Diseño de conexión de empalme de vigas

Diseño de conexión de empalme de vigas a AISC 360 todo se reduce a dividir el momento, Carga de corte y axial entre las placas del ala y las placas del alma., luego revisando cada grupo de pernos, Sección de placa y viga por la que pasa la carga., en ambos lados de la articulación. Las placas de brida soportan el momento como un par de tensión y compresión más su parte de la carga axial.. Las placas del alma soportan el corte y el resto de la carga axial..

Esta página funciona a través de un empalme de viga atornillado real de principio a fin.: un W27x84 empalmado a un W27x94, con un 400 momento kip-pie, a 250 cizalla kip y 300 kip de tensión o compresión axial, diseñado para AISC 360-16 LRFD y el Manual AISC 15ª edición. Cada brida tiene un 3/4 en placa de brida con 1 en pernos de deslizamiento crítico A490, y la web tiene un par de 1/2 en placas alma con diez 1 en pernos de deslizamiento crítico A490 a cada lado del empalme. Cada ecuación está escrita con sus números., En el mismo orden que la hoja de cálculo AISC, SkyCiv Connection Design El módulo produce para ello..

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¿Qué es una conexión de empalme de vigas??

Un empalme de viga une dos segmentos de viga de extremo a extremo para que el miembro se comporte como si fuera continuo.. En un empalme de viga atornillado, Las placas de empalme se traslapan a través de la junta en las alas y el alma y están atornilladas a ambas vigas.. Se utiliza cuando una viga es demasiado larga para enviarla o montarla en una sola pieza., o cuando la sección cambia a lo largo del tramo, como lo hace aquí desde un W27x84 a un W27x94.

El empalme en este ejemplo es un empalme de momento completo.: a momento de conexión entre dos vigas en lugar de entre una viga y una columna. Las placas de brida funcionan exactamente como las placas de un conexión de momento de placa de brida, excepto que están atornillados al ala de una viga en ambos extremos en lugar de estar soldados a una columna. Las placas del alma se asientan en ambas caras del alma., entonces los pernos del alma están en doble corte. Puedes comprobar esta configuración directamente en el calculadora de conexión de empalme de vigas. El calculadora de conexión de empalme atornillado y el conexiones de momento La página cubre los tipos relacionados..

Plano del empalme de bridas.. El 3/4 en la placa de brida tiene dos líneas de pernos en un 5 1/2 en calibre, seis columnas de pernos en el lado W27x84 y cinco en el lado W27x94, todo en 3 en el espaciado. Los extremos de la viga son 1 en aparte.

Sección A-A. Las placas web son 14 1/2 en lo profundo, con cinco filas de dos pernos a cada lado de la junta en 3 en el espaciado. Las cargas se muestran en el empalme..

Diseño de conexión de empalme de vigas.: los pasos de un vistazo

Las cargas se dividen primero entre las alas y el alma.. Luego se verifica el empalme de la placa de brida en ambos lados de la junta., y luego el empalme de la placa web.

1. Verifique los límites de detalle para los pernos de la placa de brida.
2. Encuentre la fuerza de la brida y verifique el deslizamiento de los pernos de la brida de deslizamiento crítico.
3. Compruebe el cojinete del perno y el desgarro de la placa de brida.
4. Verifique el cojinete del perno y el desgarro en el ala de la viga.
5. Verifique el corte del bloque de la placa de brida para ver tres patrones de desgarro.
6. Comprobar el corte del bloque del ala de la viga.
7. Comprobar la fluencia de tensión y la rotura de la placa de brida..
8. Comprobar rotura por tensión de la viga., con retraso de corte.
9. Compruebe la rotura por flexión de la viga en los orificios de los pernos de las bridas..
10. Compruebe la placa de brida en compresión..
11. Repita las comprobaciones de bridas para la segunda viga..
12. Verifique los límites de detalle para los pernos de la placa del alma..
13. Verifique el deslizamiento del grupo de pernos del alma bajo la resultante de la carga axial y de corte.
14. Compruebe el cojinete del perno en las placas del alma en busca de corte., carga axial y su interacción.
15. Verifique el soporte del perno en el alma de la viga para detectar corte., carga axial y su interacción.
16. Compruebe el corte del bloque de las placas del alma en busca de corte., carga axial y su interacción.
17. Compruebe el corte del bloque del alma de la viga para detectar carga axial..
18. Comprobar la fluencia por cizallamiento y la rotura por cizallamiento de las placas del alma..
19. Comprobar la fluencia de tensión y la rotura de las placas del alma..
20. Comprobar rotura por tensión del alma de la viga., con retraso de corte.
21. Compruebe las placas del alma en compresión..
22. Repita las comprobaciones de la red para la segunda viga..

Entradas de diseño para este ejemplo

El código de diseño es AISC. 360-16 LRFD. Las propiedades de la sección son del Manual AISC.. La viga izquierda es W27x84 y la viga derecha es W27x94..

