρησιμοποιήστε επιφάνεια κατηγορίας Β (μ = 0.5 αντί για 0.3), ή χρησιμοποιήστε τυπικές οπές στην πλάκα όπου το επιτρέπει η ανοχή στύσης, που ανεβάζει το φ σε 1.00.
• Διάτμηση μπλοκ ιστού δοκού: προσθέστε σειρές μπουλονιών για να επιμηκύνετε το επίπεδο τάνυσης, ή αυξήστε την απόσταση των άκρων στο άκρο της δοκού. Ένα web doubler είναι η τελευταία λύση.
• Μπουλόνια με κολόνα σε κολόνα: προσθέστε μια σειρά μπουλονιών ή επιμηκύνετε το στόμιο στη στήλη, που αυξάνει το β και επίσης μειώνει το μερίδιο της δύναμης που πηγαίνει στη στήλη.
• Συγκόλληση με ράβδο σε δοκό: επιμηκύνετε το στόμιο κατά μήκος της δοκού, ή χρησιμοποιήστε τη γενική θήκη UFM, έτσι ώστε η σύνδεση δοκού με κολόνα να μεταφέρει Vb και η συγκόλληση γωνιακού τεμαχίου να χάσει το μεγαλύτερο μέρος της ροπής της.
• Λυγισμικό λυγισμάτων: χρησιμοποιήστε ένα παχύτερο πτερύγιο ή μετακινήστε το στήριγμα πιο κοντά στο σημείο εργασίας για να το κοντύνετε 9 σε μη στηριγμένο μήκος.
• Διάτμηση μπλοκ και ρουλεμάν στο στήριγμα: προσθέστε μια σειρά μπουλονιών, αυξήστε την τελική απόσταση, ή χρησιμοποιήστε τυπικές τρύπες στο στόμιο.
• Έλεγχοι μονής πινακίδας: μια παχύτερη πλάκα βοηθάει στο ρουλεμάν, διάτμηση μπλοκ, διάτμηση και τάση, αλλά πρέπει να παραμείνει κάτω από το όριο πλαστιμότητας και η συγκόλληση πρέπει να αναπτυχθεί 5/8 του πάχους του.
• Ιστός στήλης: προσθέστε ένα ζευγάρι ενισχυτικά απέναντι από την μονή πλάκα δοκού.

Συχνές ερωτήσεις

Τι είναι η μέθοδος ομοιόμορφης δύναμης?

Η μέθοδος της ομοιόμορφης δύναμης (Εγχειρίδιο AISC Μέρος 13) διαχωρίζει μια δύναμη στήριξης μεταξύ των διεπαφών γωνιακής δέσμης και γωνιάς προς στήλη, έτσι ώστε καμία διεπαφή να μην μεταφέρει στιγμή. Αυτό το επιτυγχάνει επιλέγοντας τα κεντροειδή α και β του gusset για να ικανοποιήσει το α − β tan θ = eb tan θ − ec. Στη συνέχεια, η σύνδεση δοκού με κολόνα μεταφέρει όποια οριζόντια δύναμη πηγαίνει στην κολόνα, συν οποιαδήποτε κατακόρυφη δύναμη στη διεπιφάνεια της δοκού.

Γιατί η κατακόρυφη δύναμη στη διεπαφή δοκού είναι μηδέν?

Η αναφορά χρησιμοποιεί Ειδική περίπτωση 2 της Μεθόδου Ομοιόμορφης Δύναμης. Μετακινεί ολόκληρη την κατακόρυφη δύναμη που θα έπαιρνε η διεπαφή δέσμης, 23.556 δέρμα μόσχου ακατέργαστου, στη διεπαφή θύρας σε στήλη. Αυτό κρατά την κατακόρυφη δύναμη του νάρθηκα έξω από τη σύνδεση δοκού με κολόνα. Το κόστος είναι μια στιγμή στη διασύνδεση δέσμης προς δέσμη του 23.556 kip × 9.75 σε = 19.139 kip-ft, για την οποία η συγκόλληση και το άκρο του ακροφυσίου ελέγχονται στα Βήματα 12 προς το 15.

Γιατί γίνεται η σύνδεση δοκού με κολόνα 150.32 δέρμα μόσχου ακατέργαστου?

Το δοκάρι έχει το δικό του 132 δύναμη μεταφοράς kip. Πάνω από αυτό, κάθε gusset στέλνει Hc = 18.321 kip οριζόντιας δύναμης απευθείας στη στήλη, και η δοκός πρέπει να την παραδώσει πίσω μέσω της σύνδεσης δοκού σε κολόνα. Οι δύο γωνίες βρίσκονται στις αντίθετες πλευρές της δοκού με την ίδια δύναμη, οπότε η αναφορά προσθέτει το μεγαλύτερο, 18.321 δέρμα μόσχου ακατέργαστου, χορήγηση 150.32 δέρμα μόσχου ακατέργαστου.

Γιατί όλα τα μπουλόνια ολισθαίνουν κρίσιμα?

Η λαβή έχει μεγάλες τρύπες στο στήριγμα, και οι δύο απλές πλάκες έχουν οριζόντιες κοντές εγκοπές. Αυτές οι τρύπες δίνουν στο erector χώρο για να χωρέσει ένα αγκυροβολημένο κόλπο, αλλά η AISC 360-16 Το J3.2 τα επιτρέπει μόνο σε κρίσιμους στην ολίσθηση αρθρώσεις, ή για φρουτάκια, μόνο όταν το φορτίο είναι κάθετο στην σχισμή. Οι δυνάμεις στήριξης αντιστρέφονται επίσης, έτσι μια άρθρωση που δεν γλιστρά μπρος-πίσω έχει καλύτερη απόδοση.

