Τεκμηρίωση SkyCiv

Ο οδηγός σας για το λογισμικό SkyCiv — σεμινάρια, οδηγοί και τεχνικά άρθρα

Σχεδιασμός σύνδεσης πλάκας διάτμησης

Σχεδιασμός σύνδεσης τελικής πλάκας διάτμησης με AISC 360 καλύπτει τις δύο πλευρές ενός πιάτου. Στο δοκάρι, ελέγχετε τις συγκολλήσεις φιλέτου που ενώνουν την πλάκα με τον ιστό της δοκού και τον ίδιο τον ιστό της δοκού σε διάτμηση. Στην υποστήριξη, ελέγχετε τη διάτμηση των μπουλονιών, ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο στην ακραία πλάκα και στη φλάντζα της στήλης, διάτμηση μπλοκ, διατμητική υποχώρηση και ρήξη της πλάκας, κάμψη πλάκας, και αλληλεπίδραση διάτμησης και ροπής. Αναλυτικά τα όρια στο βάθος, απόσταση, Η απόσταση ακμών και ο μετρητής εφαρμόζονται και στις δύο πλευρές.

Αυτή η σελίδα λειτουργεί ένα πραγματικό παράδειγμα από την αρχή μέχρι το τέλος: μια δοκός W18x50 που πλαισιώνει στη φλάντζα μιας στήλης W14x90 με α 150 αντίδραση kip LRFD. Η σύνδεση είναι α 5/16 σε x 8 1/2 σε x 15 σε ακραία πλάκα Α36, συγκολλημένο στον ιστό δοκού με 1/4 σε φιλέτα και από τις δύο πλευρές και βιδωμένο στην κολόνα με δέκα 3/4 σε μπουλόνια A325-N σε δύο στήλες των πέντε. 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 η σύνδεση διατμητικής πλάκας?

Μια σύνδεση πλάκας άκρου διάτμησης είναι μια μονή πλάκα συγκολλημένη τετράγωνη στο άκρο του ιστού της δοκού και πεδίο βιδωμένο στο στήριγμα. Η πλάκα ταιριάζει στο επίπεδο τμήμα του ιστού της δοκού, με μία στήλη μπουλονιών σε κάθε πλευρά του ιστού. Φέρει την τελική διάτμηση της δοκού και είναι μια απλή σύνδεση κάτω από το AISC 360-16 Β3.4. Η πλάκα διατηρείται λεπτή ώστε να μπορεί να λυγίζει καθώς περιστρέφεται το άκρο της δοκού, που κρατά τη στιγμή μακριά από την υποστήριξη.

Είναι διαφορετικό από μια πλάκα τέλους στιγμής. ΕΝΑ Η σύνδεση πλάκας γιακά είναι πολύ παρόμοια με την όπως μια χωνευτή ή εκτεταμένη ακραία πλάκα συγκολλά την πλάκα και στις φλάντζες της δοκού και χρησιμοποιεί μια πολύ παχύτερη πλάκα. Μια διατμητική ακραία πλάκα συγκολλάται μόνο στον ιστό. Είναι ένας τύπος σύνδεση διάτμησης, παράλληλα με το ενιαίο πιάτο (γλωττίδα διάτμησης) Η σύνδεση, ο σύνδεση διπλής γωνίας και το σύνδεση μονής γωνίας. Μπορείτε να ελέγξετε αυτό το παράδειγμα απευθείας στο αριθμομηχανή σύνδεσης τελικής πλάκας.

Παράδειγμα σχεδίασης σύνδεσης πλάκας διάτμησης ανύψωσης: Δοκός A992 W18x50 με PL 5/16 x 8 1/2 Χ 15 Ακριβής πλάκα A36 συγκολλημένη με 1/4 σε φιλέτα E70XX και βιδωμένα στη φλάντζα μιας στήλης A992 W14x90, Vu = 150 δέρμα μόσχου ακατέργαστου

Ανύψωση του παραδείγματος σύνδεσης. Η ακραία πλάκα είναι συγκολλημένη στον ιστό της δοκού στο κατάστημα και βιδώνεται στη φλάντζα της στήλης στο χωράφι.

Τμήμα Α-Α μέσω της σύνδεσης ακραίας διάτμησης πλάκας που δείχνει το PL 5/16 x 8 1/2 Χ 15 πλάκα τέλος με δέκα 3/4 σε μπουλόνια A325N σε οριζόντιες οπές με κοντές σχισμές στο α 5 1/2 σε gage και 3 σε απόσταση σειρών

Ενότητα Α-Α. Δύο στήλες με πέντε μπουλόνια στο α 5 1/2 στο gage, με 1 1/2 σε αποστάσεις άκρων σε όλο το πιάτο.

Πώς σχεδιάζετε μια σύνδεση διατμητικής πλάκας? Τα βήματα με μια ματιά

  1. Ελέγξτε το όριο λεπτομερειών στην πλευρά της δοκού: το ελάχιστο βάθος πλάκας.
  2. Ελέγξτε τις συγκολλήσεις φιλέτου από την ακραία πλάκα μέχρι τον ιστό της δοκού.
  3. Ελέγξτε τον ιστό της δοκού σε διατμητική απόδοση.
  4. Ελέγξτε τα όρια λεπτομερειών στην πλευρά στήριξης: απόσταση, αποστάσεις άκρων και μετρητή.
  5. Ελέγξτε την ομάδα μπουλονιών σε διάτμηση.
  6. Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού και το σκίσιμο στην ακραία πλάκα.
  7. Ελέγξτε το ρουλεμάν του μπουλονιού και το σκίσιμο στη φλάντζα της στήλης.
  8. Συνδυάστε διάτμηση, ρουλεμάν και σχίσιμο ανά μπουλόνι για την αποτελεσματική αντοχή της ομάδας.
  9. Ελέγξτε τη διάτμηση του μπλοκ της ακραίας πλάκας.
  10. Ελέγξτε τη διατμητική απόδοση και τη διάτμηση της ακραίας πλάκας.
  11. Ελέγξτε την κάμψη της τελικής πλάκας χρησιμοποιώντας τη διαδικασία διπλής αντιμετώπισης.
  12. Ελέγξτε την αλληλεπίδραση διάτμησης και ροπής της ακραίας πλάκας.