 

 

 

Cómo el empalme de la viga comparte la carga entre las alas y el alma

Antes de cualquier control, el empalme tiene que decidir qué placas soportan qué carga. El informe proporciona la carga axial al alma por el área del alma sobre el área bruta total de la viga., y da el resto de la carga axial y todo el momento a las alas. La web también lleva todo el corte..

La fuerza axial sobre la red es:

[math] C_{web} = T_{web} = 135.34\,kip [math]

La fuerza del ala es la mitad de la carga axial restante más el momento dividido por la distancia entre los centroides del ala.. [mathin] C_{bp} [mathin] es cualquier compresión llevada a cabo por apoyo directo entre los extremos de la viga. Las vigas son 1 en aparte, entonces nada soporta y es cero:

[math] C_{flange} = \frac{C_{u} – C_{bp} – C_{web}}{2} + \frac{M_{u}}{d_{c} – t_{fc}} [math]

[math] C_{flange} = \frac{(300\,kip) – (0\,kip) – (135.34\,kip)}{2} + \frac{(400\,kip\text{-}ft)}{(26.7\,in) – (0.64\,in)} = 266.52\,kip [math]

Tanto la tensión como la compresión son 300 kip, asi que [mathin] T_{flange} [mathin] es lo mismo, y la fuerza de diseño en la brida es:

[math] P_{flange} = \max\left( C_{flange},\, T_{flange} \right) = 266.52\,kip [math]

El informe utiliza la profundidad y el espesor del ala del W27x84 para el brazo de momento en ambos lados.. Es el menos profundo de los dos haces., por lo que su brazo de palanca es más corto y la fuerza de la brida es mayor, que es conservador para el lado W27x94.

Los pernos del alma ven juntas la carga cortante y axial del alma.. Su resultante es:

[math] R_{u} = \sqrt{V_{u}^{2} + P_{web}^{2}} = \sqrt{(250\,kip)^{2} + (135.34\,kip)^{2}} = 284.28\,kip [math]

Parte 1: el empalme de la placa de brida

Pasos 1 a 10 Verifique la placa de brida y la brida W27x84 en el lado izquierdo para ver si 266.52 fuerza de brida de retroceso. Paso 11 los repite para el W27x94 a la derecha.

Paso 1: Límites detallados para los pernos de la placa de brida (AISC 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

Antes de cualquier control de fuerza, La disposición de los pernos debe ser edificable y coincidir con los supuestos detrás de las ecuaciones de resistencia.. Los pernos que están demasiado cerca se rompen entre los agujeros., y los bordes que están demasiado cerca se arrancan.

La separación mínima entre pernos es [mathin] 2\tfrac{2}{3} d_{b} [mathin] desde J3.3, y el máximo aquí es 6 in. La distancia mínima al borde para un 1 en perno es 1 1/4 de la Tabla J3.4, ¿Cuál es el límite en el ala de la viga?, donde los agujeros son estándar. La placa de brida tiene agujeros de gran tamaño., por lo que la Tabla J3.5 agrega 1/8 y sus límites de distancia al borde son 1.375 in. El calibre tiene su propio mínimo., de modo que las dos líneas de pernos encajen a lo largo de la brida con espacio para instalar los pernos.

Para un límite mínimo, la relación es límite sobre real, y para un máximo es un límite real por encima. La fila gobernante es la distancia al borde horizontal en el ala de la viga., desde el final de la viga hasta la primera columna de pernos:

[math] DCR = \frac{1.25\,in}{1.25\,in} = 1 [math]

DCR = 1.000 ≤ 1.0, OK

una proporción de 1.0 significa que la distancia al borde está en el mínimo del código, lo cual es común en los detalles. Una distancia corta al extremo de la viga también mantiene corta la longitud sin arriostrar de la placa del ala en el Paso 10.

Paso 2: Resistencia crítica del perno al deslizamiento en la brida (AISC 360-16 J3.8)

Los pernos de la placa de brida deben soportar la fuerza de la brida sin deslizarse.. Estos pernos son críticos para el deslizamiento porque la placa de brida tiene orificios de gran tamaño., cual AISC 360-16 J3.2 permite solo en conexiones de deslizamiento crítico.

Dónde [mathin] \phi = 0.85 [mathin] es el factor de resistencia para agujeros de gran tamaño, [mathin] \mu = 0.5 [mathin] es el coeficiente de deslizamiento medio para superficies de contacto Clase B, [mathin] D_{u} = 1.13 [mathin] Relaciona la pretensión media instalada con el mínimo especificado., [mathin] h_{f} = 0.85 [mathin] es el factor de relleno, [mathin] T_{b} = 64\,kip [mathin] es la mínima pretensión de un 1 en perno A490 de la Tabla J3.1, y hay [mathin] N_{s} = 1 [mathin] avión de deslizamiento:

[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 (0.5) \times (1.13) \times (0.85) \times (64\,kip) \times (1) \times (2) \times (6) [math]

[math] \phi R_{n} = 313.51\,kip [math]

DCR = 266.52 kip / 313.51 salto = 0.850 < 1.0, OK

J3.8 establece el factor de relleno en 1.0 cuando no hay relleno o hay un relleno entre las capas, y 0.85 para dos o más. El W27x84 es 0.2 en menos profundidad que el W27x94, por lo que sus bridas se asientan dentro del plano de las placas de brida y necesitan embalaje. El informe diseña ese lado para el 0.85 factor.