Γιατί η μονή πλάκα δοκού χρησιμοποιεί Ubs = 0.5 σε διάτμηση μπλοκ?

Με δύο γραμμές μπουλονιού, η γραμμή πιο κοντά στην άκρη μεταφέρει περισσότερο από το φορτίο, έτσι η τάση τάσης στο μπλοκ δεν είναι ομοιόμορφη. Η AISC 360-16 Το σχόλιο στο J4.3 προτείνει το Ubs = 0.5 για εκείνη την περίπτωση, που είναι αυτό που χρησιμοποιεί η αναφορά για το κατακόρυφο μπλοκ. Στην αξονική διεύθυνση το επίπεδο τάνυσης διατρέχει μια πλήρη γραμμή μπουλονιού, το άγχος είναι ομοιόμορφο, και Ubs = 1.

Γιατί οι δύο μεμονωμένες πλάκες χρησιμοποιούν διαφορετικές εξισώσεις αλληλεπίδρασης?

Και οι δύο ακολουθούν την AISC 360-16 Η1. Όταν η αξονική αναλογία είναι κάτω 0.2, Εξ. Το H1-1b μειώνει στο μισό τον αξονικό όρο. Όταν είναι 0.2 ή περισσότερα, Εξ. Το H1-1a παίρνει τον αξονικό όρο πλήρως και πολλαπλασιάζει τον όρο κάμψης επί 8/9. Η ενιαία πλάκα εντομής έχει αξονική αναλογία 0.155, άρα χρησιμοποιεί H1-1b. Η δοκός μονή πλάκα έχει 0.68, άρα χρησιμοποιεί H1-1a. Και στις δύο περιπτώσεις προστίθεται ο λόγος τετραγωνικής διάτμησης.

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 σέρβις με την ονομαστική αντοχή διαιρούμενη με έναν παράγοντα ασφαλείας. Ένας παράγοντας αντίστασης του 0.75 γίνεται παράγοντας ασφάλειας του 2.00, 0.90 γίνεται 1.67, και ολίσθηση με υπερμεγέθεις ή τρύπες με σχισμές πηγαίνει από 0.85 προς το 1.76. Η κατανομή της μεθόδου ομοιόμορφης δύναμης είναι πανομοιότυπη, κλιμακώνεται στη δύναμη αγκίστρωσης ASD.

Σχεδιάστε μια κατακόρυφη σύνδεση σιδερώματος δωρεάν

Κάθε αριθμός σε αυτήν τη σελίδα προέρχεται από μία λύση. Επιλέξτε τη διαμόρφωση κάθετης στήριξης, εισάγετε τη στήλη σας, δέσμη, σιδερακια ΔΟΝΤΙΩΝ, φουστανέλα, μπουλόνια, συγκολλήσεις και δυνάμεις, και δείτε κάθε έναν από αυτούς τους ελέγχους στο πρόγραμμα περιήγησής σας. Δεν υπάρχει τίποτα για εγκατάσταση.

ΣΧΕΔΙΑΣΤΕ ΜΙΑ ΣΥΝΔΕΣΗ ΔΩΡΕΑΝ

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

ΑΓΟΡΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΣΥΝΔΕΣΗΣ

βιβλιογραφικές αναφορές

• AISC 360-16, Προδιαγραφές για δομικά κτίρια από χάλυβα: Β4.3, D3 (Πίνακας Δ3.1 Περίπτωση 2), Ε3 (Εξ. Ε3-2, Ε3-4), F11.2 (Εξ. F11-2), Η1 (Εξ. Η1-1α, Η1-1β), J2.2b (Πίνακας J2.4), J2.4 (Εξ. J2-4), J3.2, J3.3, J3.4 (Πίνακας J3.4), J3.5 (Πίνακας J3.5), J3.8 (Εξ. J3-4, Πίνακας J3.1), J3.10 (Εξ. J3-6a, J3-6c), J4.1 (Εξ. J4-1, J4-2), J4.2 (Εξ. J4-3, J4-4), J4.3 (Εξ. J4-5), J4.4 (Εξ. J4-6), J10.2 (Εξ. J10-2, J10-3), J10.3 (Εξ. J10-4, J10-5b).
• Εγχειρίδιο AISC Steel Construction, 15ου Έκδοση: Μέρος 7 (στιγμιαίο κέντρο περιστροφής), Μέρος 9 (Σύκο. 9-1 τμήμα Whitmore, Εξ. 9-2, Εξ. 9-4, Εξ. 9-15), Μέρος 10 (ολκιμότητα μονής πλάκας Εξ. 10-3 και 10-4, συγκόλληση για την ανάπτυξη της πλάκας p. 10-87), Μέρος 13 (Μέθοδος Ομοιόμορφης Δύναμης, Ειδική περίπτωση 2, συντελεστής ολκιμότητας συγκόλλησης), Μέρος 15 (Τραπέζι 15-3).
• Οδηγός σχεδίασης AISC 29, Κάθετες συνδέσεις στήριξης: Παράδειγμα 5.3.
• Σχεδιασμός χαλύβδινων συνδέσεων με χρήση AISC 360-16
• Μπουλόνια και συγκολλήσεις στο SkyCiv Connection Design