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] 150 δέρμα μόσχου ακατέργαστου
Δέσμη W18x50, A992
Βάθος δοκού [mathin] d_{bm} [mathin] 18 σε
Πάχος ιστού δοκού [mathin] t_{wb} [mathin] 0.355 σε
Πλάτος φλάντζας δοκού / πάχος [mathin] b_{fb},\ t_{fb} [mathin] 7.5 σε / 0.57 σε
Δοκός Τ διάσταση / kdet [mathin] T_{bm},\ k_{det,bm} [mathin] 15.5 σε / 1.25 σε
Περιοχή δοκού [mathin] A_{bm} [mathin] 14.7 σε ²
Απόδοση δοκού / εφελκυστική τάση [mathin] F_{yb},\ F_{ub} [mathin] 50 ksi / 65 ksi
Στήλη Παράδειγμα σχεδίασης σύνδεσης AISC, A992
Βάθος στήλης / πάχος ιστού [mathin] d_{sup},\ t_{ws} [mathin] 14 σε / 0.44 σε
Πλάτος φλάντζας στήλης / πάχος [mathin] b_{fs},\ t_{fs} [mathin] 14.5 σε / 0.71 σε
Επιφάνεια στήλης [mathin] A_{sup} [mathin] 26.5 σε ²
Απόδοση στήλης / εφελκυστική τάση [mathin] F_{ys},\ F_{us} [mathin] 50 ksi / 65 ksi
Μέτρο ελαστικότητας [mathin] E [mathin] 29000 ksi

 

Είδος Σύμβολο αξία
Τελική πλάκα PL 5/16 Χ 8 1/2 Χ 15, A36
Πλάτος τελικής πλάκας / βάθος / πάχος [mathin] b_{p},\ d_{p},\ t_{p} [mathin] 8.5 σε / 15 σε / 0.3125 σε
Απόδοση τελικής πλάκας / εφελκυστική τάση [mathin] F_{yp},\ F_{up} [mathin] 36 ksi / 58 ksi
Μπουλόνια στη στήλη 3/4 στο Α325-Ν, μονή ψαλίδα
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 [mathin] N_{s} [mathin] 1
Τρύπες στην ακραία πλάκα / στήλη Οριζόντια με κοντή σχισμή (HSSL) / πρότυπο (ΣΜΝ)
Συγκόλληση στη δοκό 1/4 σε φιλέτο, και στις δύο πλευρές του ιστού, Ε70ΧΧ
Μέγεθος συγκόλλησης / αντοχή πληρωτικού [mathin] W,\ F_{EXX} [mathin] 0.25 σε / 70 ksi

 

Γεωμετρία Σύμβολο αξία
Σειρές μπουλονιών / απόσταση σειρών [mathin] n_{r},\ s_{r} [mathin] 5 / 3 σε
Στήλες μπουλονιών / υπολογίζω [mathin] n_{c},\ g_{s} [mathin] 2 / 5.5 σε
Συνολικός αριθμός μπουλονιών [mathin] N_{V} [mathin] 10
Κατακόρυφη απόσταση ακμών στην ακραία πλάκα [mathin] L_{ev} [mathin] 1.5 σε
Οριζόντια απόσταση άκρης στην ακραία πλάκα [mathin] L_{eh} [mathin] 1.5 σε

Οι διαστάσεις της πλάκας αθροίζονται από το σχέδιο. Το πλάτος είναι τα δύο 1.5 σε αποστάσεις ακμών συν το 5.5 στο gage, 8.5 σε. Το βάθος είναι τα δύο 1.5 σε αποστάσεις ακμών συν τέσσερα 3 σε χώρους, 15 σε.

Βήμα 1: Όριο λεπτομέρειας στην πλευρά της δοκού

Η ακραία πλάκα πρέπει να είναι αρκετά βαθιά ώστε να στηρίζει το άκρο της δοκού στην περιστροφή γύρω από τον άξονά της και να δίνει στις συγκολλήσεις αρκετό μήκος. Το ελάχιστο είναι το ήμισυ της διάστασης Τ της δέσμης, έτσι για ένα W18x50 με T = 15.5 σε αυτό είναι 7.75 σε.

Όριο λεπτομερειών Οριο (σε) Πραγματικός (σε) DCR Αποτέλεσμα
Ελάχιστο βάθος σύνδεσης 7.750 15.000 0.517 cdot K_a

[math] DCR = \frac{d}{c} = \frac{(7.75)}{(15)} = 0.51667 [math]

DCR = 0.517 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 2: Συγκόλληση φιλέτου από την ακραία πλάκα στον ιστό της δοκού (AISC 360-16 J2.4)

Η όλη αντίδραση περνά από τον ιστό της δοκού στην ακραία πλάκα μέσω των δύο συγκολλήσεων φιλέτου, ένα σε κάθε όψη του ιστού. Η αντοχή τους εξαρτάται από το μέγεθος και το μήκος, και το βασικό μέταλλο και στις δύο πλευρές της συγκόλλησης μπορεί να περιορίσει πόσο μετράει το μέγεθος της συγκόλλησης.