Paso 3: Cojinete de perno y desprendimiento en la placa de brida (AISC 360-16 J3.10)

Los pernos de deslizamiento crítico también deben funcionar como pernos de cojinete., en caso de que la articulación resbale. Cada perno empuja el borde de su orificio en la placa.. La placa se deforma en el agujero (cojinete de perno, limitado a 2.4 d t Fu) o arranca una tira hasta el siguiente agujero o hasta el final de la placa (arrancar, 1.2 lc t Fu).

La distancia libre para los pernos finales., con [mathin] d_{h} = 1.25\,in [mathin] para los agujeros de gran tamaño, es:

[math] l_{c1} = L_{eh,fp} – \frac{d_{h}}{2} = (2.875\,in) – \frac{(1.25\,in)}{2} = 2.25\,in [math]

Entre los otros tornillos:

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

El perno final en cada una de las dos líneas usa [mathin] l_{c1} [mathin], y los otros cinco en cada línea usan [mathin] l_{c2} [mathin]:

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times 2.25\,in,\, 2.4 \times 1\,in\right)(0.75\,in)(65\,ksi)(2) + \min\left(1.2 \times 1.75\,in,\, 2.4 \times 1\,in\right)(0.75\,in)(65\,ksi)(2)(6 – 1) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = 943.31\,kip [math]

DCR = 266.52 kip / 943.31 salto = 0.283 < 1.0, OK

Los pernos de los extremos están cubiertos por cojinetes en 2.4 d, porque su 2 7/8 al final la distancia es larga. Los pernos internos están limitados por el desgarro entre los orificios de gran tamaño..

Paso 4: Soporte de perno y desgarro en el ala de la viga (AISC 360-16 J3.10)

La misma verificación se aplica al ala de la viga., que tiene agujeros estándar ([mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin]) y es 0.64 de espesor en el W27x84. Sus pernos finales son sólo 1 1/4 desde el final de la viga, así que el desgarro los gobierna.

[math] l_{c1} = L_{eh,c} – \frac{d_{h}}{2} = (1.25\,in) – \frac{(1.125\,in)}{2} = 0.6875\,in [math]

[math] l_{c2} = s_{c} – d_{h} = (3\,in) – (1.125\,in) = 1.875\,in [math]

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times 0.6875\,in,\, 2.4 \times 1\,in\right)(0.64\,in)(65\,ksi)(2) + \min\left(1.2 \times 1.875\,in,\, 2.4 \times 1\,in\right)(0.64\,in)(65\,ksi)(2)(6 – 1) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = 753.48\,kip [math]

DCR = 266.52 kip / 753.48 salto = 0.354 < 1.0, OK

Paso 5: Corte en bloque de la placa de brida (AISC 360-16 J4.3)

Un bloque de la placa de brida puede romperse a lo largo de las líneas de los pernos.: corte a lo largo de una línea de agujeros más tensión a través de la placa. Con dos líneas de pernos, hay tres formas de que esto suceda., y el más débil gobierna. Cada agujero suma 1/16 en busca de daños durante el punzonado (B4.3), y [mathin] d_{h} = 1.25\,in [mathin] para los agujeros de gran tamaño.

patrón L: un plano de corte, tensión a través de los pernos hasta un borde

[math] A_{nt} = t_{fp} \left[ (n_{r} – 2)\, s_{r} + g_{a} + L_{ev,fp} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] [math]

[math] A_{nt} = (0.75\,in) \times \left[ (2 – 2)(3\,in) + 5.5\,in + 2.25\,in – (2 – 0.5)(1.25\,in + 0.0625\,in) \right] = 4.3359\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = t_{fp} \left[ L_{eh,fp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = (0.75\,in) \times \left[ 2.875\,in + (6 – 1)(3\,in) \right] = 13.406\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = t_{fp} \left[ L_{eh,fp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.75\,in) \times \left[ 2.875\,in + (5)(3\,in) – (5.5)(1.3125\,in) \right] = 7.9922\,in^{2} [math]

Con [mathin] U_{bs} = 1 [mathin] para una tensión uniforme:

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 7.9922 + 1 \times 65 \times 4.3359 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 13.406 + 1 \times 65 \times 4.3359 \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 445.15\,kip [math]

patrón U: dos planos de corte, tensión entre las líneas de los pernos

[math] A_{nt} = t_{fp} \left[ (n_{r} – 2)\, s_{r} + g_{a} – (n_{r} – 1)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.75\,in) \times \left[ 0 + 5.5\,in – (1)(1.3125\,in) \right] = 3.1406\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2\, t_{fp} \left[ L_{eh,fp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 26.813\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2\, t_{fp} \left[ L_{eh,fp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 15.984\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 15.984 + 1 \times 65 \times 3.1406 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 26.813 + 1 \times 65 \times 3.1406 \right) = 620.65\,kip [math]

2patrón L: dos planos de corte, tensión desde cada línea de pernos hasta su borde

[math] A_{nt} = 2\, t_{fp} \left[ L_{ev,fp} – 0.5\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 2 \times (0.75\,in) \times \left[ 2.25\,in – 0.5 \times (1.3125\,in) \right] = 2.3906\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 15.984 + 1 \times 65 \times 2.3906 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 26.813 + 1 \times 65 \times 2.3906 \right) = 584.09\,kip [math]

Corte del bloque gobernante

[math] \phi R_{n} = \min\left( 445.15\,kip,\, 620.65\,kip,\, 584.09\,kip \right) = 445.15\,kip [math]

DCR = 266.52 kip / 445.15 salto = 0.599 < 1.0, OK

El patrón L gobierna porque tiene un solo plano de corte..

Paso 6: Cortante en bloque del ala de la viga (AISC 360-16 J4.3)

El ala de la viga puede romperse de la misma manera.. El bloque crítico es el patrón 2L.: Las dos tiras exteriores de la brida se cortan a lo largo de las líneas de los pernos desde el extremo de la viga y se alejan en tensión.. El ala de la viga tiene orificios estándar., [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin].

[math] A_{nt} = t_{f} \left[ b_{f} – g_{a} – (n_{r} – 1)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.64\,in) \times \left[ 10\,in – 5.5\,in – (1)(1.125\,in + 0.0625\,in) \right] = 2.12\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2\, t_{f} \left[ L_{eh,c} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 2 \times (0.64\,in) \times \left[ 1.25\,in + (5)(3\,in) \right] = 20.8\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2\, t_{f} \left[ L_{eh,c} + (n_{c} – 1)\, s_{c} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 2 \times (0.64\,in) \times \left[ 16.25\,in – (5.5)(1.1875\,in) \right] = 12.44\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 12.44 + 1 \times 65 \times 2.12 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 20.8 + 1 \times 65 \times 2.12 \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 467.22\,kip [math]

DCR = 266.52 kip / 467.22 salto = 0.570 < 1.0, OK

Paso 7: Deformación por tensión y rotura de la placa de brida. (AISC 360-16 J4.1)

En la brida de tensión, la placa de brida es un miembro de tensión corto. Su sección bruta no debe ceder, y su sección neta a través de la fila de agujeros no debe romperse.

Cediendo la tensión (Eq. J4-1)

[math] \phi R_{n,ty} = \phi\, F_{yp}\, t_{fp}\, b_{fp} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (0.75\,in) \times (10\,in) = 337.5\,kip [math]

ruptura de tensión (Eq. J4-2)

[math] \phi R_{n,tr} = \phi\, F_{up}\, t_{fp} \left[ b_{fp} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] [math]

[math] \phi R_{n,tr} = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.75\,in) \times \left[ 10\,in – (2) \times (1.3125\,in) \right] = 269.65\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( 337.5\,kip,\, 269.65\,kip \right) = 269.65\,kip [math]

DCR = 266.52 kip / 269.65 salto = 0.988 < 1.0, OK

Esta es la verificación que rige para las placas de brida.. Los agujeros de gran tamaño toman 2.625 dentro de un 10 en plato, por lo que la rotura neta de la sección se controla muy por debajo del rendimiento bruto. Una placa más ancha no es una opción aquí porque la placa ya coincide con el 10 en ancho de brida, entonces la solución es una placa más gruesa.

Paso 8: Ruptura por tensión de la viga con retraso por cortante. (AISC 360-16 D3, J4.1)

La fuerza del ala también debe llegar a la viga.. La mitad de la viga, un WT formado por un ala y la mitad del alma, se trata como el miembro de tensión. Los pernos conectan solo la brida., por lo que la web se queda atrás a la hora de captar el estrés, y el factor de retraso de corte U reduce el área neta efectiva.

