How to Design an AISC Steel Connection in SkyCiv
Learn how to design a steel connection using SkyCiv Λογισμικό δομικής ανάλυσης and the integrated Steel Connection Design module.
In this walkthrough we’ll look at modelling a simple frame (with some shortcuts!), reviewing the analysis results and performing some connection design using AISC!
Modelling a Steel Frame
We start this walkthrough by first building a steel frame. If you’re already familiar with this part of the process, feel free to skip through! But we walkthrough how you can build a model like this in a few minutes, using some of the SkyCiv favorite features, συμπεριλαμβανομένου:
- Εργαλείο πένας – μοντελοποιήστε γρήγορα χρησιμοποιώντας το εργαλείο στυλό
- Αντιγραφή και επικόλληση – copy and paste substructures to easily build up your model
- Πολλαπλή επεξεργασία – κρατήστε πατημένο το CTRL και σύρετε το ποντίκι για να επιλέξετε και να επεξεργαστείτε πολλαπλά μέρη του μοντέλου σας
- Ενότητες αναζήτησης – γρήγορη προσθήκη ενοτήτων από τη βιβλιοθήκη μας σε δευτερόλεπτα, χρησιμοποιώντας αναζήτηση
- Φορτία περιοχής – μονόδρομος, αμφίδρομα φορτία και φορτία ανέμου που υπολογίζονται αυτόματα (και αναπροσαρμόστε!) τις παραπόταμους περιοχές των μελών.
- Συνδυασμός Φορτίου Κώδικα Σχεδιασμού – εισαγωγή ASCE 7-16 Αυτόματη φόρτωση συνδυασμών
Reviewing Critical Member Forces
Τώρα που λύσαμε το μοντέλο, ρίχνουμε μια ματιά στα αποτελέσματα της ανάλυσης για να προσπαθήσουμε να βρούμε τις χειρότερες δυνάμεις μελών για τη βάση του σχεδιασμού της σύνδεσής μας. Επανεξέταση των Φάκελος Απόλυτο Μέγ Τα αποτελέσματα θα μας δείξουν τις χειρότερες δυνάμεις σε όλους τους συνδυασμούς φορτίων μας. Μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε το CTRL + σύρετε για να απομονώσετε μέρη του μοντέλου μας. Αυτό είναι πραγματικά χρήσιμο καθώς μπορούμε να αναθεωρήσουμε το μοντέλο μας γρήγορα, βρίσκοντας τη χειρότερη περίπτωση Διατμητικής Δύναμης σε ένα άκρο μέλους όπως φαίνεται σε αυτό το διάγραμμα, που βλέπουμε μέλος 14 έχοντας τη χειρότερη δύναμη διάτμησης στο πλαίσιο:
Ένα άλλο χρήσιμο χαρακτηριστικό που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να το εντοπίσουμε, είναι το Κομβικά αποτελέσματα. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε μεγαλύτερα μοντέλα όπου ενδέχεται να μην μπορείτε να επιθεωρήσετε οπτικά και να αναγνωρίσετε το χειρότερο αποτέλεσμα. Here you can sort the table to make it easy to identify the highest force at a node, as well as it’s connected member. The table sort function is really useful here and can be used to sort the forces based on any force direction, σε αυτήν την περίπτωση Fy:
Designing a Shear Connection
So we’ve identified the worse case connection in our model, now let’s design the connections based on this magnitude. The idea here is that we design them all as one type, που διευκολύνει την εγκατάσταση και την κατασκευή. Έτσι, έχοντας αυτό κατά νου, κάνουμε δεξί κλικ επιλογή δέσμης 14 και η στήλη 35 και ανοίξτε τη μονάδα. Πολλές από τις πληροφορίες αντλούνται από το μοντέλο ανάλυσης, συμπεριλαμβανομένου:
- Ιδιότητες τμήματος δοκού
- Ιδιότητες ενότητας στήλης
- Ιδιότητες υλικού