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

Αυτό είναι το μεγαλύτερο μέγεθος συγκόλλησης, σε δέκατα έκτα της ίντσας, που μπορούν να υποστηρίξουν τα συνδεδεμένα μέρη. Κάθε γραμμή συγκόλλησης έχει την πλήρη ακραία πλάκα πίσω της, αλλά ο ιστός της δοκού φέρει μια συγκόλληση και στις δύο όψεις του, έτσι μόνο το μισό πάχος ιστού είναι διαθέσιμο σε κάθε συγκόλληση. Με [mathin] t_{p} = 0.3125\,in [mathin], [mathin] F_{up} = 58\,ksi [mathin], [mathin] t_{wb} = 0.355\,in [mathin] και [mathin] F_{ub} = 65\,ksi [mathin]:

[math] D_{max} = \frac{t_{p} F_{up} \le \frac{t_{wb}}{2} F_{ub}}{3.09\,kip/in \times F_{EXX}/F_{E70XX}} [math]

[math] D_{max} = \frac{(0.3125\,in) \times (58\,ksi) \le (0.1775\,in) \times (65\,ksi)}{(3.09\,kip/in) \times (1)} [math]

[math] D_{max} = 3.7338 [math]

Η πλευρά του ιστού της δοκού δίνει τη μικρότερη τιμή, έτσι μόνο 3.7338/16 σε, σχετικά με 0.233 σε, Αγοράστε το μοντέλο φόρτωσης τώρα 1/4 σε συγκόλληση μπορεί να μετρηθεί.

Αποτελεσματικό μήκος συγκόλλησης

Η συγκόλληση μπορεί να τρέξει μόνο κατά μήκος του επίπεδου τμήματος του ιστού, οπότε το μήκος του είναι το μικρότερο από το βάθος της πλάκας, διάσταση Τ της δέσμης, και το βάθος της δέσμης μείον τη ζώνη cope ή kdet στο επάνω και στο κάτω μέρος. Δεν υπάρχει αντιμετώπιση, άρα το kdet του 1.25 σε ισχύει σε κάθε άκρο. Κάθε μία από τις δύο γραμμές συγκόλλησης μειώνεται στη συνέχεια κατά 2 W για τις τελικές επιστροφές. Με [mathin] W = 0.25\,in [mathin], [mathin] d_{p} = 15\,in [mathin], [mathin] T_{bm} = 15.5\,in [mathin], [mathin] d_{bm} = 18\,in [mathin] και [mathin] k_{det,bm} = 1.25\,in [mathin]:

[math] L_{w} = 2 \left[ \min\left( d_{p},\, T_{bm},\, d_{bm} – \max\left(D_{ct}, k_{det,bm}\right) – \max\left(D_{cb}, k_{det,bm}\right) \right) – 2W \right] [math]

[math] L_{w} = 2 \times \left[ \min\left( (15\,in),\, (15.5\,in),\, (18\,in) – \max\left((0\,in), (1.25\,in)\right) – \max\left((0\,in), (1.25\,in)\right) \right) – 2 \times (0.25\,in) \right] [math]

[math] L_{w} = 29\,in [math]

Αντοχή συγκόλλησης

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

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times 0.6 \times (70\,ksi) \times \frac{\sqrt{2}}{2} \times \left( (0.25\,in) \le \frac{(3.7338)}{(16)} \right) \times \left[ 1 + 0.5 \times (\sin(0))^{1.5} \right] \times (29\,in) [math]

[math] \phi R_{n} = 150.74\,kip [math]

DCR = 150 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 150.74 κιπ = 0.995 < 1.0, Εντάξει

Αυτός είναι ο έλεγχος που διέπει. Η συγκόλληση είναι μόνο αρκετή, και να μεγαλώσει δεν θα βοηθούσε, επειδή το 0.355 στον ιστό δέσμης περιορίζει ήδη το χρησιμοποιήσιμο μέγεθος σε 0.233 σε.

Βήμα 3: Ιστός δοκού σε διατμητική απόδοση (AISC 360-16 J4.2)

Η αντίδραση ταξιδεύει κατά μήκος του ιστού της δοκού στις συγκολλήσεις, έτσι ο ίδιος ο ιστός πρέπει να φέρει την πλήρη διάτμηση χωρίς να υποχωρεί. Η δοκός δεν αντιμετωπίζεται, έτσι ενεργεί το πλήρες βάθος της δοκού.

[math] A_{gv} = d_{bm}\, t_{wb} = (18\,in) \times (0.355\,in) = 6.39\,in^{2} [math]

Με [mathin] F_{yb} = 50\,ksi [mathin] και [mathin] \phi = 1 [mathin]:

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{yb} A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (50\,ksi) \times (6.39\,in^{2}) = 191.7\,kip [math]

DCR = 150 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 191.7 κιπ = 0.782 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 4: Λεπτομερή όρια στην πλευρά στήριξης (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, οι άκρες που είναι πολύ κοντά σκίζονται, και ο μετρητής πρέπει να αφήνει χώρο για τον ιστό της δέσμης, τις συγκολλήσεις και τις κεφαλές των μπουλονιών.

Για ένα 3/4 στο μπουλόνι η ελάχιστη απόσταση είναι [mathin] 2\tfrac{2}{3} d_{b} = 2\,in [mathin] (J3.3) και η ελάχιστη απόσταση ακμών είναι 1 σε (Πίνακας J3.4). Η ακραία πλάκα έχει οριζόντιες κοντές σχισμές, και η οριζόντια απόσταση του άκρου του μετριέται από το άκρο της σχισμής, οπότε ο Πίνακας J3.5 προσαύξηση του 1/8 σε αυξάνει το ελάχιστο του σε 1.125 σε. Στη φλάντζα της στήλης, η απόσταση οριζόντιας άκρης είναι αυτή που απομένει από τη φλάντζα έξω από τα μπουλόνια, [mathin] (b_{fs} – g_{s})/2 = (14.5 – 5.5)/2 = 4.5\,in [mathin].