Del caso de la Tabla D3.1 2, dónde [mathin] \bar{y} = 3.5359\,in [mathin] es la distancia desde la brida al centroide del WT y l es la longitud de la conexión, desde la primera columna de tornillos hasta la última:

[math] U = 1 – \frac{\bar{y}}{l} = 0.76437 [math]

[math] \phi R_{n,tr} = \phi\, F_{u}\, U \left[ 0.5\, A – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) t_{f} \right] [math]

[math] \phi R_{n,tr} = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.76437) \times \left[ 0.5 \times (24.7\,in^{2}) – (2) \times (1.125\,in + 0.0625\,in) \times (0.64\,in) \right] [math]

[math] \phi R_{n,tr} = 403.56\,kip [math]

DCR = 266.52 kip / 403.56 salto = 0.660 < 1.0, OK

Paso 9: Ruptura por flexión de la viga en los agujeros de los pernos del ala (AISC 360-16 F13.1)

Los orificios para pernos sacan material del ala tensada de la viga en el empalme.. F13.1 comprueba si esos agujeros reducen la resistencia a la flexión de la viga, y si lo hacen, por cuanto.

Área bruta y neta del ala tensada

[math] A_{fg} = b_{f}\, t_{f} = (10\,in) \times (0.64\,in) = 6.4\,in^{2} [math]

[math] A_{fn} = A_{fg} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) t_{f} = (6.4\,in^{2}) – (2) \times (1.1875\,in) \times (0.64\,in) = 4.88\,in^{2} [math]

¿Se aplica la rotura por tracción??

[math] \frac{F_{y}}{F_{u}} = \frac{50\,ksi}{65\,ksi} = 0.76923 \le 0.8 \;\Rightarrow\; Y_{t} = 1 [math]

[math] F_{u} A_{fn} = (65\,ksi) \times (4.88\,in^{2}) = 317.2\,kip [math]

[math] Y_{t} F_{y} A_{fg} = (1) \times (50\,ksi) \times (6.4\,in^{2}) = 320\,kip [math]

Porque [mathin] F_{u} A_{fn} \lt Y_{t} F_{y} A_{fg} [mathin] por un pequeño margen, el ala neta se rompe antes de que el ala bruta ceda y se aplica el estado límite de ruptura por tracción.

Resistencia a la flexión en los agujeros. (Eq. F13-1)

[math] M_{n} = \frac{F_{u} A_{fn}}{A_{fg}}\, S_{x} = \frac{(65\,ksi) \times (4.88\,in^{2})}{(6.4\,in^{2})} \times (213.65\,in^{3}) = 882.4\,kip\text{-}ft [math]

Como fuerza de brida, comparar con [mathin] P_{flange} [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \frac{\phi\, M_{n}}{d – t_{f}} = \frac{(0.9) \times (882.4\,kip\text{-}ft)}{(26.7\,in) – (0.64\,in)} = 365.69\,kip [math]

DCR = 266.52 kip / 365.69 salto = 0.729 < 1.0, OK

Paso 10: Resistencia a la compresión de la placa de brida. (AISC 360-16 J4.4)

En el ala comprimida, la placa del ala es una columna corta que cruza el espacio entre los extremos de la viga.. Si es lo suficientemente robusto, alcanza su límite elástico sin pandearse, y AISC 360-16 J4.4 le permite omitir la verificación completa de la columna del Capítulo E.

La longitud no arriostrada es [mathin] L_{b} = 3.5\,in [mathin], la distancia entre las primeras columnas de pernos a cada lado de la junta: 1.25 en distancia al borde, la 1 en la brecha, y 1.25 dentro de nuevo. Con [mathin] K = 1.2 [mathin] (Cuadro de comentarios C-A-7.1, rotación fija en ambos extremos, traducción gratis a la una) y [mathin] r = t_{fp} / \sqrt{12} [mathin] para una placa rectangular:

[math] \frac{K L}{r} = \frac{(1.2) \times (3.5\,in)}{(0.75\,in) / \sqrt{12}} = 19.4 \le 25 [math]

Dado que KL/r no es más que 25, Eq. Se aplica J4-6:

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{yp}\, t_{fp}\, b_{fp} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (0.75\,in) \times (10\,in) = 337.5\,kip [math]

DCR = 266.52 kip / 337.5 salto = 0.790 < 1.0, OK

Paso 11: Empalme de placa de brida en el lado W27x94

El lado derecho del empalme lleva el mismo 266.52 fuerza de la brida kip a través de la misma placa, pero en un W27x94 con una brida más gruesa (0.745 in) y una columna de tornillos menos (cinco). Cada verificación en pasos 1 a 10 se repite con esos valores, y la tabla de detalles es idéntica.