- Δυνάμεις Σχεδιασμού
Στη συνέχεια ξεκινάμε τη διαδικασία σχεδιασμού του συγκροτήματος σύνδεσης. Αυτό ξεκινά με την επιλογή ενός τύπου σύνδεσης (κουρεύω, στιγμή, αξονική κλπ..) καθώς και τον κώδικα σχεδίασης, σε αυτή την περίπτωση AISC. The software will also warn the user if forces are detected in other directions with a yellow warning:
Από εκεί, we would select a connection, in this example we’re going with a double angle connection. Τελικά, we wish to design the fixtures to both the beam and column:
With easily identified input, it takes a couple of minutes to get your design ready. Η γραφική διεπαφή βοηθά τους χρήστες να εντοπίζουν προβλήματα στα σχέδιά τους και ταυτόχρονα παρέχει άμεση ανατροφοδότηση σχετικά με το σχεδιασμό και τις εισροές σας. Αφού ολοκληρώσετε την απαιτούμενη εισαγωγή, θα πρέπει να έχετε μια σύνδεση έτοιμη για σχεδιασμό:
Reviewing the Calculations
Ο έλεγχος σχεδίασης μπορεί τώρα να εκτελεστεί. Τα αποτελέσματα είναι ξεκάθαρα, κατατοπιστική και περιεκτική – με σαφείς αναλογίες χρησιμότητας που εμφανίζονται, χρωματική κωδικοποίηση για κριτήρια επιτυχίας/αποτυχίας:
Είναι σαφές ότι γίνονται ορισμένοι έλεγχοι, που κυμαίνονται από λεπτομερείς ελέγχους, έλεγχοι μπουλονιών, έλεγχοι γωνίας, συγκολλημένοι έλεγχοι, έλεγχοι διάτμησης και κάμψης για να αναφέρουμε μόνο μερικά. Το λογισμικό συνοδεύεται από ισχυρές και σαφείς αναφορές, βοηθώντας τον μηχανικό να εντοπίσει προβλήματα στα σχέδιά του και να κατανοήσει τον καλύτερο τρόπο βελτίωσης του σχεδιασμού:
Με αυτή τη βοήθεια, Ο χρήστης λαμβάνει όλες τις πληροφορίες που χρειάζεται για τη βελτιστοποίηση ή την οριστικοποίηση ενός σχεδίου. Σε αυτή την περιήγηση, δείχνουμε πώς ο χρήστης μπορεί να ελέγξει τα αποτελέσματα, κάντε αλλαγές στο σχεδιασμό τους και έχετε καλύτερο αποτέλεσμα.
Συχνές ερωτήσεις
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα σύστημα πλευρικής στήριξης για να αντισταθείτε σε πλευρικά φορτία με αποτέλεσμα η δοκός να παραμείνει μόνο με διατμητικά φορτία. Αν όχι, Η χρήση άκαμπτων πλαισίων θα απαιτήσει από εσάς να σχεδιάσετε συνδέσεις με ροπές που είναι πιο δαπανηρές.
Μπορείτε να μοντελοποιήσετε τη δομή σας όπως προτείνεται παραπάνω ή μπορείτε να αλλάξετε τη σταθερότητα της δοκού σας. Μπορείτε επίσης να δοκιμάσετε να αλλάξετε το μέγεθος της δοκού σε πιο άκαμπτο, έτσι ώστε τα φορτία στιγμής να μπορούν να μεταφέρονται από τη δοκό ως εσωτερικό φορτίο.
Βεβαιωθείτε ότι έχετε ελέγξει ότι τα μέλη υποστηρίζονται. Προς το παρόν υποστηρίζουμε μόνο αμερικανικά και αυστραλιανά μεγέθη και μόνο σχήματα I ή HSS/RHS/SHS. Βεβαιωθείτε επίσης ότι είναι σύνδεση δοκού με δοκό/κολώνα και είναι απόλυτα κάθετα μεταξύ τους.
Check the calculation report. Every check should intuitively tells you what to change. If a bolt check fails, you can change the bolt diameter or the bolt grade or you can change the bolt spacing. If the weld fails, you can increase weld size or increase the connection length to increase the weld length. If connector (πλάκα, γωνία, και τα λοιπά.) fails, increase its thickness or length. Εάν η δοκός ή η κολόνα αστοχήσει, μπορείτε να αλλάξετε το μέγεθος στο S3D ή να προσπαθήσετε να κάνετε τη σύνδεση μεγαλύτερη.