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 κάθετη απόσταση πλάκας 1.000 1.500 0.667 cdot K_a
Ελάχιστη οριζόντια απόσταση πλάκας 1.125 1.500 0.750 cdot K_a
Υποστηρίξτε την ελάχιστη απόσταση οριζόντιας άκρης 1.000 4.500 0.222 cdot K_a
Ελάχιστο μετρητή μπουλονιού στη στήριξη 4.375 5.500 0.795 cdot K_a
Ελάχιστο μετρητή μπουλονιού στην τελική πλάκα 2.355 5.500 0.428 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 ο ελάχιστος μετρητής μπουλονιού στο στήριγμα:

[math] DCR = \frac{d}{c} = \frac{(4.375)}{(5.5)} = 0.79545 [math]

DCR = 0.795 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 5: Διάτμηση ομάδας μπουλονιών στην πλευρά στήριξης (AISC 360-16 J3.6)

Τα μπουλόνια κάθονται στην πρόσοψη της στήλης, σύμφωνα με την αντίδραση, και οι δύο κολώνες μπουλονιών είναι συμμετρικές ως προς τον ιστό της δοκού. Έτσι η ομάδα μπουλονιών φέρει καθαρή διάτμηση χωρίς εκκεντρικότητα, και κάθε μπουλόνι παίρνει ίσο μερίδιο.

Οπου [mathin] \phi = 0.75 [mathin], [mathin] F_{nv} = 54\,ksi [mathin], [mathin] d_{b} = 0.75\,in [mathin], [mathin] N_{s} = 1 [mathin], [mathin] N_{V} = 10 [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}\, N_{V}\, 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 (10) \times (1) [math]

[math] \phi R_{n} = 178.92\,kip [math]

DCR = 150 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 178.92 κιπ = 0.838 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 6: Ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο στην ακραία πλάκα (AISC 360-16 J3.10)

Κάθε μπουλόνι φέρει στην άκρη της οπής του στην ακραία πλάκα. Η πλάκα είτε παραμορφώνεται στην τρύπα (ρουλεμάν, καλύπτεται σε 2.4 Διατμητική Αντοχή Μπουλονιών) ή σκίζει μια λωρίδα στην επόμενη τρύπα ή στην άκρη του πιάτου (λυσσασμένο, 1.2 Διατμητική Αντοχή Μπουλονιών). Το μπουλόνι που βρίσκεται πλησιέστερα στο άκρο της πλάκας έχει τη μικρότερη καθαρή απόσταση, άρα είναι ο αδύναμος.

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

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

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

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

Οπου [mathin] t_{p} = 0.3125\,in [mathin], [mathin] F_{up} = 58\,ksi [mathin], [mathin] N_{V} = 10 [mathin], [mathin] n_{r} = 5 [mathin] και [mathin] \phi = 0.75 [mathin]. Ο βραχίονας είναι η αντοχή μιας γραμμής πέντε μπουλονιών, και ο παράγοντας N_V / n_r = 2 μετράει και τις δύο γραμμές:

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

[math] \phi R_{n,tearout} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times (1.0938\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.3125\,in) \times (58\,ksi) + \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.3125\,in) \times (58\,ksi) \times \left( (5) – 1 \right) \right] \times \left( \frac{(10)}{(5)} \right) [math]

[math] \phi R_{n,tearout} = 231.43\,kip [math]

DCR = 150 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 231.43 κιπ = 0.648 < 1.0, Εντάξει

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

Βήμα 7: Ρουλεμάν μπουλονιού και σχίσιμο στη φλάντζα της στήλης (AISC 360-16 J3.10)

Ο ίδιος έλεγχος ισχύει και για τη φλάντζα της στήλης. Τα μπουλόνια βρίσκονται στη μέση μιας ψηλής στήλης, χωρίς άκρη πάνω ή κάτω από αυτά, έτσι κάθε μπουλόνι έχει σαν εσωτερικό μπουλόνι.

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

Οπου [mathin] t_{fs} = 0.71\,in [mathin], [mathin] F_{us} = 65\,ksi [mathin] και [mathin] N_{V} = 10 [mathin]:

[math] \phi R_{n,tearout} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{fs} F_{us}\, N_{V} [math]

[math] \phi R_{n,tearout} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.71\,in) \times (65\,ksi) \times (10) [math]

[math] \phi R_{n,tearout} = 623.03\,kip [math]

DCR = 150 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 623.03 κιπ = 0.241 < 1.0, Εντάξει

ο 0.71 στη στήλη η φλάντζα είναι περισσότερο από δύο φορές πιο παχιά από την ακραία πλάκα, Έτσι, η έδραση στην κολόνα σπάνια προκαλεί ανησυχία με μια λεπτή ακραία πλάκα διάτμησης.

Βήμα 8: Αποτελεσματική αντοχή της ομάδας μπουλονιών (AISC 360-16 J3.6 Σχόλιο)

Διάτμηση μπουλονιών, Το ρουλεμάν και το σκίσιμο δεν είναι πραγματικά ξεχωριστοί έλεγχοι. Κάθε μπουλόνι 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} = \frac{\phi R_{n}}{N_{V}} = \frac{(178.92\,kip)}{(10)} = 17.892\,kip [math]

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

[math] \phi r_{n1e} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{p} F_{up} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (1.0938\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.3125\,in) \times (58\,ksi) = 17.842\,kip [math]

[math] \phi r_{n1i} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{p} F_{up} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.3125\,in) \times (58\,ksi) = 24.469\,kip [math]

Ρουλεμάν ενός μπουλονιού στη φλάντζα της στήλης:

[math] \phi r_{n2} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{fs} F_{us} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.71\,in) \times (65\,ksi) = 62.303\,kip [math]

Οι βίδες αριθμούνται από την κορυφή κάθε γραμμής, και η αναφορά παίρνει μπουλόνι 5 ως ακραίο μπουλόνι. Οι αποστάσεις πάνω και κάτω άκρου είναι και οι δύο 1.5 σε, οπότε το μπουλόνι της άκρης έχει το ίδιο 1.0938 σε καθαρή απόσταση σε όποιο άκρο κι αν βρίσκεται:

[math] \phi r_{eff,1} = \min\left( \phi r_{v},\, \phi r_{n1i},\, \phi r_{n2} \right) = \min\left( (17.892\,kip),\, (24.469\,kip),\, (62.303\,kip) \right) = 17.892\,kip [math]