El cheque de deslizamiento es el que más cambia. El informe utiliza [mathin] h_{f} = 1 [mathin] en este lado, el valor J3.8 para ningún relleno o un relleno, y cinco columnas de pernos:

[math] \phi R_{n} = (0.85) \times (0.5) \times (1.13) \times (1) \times (64\,kip) \times (1) \times (2) \times (5) = 307.36\,kip [math]

DCR = 266.52 kip / 307.36 salto = 0.867 < 1.0, OK

La rotura por flexión utiliza el módulo de sección y ala W27x94:

[math] A_{fg} = (10\,in)(0.745\,in) = 7.45\,in^{2}, \quad A_{fn} = 5.6806\,in^{2} [math]

[math] F_{u} A_{fn} = 369.24\,kip \lt Y_{t} F_{y} A_{fg} = 372.5\,kip [math]

[math] M_{n} = \frac{(65\,ksi) \times (5.6806\,in^{2})}{(7.45\,in^{2})} \times (242.89\,in^{3}) = 1003.2\,kip\text{-}ft [math]

[math] \phi R_{n} = \frac{(0.9) \times (1003.2\,kip\text{-}ft)}{(26.9\,in) – (0.745\,in)} = 414.24\,kip [math]

Los otros resultados del lado derecho:

El lado derecho tiene cinco columnas de pernos contra seis en el lado izquierdo., por lo que sus relaciones de deslizamiento y corte de bloque son mayores. Los controles de la viga son más bajos porque el ala W27x94 es más gruesa. La tensión de la placa de brida es la misma. 0.988 en ambos lados, ya que depende solo del plato.

Parte 2: el empalme de la placa web

Pasos 12 a 21 compruebe las dos placas de red y la red W27x84 en el lado izquierdo, Para el 250 cizalla kip y el 135.34 fuerza axial de la web kip. Paso 22 cubre el lado W27x94. Debido a que el alma soporta carga axial además de corte., Las comprobaciones de corte del cojinete y del bloque se realizan en cada dirección y luego se combinan..

Paso 12: Límites detallados para los pernos de la placa del alma. (AISC 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

La disposición de los pernos del alma debe cumplir las mismas reglas de espaciado y distancia al borde que el ala., y las placas del alma deben ser lo suficientemente profundas para estabilizar el alma de la viga pero encajar entre las alas.

Las ranuras cortas horizontales de la placa corren perpendiculares al borde final vertical de la placa., por lo que la Tabla J3.5 agrega 1/8 en la distancia del borde horizontal, donación 1.375 in. La distancia al borde vertical permanece en el valor de la Tabla J3.4 de 1.25 in.

DCR = 1.000 ≤ 1.0, OK

Ambas distancias al borde de la placa se encuentran en el mínimo del código.. Eso mantiene las placas web compactas., lo que importa para la verificación de compresión en el paso 21.

Paso 13: Deslizamiento de la fuerza crítica del perno en el alma (AISC 360-16 J3.8)

Los pernos del alma llevan juntas la fuerza cortante y la fuerza axial del alma., entonces la verificación de deslizamiento usa su resultante, 284.28 kip. Los pernos son críticos para el deslizamiento porque las placas tienen ranuras cortas que corren paralelas a la carga axial..

Dónde [mathin] \phi = 0.85 [mathin] para ranuras cortas paralelas a la carga, [mathin] \mu = 0.3 [mathin] para superficies de contacto Clase A, [mathin] D_{u} = 1.13 [mathin], [mathin] h_{f} = 1 [mathin], [mathin] T_{b} = 64\,kip [mathin], y [mathin] N_{s} = 2 [mathin] Planos de deslizamiento porque hay una placa de alma en cada cara de la alma.:

[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 (5) \times (2) [math]

[math] \phi R_{n} = 368.83\,kip [math]

DCR = 284.28 kip / 368.83 salto = 0.771 < 1.0, OK

Dos planos de deslizamiento duplican la resistencia al deslizamiento de cada perno., por lo que diez pernos son suficientes incluso con el coeficiente de deslizamiento Clase A más bajo.

Paso 14: Soporte de pernos en las placas de alma. (AISC 360-16 J3.10)

Los orificios de la placa del alma se cargan en dos direcciones a la vez.: hacia abajo por el cortante y a lo largo de la viga por la fuerza axial. El cojinete del perno y el desgarro se verifican por separado en cada dirección, usando las distancias claras que se aplican en esa dirección, y luego combinado. Ambas placas trabajan juntas., entonces el espesor es [mathin] 2t_{wp} = 1\,in [mathin].

Dirección de corte

Al otro lado de la ranura, la dimensión del agujero es [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin]. El perno inferior de cada columna se desgarra hacia el borde inferior de la placa., y los demás hacia el agujero de abajo:

[math] l_{c1} = L_{ev,wp} – \frac{d_{h}}{2} = (1.25\,in) – \frac{(1.125\,in)}{2} = 0.6875\,in, \quad l_{c2} = s_{r} – d_{h} = (3\,in) – (1.125\,in) = 1.875\,in [math]

El soporte suma una columna de tornillos., y [mathin] C / n_{r} [mathin] lo escala a todo el grupo. La carga es concéntrica., entonces el coeficiente del grupo de tornillos C es el número de tornillos, 10:

[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) 2t_{wp} F_{up} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) 2t_{wp} F_{up} \left( n_{r} – 1 \right) \right] \frac{C}{n_{r}} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times 0.6875\,in,\, 2.4\,in\right)(1\,in)(65\,ksi) + \min\left(1.2 \times 1.875\,in,\, 2.4\,in\right)(1\,in)(65\,ksi)(5 – 1) \right] \times \frac{10}{5} = 957.94\,kip [math]

DCR = 250 kip / 957.94 salto = 0.261 < 1.0, OK

dirección axial

A lo largo de la ranura, la dimensión del agujero es [mathin] d_{h} = 1.3125\,in [mathin]. El perno exterior de cada fila se desgarra hacia el borde final de la placa.:

[math] l_{c1} = L_{eh,wp} – \frac{d_{h}}{2} = (1.375\,in) – \frac{(1.3125\,in)}{2} = 0.71875\,in, \quad l_{c2} = s_{c} – d_{h} = (3\,in) – (1.3125\,in) = 1.6875\,in [math]

[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) 2t_{wp} F_{up} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) 2t_{wp} F_{up} \left( n_{c} – 1 \right) \right] \frac{C}{n_{c}} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times 0.71875\,in,\, 2.4\,in\right)(1\,in)(65\,ksi) + \min\left(1.2 \times 1.6875\,in,\, 2.4\,in\right)(1\,in)(65\,ksi)(2 – 1) \right] \times \frac{10}{2} = 703.83\,kip [math]

DCR = 135.34 kip / 703.83 salto = 0.192 < 1.0, OK

Interacción

Las dos direcciones se combinan como una suma de cuadrados., que trata la resistencia al soporte como una interacción circular para un perno cargado en un ángulo:

[math] \left( \frac{V_{u}}{\phi R_{n,v}} \right)^{2} + \left( \frac{P_{web}}{\phi R_{n,a}} \right)^{2} = \left( \frac{250}{957.94} \right)^{2} + \left( \frac{135.34}{703.83} \right)^{2} = 0.10508 [math]

DCR = 0.105 < 1.0, OK

Paso 15: Apoyo de pernos en el alma de la viga (AISC 360-16 J3.10)

El alma de la viga tiene agujeros estándar., [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin], y es solo 0.46 de espesor en el W27x84, por lo que tiene un soporte más débil que el par de placas.

Dirección de corte

Debajo de cada perno de alma hay otro orificio o un largo tramo de alma hasta el ala inferior., para que cada perno utilice la distancia libre entre los agujeros, [mathin] l_{c2} = 1.875\,in [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{w} F_{u}\, C = (0.75) \times \min\left(2.25\,in,\, 2.4\,in\right) \times (0.46\,in) \times (65\,ksi) \times (10) = 504.56\,kip [math]

DCR = 250 kip / 504.56 salto = 0.495 < 1.0, OK

dirección axial

A lo largo de la viga, la columna de pernos más cercana al extremo de la viga se desgarra hacia él, con [mathin] l_{c1} = L_{eh,c} – d_{h}/2 = 0.6875\,in [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{w} F_{u} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{w} F_{u} \left( n_{c} – 1 \right) \right] \frac{C}{n_{c}} = 344.78\,kip [math]

DCR = 135.34 kip / 344.78 salto = 0.393 < 1.0, OK

Interacción

[math] \left( \frac{250}{504.56} \right)^{2} + \left( \frac{135.34}{344.78} \right)^{2} = 0.39957 [math]

DCR = 0.400 < 1.0, OK

Paso 16: Corte en bloque de las placas del alma. (AISC 360-16 J4.3)

Un bloque de las placas del alma puede romperse bajo la cizalla., bajo la fuerza axial, o bajo ambos. Cada dirección está marcada con su propio patrón de desgarro., y las dos relaciones se combinan de la misma manera que para los rodamientos..

carga de corte

El bloque se corta a lo largo de la columna de pernos interior hasta la parte inferior de las placas y se desgarra en tensión a lo largo de la fila inferior hasta el extremo de las placas.. El área de tensión utiliza la longitud de la ranura., [mathin] d_{h} = 1.3125\,in [mathin], y el área de corte utiliza el ancho de la ranura, 1.125 in:

[math] A_{nt} = 2t_{wp} \left[ (n_{c} – 1)\, s_{c} + L_{eh,wp} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (1\,in) \times \left[ (1)(3\,in) + 1.375\,in – 1.5(1.375\,in) \right] = 2.3125\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2t_{wp} \left[ L_{ev,wp} + (n_{r} – 1)\, s_{r} \right] = 13.25\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2t_{wp} \left[ d_{wp} – L_{ev,wp} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 7.9062\,in^{2} [math]

Con dos columnas de pernos, la tensión de tensión a través del bloque no es uniforme, asi que [mathin] U_{bs} = 0.5 [mathin], como lo utiliza el Manual AISC para grupos de pernos de múltiples columnas:

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 7.9062 + 0.5 \times 65 \times 2.3125 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 13.25 + 0.5 \times 65 \times 2.3125 \right) = 287.62\,kip [math]