[math] \phi r_{eff,2} = \min\left( \phi r_{v},\, \phi r_{n1e},\, \phi r_{n2} \right) = \min\left( (17.892\,kip),\, (17.842\,kip),\, (62.303\,kip) \right) = 17.842\,kip [math]

Μπουλόνι Διάτμηση μπουλονιών (δέρμα μόσχου ακατέργαστου) Ρουλεμάν / λυσσασμένο, τελική πλάκα (δέρμα μόσχου ακατέργαστου) Ρουλεμάν / λυσσασμένο, φλάντζα στήλης (δέρμα μόσχου ακατέργαστου) Αποτελεσματική δύναμη (δέρμα μόσχου ακατέργαστου)
1 17.89 24.47 62.30 17.89
2 17.89 24.47 62.30 17.89
3 17.89 24.47 62.30 17.89
4 17.89 24.47 62.30 17.89
5 17.89 17.84 62.30 17.84

Άθροισμα σε μία γραμμή, με [mathin] n_{1} = 4 [mathin] μπουλόνια στην εσωτερική τιμή και [mathin] n_{2} = 1 [mathin] στην τιμή άκρης:

[math] \sum \phi r_{eff} = n_{1}\, \phi r_{eff,1} + n_{2}\, \phi r_{eff,2} = (4) \times (17.892\,kip) + (1) \times (17.842\,kip) = 89.411\,kip [math]

[math] \phi R_{n,eff} = \left( \frac{N_{V}}{n_{r}} \right) \sum \phi r_{eff} = \left( \frac{(10)}{(5)} \right) \times (89.411\,kip) = 178.82\,kip [math]

DCR = 150 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 178.82 κιπ = 0.839 < 1.0, Εντάξει

Η διάτμηση μπουλονιών διέπει τέσσερα μπουλόνια σε κάθε γραμμή, και σκίσιμο στο 5/16 στην πλάκα διέπει το ακραίο μπουλόνι από 0.05 δέρμα μόσχου ακατέργαστου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η αποτελεσματική αντοχή είναι ένα κλάσμα κάτω από τη διατμητική αντοχή του μπουλονιού στο βήμα 5. Μπορείτε να εκτελέσετε την ίδια σύνδεση στο δωρεάν αριθμομηχανή σχεδιασμού σύνδεσης και δοκιμάστε μια μεγαλύτερη απόσταση άκρων για να δείτε τις δύο τιμές να συναντώνται.

Βήμα 9: Διάτμηση μπλοκ της ακραίας πλάκας (AISC 360-16 J4.3)

Ένα μπλοκ της ακραίας πλάκας μπορεί να σκιστεί σε κάθε πλευρά του ιστού της δοκού: διάτμηση κατά μήκος της γραμμής του μπουλονιού μέχρι το άκρο της πλάκας, συν τάνυση στην εξωτερική άκρη της πλάκας. Αυτό κάνει δύο μπλοκ σχήματος L, ένα ανά στήλη μπουλονιού, άρα οι παρακάτω περιοχές χρησιμοποιούν [mathin] 2t_{p} = 0.625\,in [mathin] και μετρήστε μια στήλη μπουλονιού σε κάθε πλευρά.

Καθαρή επιφάνεια σε τάση. Το επίπεδο τάσης κινείται οριζόντια, κατά μήκος των υποδοχών, έτσι χρησιμοποιεί το μήκος της υποδοχής [mathin] d_{h} = 1\,in [mathin], με [mathin] n_{c} = 2 [mathin], [mathin] s_{c} = 0\,in [mathin] και [mathin] L_{eh} = 1.5\,in [mathin]. Κάθε τρύπα προσθέτει 1/16 για ζημιά κατά τη διάτρηση (Β4.3):

[math] A_{nt} = 2t_{p} \left[ \left( \frac{n_{c}}{2} – 1 \right) s_{c} + L_{eh} – \left( \frac{n_{c}}{2} – 0.5 \right) \left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] [math]

[math] A_{nt} = (0.625\,in) \times \left[ ((1)-1) \times (0\,in) + (1.5\,in) – ((1) – 0.5) \times ((1\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 0.60547\,in^{2} [math]

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

[math] A_{gv} = 2t_{p} \left[ L_{ev} + (n_{r}-1)\, s_{r} \right] = (0.625\,in) \times \left[ (1.5\,in) + ((5)-1) \times (3\,in) \right] = 8.4375\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2t_{p} \left[ d_{p} – L_{ev} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] [math]

[math] A_{nv} = (0.625\,in) \times \left[ (15\,in) – (1.5\,in) – ((5) – 0.5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 5.9766\,in^{2} [math]

Διατμητική αντοχή μπλοκ, με [mathin] U_{bs} = 1 [mathin] γιατί κάθε μπλοκ έχει μια μονή μπουλονιά και η τάση είναι ομοιόμορφη, [mathin] F_{up} = 58\,ksi [mathin], [mathin] F_{yp} = 36\,ksi [mathin] και [mathin] \phi = 0.75 [mathin]:

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (58\,ksi) \times (5.9766\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (0.60547\,in^{2}) \le 0.6 \times (36\,ksi) \times (8.4375\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (0.60547\,in^{2}) \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 163.03\,kip [math]

DCR = 150 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 163.03 κιπ = 0.920 < 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. Αυτή είναι η δεύτερη υψηλότερη αναλογία στη σύνδεση.

Βήμα 10: Απόδοση διάτμησης και διάτμηση της ακραίας πλάκας (AISC 360-16 J4.2)

Η πλήρης αντίδραση περνά κάτω από την ακραία πλάκα ως κατακόρυφη διάτμηση σε δύο επίπεδα, ένα σε κάθε πλευρά του ιστού της δοκού. 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)

Με [mathin] n_{sp} = 2 [mathin] αεροπλάνα διάτμησης:

[math] A_{gv} = d_{p}\, n_{sp}\, t_{p} = (15\,in) \times (0.625\,in) = 9.375\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{yp} A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (36\,ksi) \times (9.375\,in^{2}) = 202.5\,kip [math]

Διάτμηση ρήξη (Εξ. J4-4)

[math] A_{nv} = n_{sp}\, t_{p} \left[ d_{p} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.625\,in) \times \left[ (15\,in) – (5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 6.6406\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{up} A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (58\,ksi) \times (6.6406\,in^{2}) = 173.32\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( \phi R_{n,sy},\, \phi R_{n,sr} \right) = \min\left( (202.5\,kip),\, (173.32\,kip) \right) = 173.32\,kip [math]

DCR = 150 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 173.32 κιπ = 0.865 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 11: Τελική κάμψη πλάκας με τη χρήση της διαδικασίας διπλής αντιμετώπισης (AISC 360-16 F11.2)

Τα μπουλόνια είναι 2 3/4 έξω από τον ιστό σε κάθε πλευρά, έτσι κάθε μισό της ακραίας πλάκας κάμπτεται ως κοντός πρόβολος από τον ιστό μέχρι τη γραμμή μπουλονιού του. Μια λεπτή πλάκα 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 κάθε μισό της πλάκας σαν ιστό δοκού με τις φλάντζες κομμένες. Το μη αγκυροβολημένο μήκος είναι η απόσταση από την όψη του ιστού μέχρι τη γραμμή του μπουλονιού, [mathin] L_{b} = (g_{s} – t_{wb})/2 = (5.5 – 0.355)/2 = 2.5725\,in [mathin].

Έλεγχος εύρους

Οπου [mathin] E = 29000\,ksi [mathin], [mathin] F_{yp} = 36\,ksi [mathin], [mathin] d_{p} = 15\,in [mathin] και [mathin] t_{p} = 0.3125\,in [mathin]:

[math] \frac{L_{b} d}{t^{2}} = \frac{(2.5725\,in) \times (15\,in)}{(0.3125\,in)^{2}} = 395.14 [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 της ακραίας πλάκας

[math] Z = \frac{t_{p} \left( d_{p} \right)^{2}}{4} = \frac{(0.3125\,in) \times ((15\,in))^{2}}{4} = 17.578\,in^{3} [math]

[math] S = \frac{t_{p} \left( d_{p} \right)^{2}}{6} = \frac{(0.3125\,in) \times ((15\,in))^{2}}{6} = 11.719\,in^{3} [math]

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

Το βάθος αντιμετώπισης λαμβάνεται ως μηδέν, [mathin] d_{ct} = 0\,in [mathin]:

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

[math] C_{b} = \left[ 3 + \ln\left( \frac{(2.5725\,in)}{(15\,in)} \right) \right] \times \left( 1 – \frac{(0\,in)}{(15\,in)} \right) \ge 1.84 [math]

[math] C_{b} = 1.84 [math]

Αντοχή σε κάμψη

Με [mathin] \phi = 0.9 [mathin], και ένας παράγοντας του 2 για τα δύο μισά του πιάτου:

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

[math] \phi M_{n} = (0.9) \times \left[ (1.84) \times \left[ 1.52 – 0.274 \times ((395.14)) \times \left( \frac{(36\,ksi)}{(29000\,ksi)} \right) \right] \times (36\,ksi) \times (11.719\,in^{3}) \le (36\,ksi) \times (17.578\,in^{3}) \right] \times 2 [math]

[math] \phi M_{n} = 94.922\,kip\text{-}ft \;(1139.1\,kip\text{-}in) [math]

Το πλαστικό καπάκι ροπής [mathin] F_{yp} Z [mathin] κυβερνά, έτσι ο λυγισμός δεν μειώνει την αντοχή σε αυτό το μικρό μήκος.

Ισοδύναμη διατμητική ικανότητα

[math] \phi V_{n} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b}} = \frac{(94.922\,kip\text{-}ft)}{(2.5725\,in)} = 442.78\,kip [math]

DCR = 150 δέρμα μόσχου ακατέργαστου / 442.78 κιπ = 0.339 < 1.0, Εντάξει

Βήμα 12: Αλληλεπίδραση διάτμησης και ροπής της ακραίας πλάκας (Εγχειρίδιο AISC Εξ. 10-5)

Η ακραία πλάκα 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 ροπή στην πλάκα είναι ο χρόνος αντίδρασης επί του μη στηριγμένου μήκους, με [mathin] V_{r} = 150\,kip [mathin] και [mathin] L_{b} = 2.5725\,in [mathin]:

[math] M_{r} = V_{r}\, L_{b} = (150\,kip) \times (2.5725\,in) = 32.156\,kip\text{-}ft [math]

Με [mathin] \phi V_{n} = 202.5\,kip [mathin] από διατμητική απόδοση στο Βήμα 10 και [mathin] \phi M_{n} = 94.922\,kip\text{-}ft [mathin] από το Βήμα 11:

[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{(150\,kip)}{(202.5\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(32.156\,kip\text{-}ft)}{(94.922\,kip\text{-}ft)} \right)^{2} = 0.66346 [math]

DCR = 0.66346 / 1.0 = 0.663 < 1.0, Εντάξει

Ο κοντός μοχλοβραχίονας κρατά τη στιγμή μικρή, έτσι το μεγαλύτερο μέρος της αλληλεπίδρασης προέρχεται από τη διάτμηση.

Περίληψη των ελέγχων σχεδιασμού σύνδεσης ακραίας διάτμησης

Έλεγχος σχεδιασμού Ζήτηση Χωρητικότητα DCR Αποτέλεσμα
Λεπτομερή όρια στην πλευρά της δοκού 7.750 σε 15.000 σε 0.517 cdot K_a
Συγκόλληση στην πλευρά της δοκού 150.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 150.739 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 0.995 cdot K_a
Ιστός δοκού σε διάτμηση 150.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 191.700 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 0.782 cdot K_a
Λεπτομερή όρια στην πλευρά στήριξης 4.375 σε 5.500 σε 0.795 cdot K_a
Ομαδική διάτμηση μπουλονιών 150.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 178.924 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 0.838 cdot K_a
Ρουλεμάν μπουλονιών και σχίσιμο, τελική πλάκα 150.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 231.434 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 0.648 cdot K_a
Ρουλεμάν μπουλονιών και σχίσιμο, φλάντζα στήλης 150.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 623.025 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 0.241 cdot K_a
Αποτελεσματική αντοχή της ομάδας μπουλονιών 150.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 178.822 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 0.839 cdot K_a
Διάτμηση μπλοκ της ακραίας πλάκας 150.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 163.025 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 0.920 cdot K_a
Υποχώρηση διάτμησης και ρήξη της ακραίας πλάκας 150.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 173.320 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 0.865 cdot K_a
Κάμψη τελικής πλάκας (διπλής αντιμετώπισής της διαδικασίας) 150.000 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 442.784 δέρμα μόσχου ακατέργαστου 0.339 cdot K_a
Αλληλεπίδραση διάτμησης και ροπής της ακραίας πλάκας 0.663 1.000 0.663 cdot K_a

Η σύνδεση περνάει κάθε έλεγχο. Η συγκόλληση στην πλευρά της δοκού διέπει στο 0.995, επειδή το 0.355 στον ιστό δοκού περιορίζει το χρησιμοποιήσιμο μέγεθος συγκόλλησης σε περίπου 0.233 σε. Η διάτμηση μπλοκ της ακραίας πλάκας είναι η επόμενη 0.920, στη συνέχεια διάτμηση ρήξης της ακραίας πλάκας στο 0.865. Η κάμψη της πλάκας απέχει πολύ από το να είναι κρίσιμη 0.339, που είναι τυπικό για μια ακραία πλάκα διάτμησης: τα μπουλόνια κάθονται κοντά στον ιστό, οπότε ο μοχλός είναι κοντός.

Τι να αλλάξετε εάν αποτύχει ένας έλεγχος

  • Συγκόλληση στην πλευρά της δοκού: μια μακρύτερη συγκόλληση βοηθά, χρησιμοποιήστε λοιπόν μια πιο βαθιά πλάκα, μέχρι τη διάσταση Τ της δέσμης. Ένα μεγαλύτερο φιλέτο δεν προσθέτει τίποτα από τη στιγμή που ισχύει το όριο μετάλλου βάσης δοκού. Μια δοκός με παχύτερο ιστό αυξάνει αυτό το όριο.
  • Διάτμηση ιστού δοκού: επιλέξτε μια δοκό με παχύτερο ή βαθύτερο ιστό. Η τελική πλάκα δεν μπορεί να βοηθήσει σε αυτόν τον έλεγχο.
  • Διάτμηση μπουλονιών ή αποτελεσματική αντοχή: προσθέστε μια σειρά μπουλονιών ή χρησιμοποιήστε ένα μεγαλύτερο μπουλόνι. A325-X (τα νήματα εξαιρούνται) ή τα μπουλόνια A490 αυξάνουν τη διατμητική τάση.
  • Σκίσιμο στην τελική πλάκα: αυξήστε την απόσταση της κάθετης άκρης, ή χρησιμοποιήστε ένα παχύτερο πιάτο.
  • Διάτμηση μπλοκ, διατμητική υποχώρηση ή διάτμηση της ακραίας πλάκας: χρησιμοποιήστε ένα παχύτερο ή βαθύτερο πιάτο. Μια μεγαλύτερη απόσταση οριζόντιας ακμής προσθέτει επίσης στην περιοχή τάνυσης διάτμησης μπλοκ.
  • Κάμψη ή αλληλεπίδραση πλάκας: μειώστε το gage έτσι ώστε το L_b να είναι μικρότερο, ή χρησιμοποιήστε ένα παχύτερο πιάτο. Διατηρήστε το πιάτο αρκετά λεπτό για να παραμείνει εύκαμπτο, επειδή μια άκαμπτη ακραία πλάκα αρχίζει να λειτουργεί σαν σύνδεση ροπής.
  • Μετρητής ή απόσταση ακμών στο στήριγμα: ρυθμίστε το μετρητή εντός του πλάτους της φλάντζας της στήλης. Ο μετρητής πρέπει να καθαρίσει τον ιστό της δοκού και τις συγκολλήσεις του στην πλευρά της πλάκας και να ταιριάζει στη φλάντζα της στήλης στην πλευρά στήριξης.

Συχνές ερωτήσεις

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μιας πλάκας άκρου διάτμησης και μιας πλάκας τερματισμού ροπής?

Μια διατμητική ακραία πλάκα συγκολλάται μόνο στον ιστό της δοκού, είναι λεπτή (5/16 εδώ μέσα), και έχει σχεδιαστεί για να κάμπτεται έτσι ώστε το άκρο της δοκού να μπορεί να περιστρέφεται. Ένα πιάτο τέλους στιγμής, χωνευτό ή εκτεταμένο, συγκολλάται επίσης στις φλάντζες της δοκού, είναι πολύ πιο χοντρό, και χρησιμοποιεί τα μπουλόνια του σε τάση για να αντισταθεί στη στιγμή λήξης της δοκού. Αυτό το παράδειγμα φέρει μόνο κάθετη διάτμηση, οπότε είναι μια απλή σύνδεση.

Γιατί δεν υπάρχει εκκεντρικότητα της ομάδας μπουλονιών σε αυτό το παράδειγμα?

Τα μπουλόνια κάθονται στην πρόσοψη της στήλης, στη γραμμή όπου παραδίδεται η αντίδραση, και οι δύο κολώνες μπουλονιών τοποθετούνται συμμετρικά εκατέρωθεν του ιστού της δοκού. Έτσι, η ομάδα μπουλονιών φέρει καθαρή διάτμηση και κάθε μπουλόνι παίρνει το ίδιο μερίδιο. Η αντοχή της ομάδας μπουλονιών είναι απλώς η αντοχή ενός μπουλονιού επί τα δέκα μπουλόνια.

Γιατί ο ιστός της δοκού, όχι η τελική πλάκα, περιορίστε τη συγκόλληση?

Εγχειρίδιο AISC Εξ. 9-2 περιορίζει το μέγεθος της συγκόλλησης σε αυτό που μπορεί να μεταφέρει το βασικό μέταλλο δίπλα της. Ο ιστός δοκού έχει μια συγκόλληση φιλέτο και στις δύο όψεις του, έτσι κάθε συγκόλληση υποστηρίζεται μόνο από το μισό 0.355 στον ιστό. Κάθε γραμμή συγκόλλησης έχει την πλήρη 5/16 στην τελική πλάκα πίσω από αυτό. Ο ιστός δίνει τη μικρότερη αξία, 3.7338 δέκατα έκτα, ή περίπου 0.233 σε, που είναι μικρότερο από το 1/4 σε συγκόλληση που καθορίστηκε.

Γιατί η ακραία πλάκα έχει τρύπες με κοντές σχισμές?

Οι οριζόντιες κοντές σχισμές στην ακραία πλάκα δίνουν στον ανυψωτήρα κάποια ανοχή προσαρμογής κατά μήκος της δοκού, που βοηθάει όταν η κολόνα ή το μήκος της δοκού είναι ελαφρώς μακριά. Επειδή οι υποδοχές είναι οριζόντιες και το φορτίο κάθετο, ρουλεμάν και σκίσιμο χρησιμοποιήστε την τυπική διάσταση οπής σε όλη την υποδοχή. Το μήκος της σχισμής εμφανίζεται μόνο στην περιοχή τάνυσης διάτμησης μπλοκ και στο 1/8 σε προσαύξηση απόστασης άκρων από τον Πίνακα J3.5.

Πόσο πάχος πρέπει να είναι μια ακραία πλάκα διάτμησης?

Αρκετά λεπτό ώστε να περιστρέφεται. Εγχειρίδιο AISC Μέρος 10 περιορίζει τις ακραίες πλάκες σε αυτό το είδος απλής σύνδεσης 1/4 σε 3/8 σε παχιά, με μια μέτρηση του 3 1/2 σε 5 1/2 σε, έτσι η πλάκα μπορεί να λυγίσει καθώς περιστρέφεται το άκρο της δοκού. Μια παχύτερη πλάκα ή ένας στενότερος μετρητής κάνει τη σύνδεση πιο άκαμπτη και αρχίζει να τραβάει ροπή μέσα στη στήλη. Αυτό το παράδειγμα χρησιμοποιεί α 5/16 σε πιάτο στο α 5 1/2 στο gage.

Ο οποίος έλεγχος συνήθως διέπει μια σύνδεση ακραίας διάτμησης?

Σε δοκάρι με λεπτό ιστό, η συγκόλληση στον ιστό της δοκού συχνά κυβερνά, επειδή το βασικό μέταλλο ιστού περιορίζει το μέγεθος συγκόλλησης και το μήκος συγκόλλησης καλύπτεται από τη διάσταση Τ της δοκού. Σε έναν παχύτερο ιστό η ίδια η τελική πλάκα, μέσω διάτμησης μπλοκ ή διάτμησης, συνήθως αναλαμβάνει. Σε αυτό το παράδειγμα η συγκόλληση διέπει στο 0.995, με διάτμηση μπλοκ της ακραίας πλάκας δίπλα στο 0.920.

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 διατμητικής πλάκας είναι ίδιες και στα δύο, αλλά οι παραπομπές όρων και σελίδων μετακινούνται, Επομένως, ελέγξτε τα σε σχέση με την έκδοση που χρησιμοποιεί το έργο σας.

Πώς θα άλλαζε αυτό για το AISC ASD αντί για το LRFD?

Οι οριακές καταστάσεις και οι ονομαστικές αντοχές είναι πανομοιότυπες. Με το AISC ASD συγκρίνετε την αντίδραση σε επίπεδο υπηρεσίας με την ονομαστική αντοχή διαιρούμενη με έναν παράγοντα ασφαλείας αντί να πολλαπλασιαστεί με έναν παράγοντα αντίστασης. Ένας παράγοντας αντίστασης του 0.75 γίνεται παράγοντας ασφάλειας του 2.00, διατμητική απόδοση 1.00 γίνεται 1.50, και της κάμψης 0.90 γίνεται 1.67. Οι συνδυασμοί φορτίων αλλάζουν επίσης, οπότε η ζήτηση είναι μικρότερη.

Σχεδιάστε μια σύνδεση διατμητικής πλάκας δωρεάν

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

βιβλιογραφικές αναφορές

  • AISC 360-16, Προδιαγραφές για δομικά κτίρια από χάλυβα: Β3.4, Β4.3, F11.2 (Εξ. F11-2), J2.4 (Εξ. J2-4), J3.3, J3.4 (Πίνακας J3.4), J3.5 (Πίνακας J3.5), J3.6 (Εξ. J3-1) και Σχολιασμός, J3.10 (Εξ. J3-6a, J3-6c), J4.2 (Εξ. J4-3, J4-4), J4.3 (Εξ. J4-5), J5.2(ένα).
  • Εγχειρίδιο AISC Steel Construction, 15ου Έκδοση: Μέρος 9, Εξ. 9-2 και Εξ. 9-15 (σελίδα 9-9); Μέρος 10, μήκος συγκόλλησης μικρότερο 2w στα άκρα, και Εξ. 10-5 (σελίδα 10-90).
  • Σχεδιασμός χαλύβδινων συνδέσεων με χρήση AISC 360-16
  • Μπουλόνια και συγκολλήσεις στο SkyCiv Connection Design
Χάρολντ Μουνάλεμ, Product Manager για το SkyCiv Connection Design

Χάρολντ Μουνάλεμ
Υπεύθυνος προϊόντων, Σχεδιασμός σύνδεσης
10+ χρόνια στο σχεδιασμό σύνδεσης χάλυβα
LinkedIn

Πώς μπορούμε να βοηθήσουμε?

×

Μεταβείτε στην κορυφή