DCR = 250 kip / 287.62 salto = 0.869 < 1.0, OK

carga axial

Bajo carga axial, el informe comprueba dos patrones. En el patrón L, el bloque se rasga en tensión por las filas de pernos y sale por el borde inferior, y corta a lo largo de la fila de pernos superior hasta el extremo de la placa:

[math] A_{nt} = 2t_{wp} \left[ (n_{r} – 1)\, s_{r} + L_{ev,wp} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 7.9063\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2t_{wp} \left[ L_{eh,wp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 4.375\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2t_{wp} \left[ L_{wp} – L_{eh,c} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (1\,in) \times \left[ 5.625\,in – 1.25\,in – 1.5(1.375\,in) \right] = 2.3125\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,L} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 2.3125 + 1 \times 65 \times 7.9063 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 4.375 + 1 \times 65 \times 7.9063 \right) = 453.07\,kip [math]

en la U (o C) patrón, el bloque entre las filas de pernos superior e inferior se retira, cortando a lo largo de ambas filas exteriores:

[math] A_{nt} = 2t_{wp} \left[ (n_{r} – 1)\, s_{r} – (n_{r} – 1)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 7.25\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2 \cdot 2t_{wp} \left[ L_{eh,wp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 8.75\,in^{2}, \quad A_{nv} = 2 \cdot 2t_{wp} \left[ (n_{c} – 1)\, s_{c} + L_{eh,wp} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 4.625\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,U} = 488.72\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( 453.07\,kip,\, 488.72\,kip \right) = 453.07\,kip [math]

DCR = 135.34 kip / 453.07 salto = 0.299 < 1.0, OK

Interacción

[math] \left( \frac{250}{287.62} \right)^{2} + \left( \frac{135.34}{453.07} \right)^{2} = 0.84471 [math]

DCR = 0.845 < 1.0, OK

El término de corte por sí solo contribuye 0.755 del 0.845.

Paso 17: Cortante en bloque del alma de la viga (AISC 360-16 J4.3)

Bajo carga axial, un bloque del alma de la viga alrededor de los pernos puede salirse del extremo de la viga: tensión entre las filas de pernos superior e inferior, y corte a lo largo de ambas filas hasta el final de la viga. Este es el patrón C.

[math] A_{nt} = t_{w} \left[ (n_{r} – 1)\, s_{r} – (n_{r} – 1)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 3.335\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2t_{w} \left[ L_{eh,c} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 3.91\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2t_{w} \left[ (n_{c} – 1)\, s_{c} + L_{eh,c} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 2.2713\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 2.2713 + 1 \times 65 \times 3.335 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 3.91 + 1 \times 65 \times 3.335 \right) = 229.02\,kip [math]

DCR = 135.34 kip / 229.02 salto = 0.591 < 1.0, OK

Paso 18: Deformación por cizallamiento y rotura por cizallamiento de las placas del alma. (AISC 360-16 J4.2)

Las dos placas de alma llevan la totalidad 250 corte kip a través del empalme. Su sección bruta no debe ceder al corte., y su sección neta a través de los orificios de los pernos no debe romperse.

Rendimiento al corte (Eq. J4-3)

[math] A_{gv} = d_{wp} \times 2t_{wp} = (14.5\,in) \times (1\,in) = 14.5\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{yp}\, A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (50\,ksi) \times (14.5\,in^{2}) = 435\,kip [math]

ruptura por corte (Eq. J4-4)

[math] A_{nv} = 2t_{wp} \left[ d_{wp} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (1\,in) \times \left[ 14.5\,in – 5 \times (1.1875\,in) \right] = 8.5625\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{up}\, A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (65\,ksi) \times (8.5625\,in^{2}) = 250.45\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( 435\,kip,\, 250.45\,kip \right) = 250.45\,kip [math]

DCR = 250 kip / 250.45 salto = 0.998 < 1.0, OK

Esta es la verificación que rige todo el empalme de la viga.. Quitar cinco agujeros 41% de la profundidad de la placa, por lo que la rotura por corte de la sección neta está muy por debajo del límite elástico por corte.. Otra fila de pernos o una placa más profunda agregaría área neta directamente.

Paso 19: Deformación por tensión y rotura de las placas del alma. (AISC 360-16 J4.1)

Bajo tensión axial, las placas de alma llevan el 135.34 fuerza de ruptura en la red a través de la unión como miembro de tensión.

[math] \phi R_{n,ty} = \phi\, F_{yp}\, 2t_{wp}\, d_{wp} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (1\,in) \times (14.5\,in) = 652.5\,kip [math]

[math] \phi R_{n,tr} = \phi\, F_{up}\, 2t_{wp} \left[ d_{wp} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.75) \times (65\,ksi) \times (1\,in) \times \left[ 14.5\,in – 5 \times (1.1875\,in) \right] = 417.42\,kip [math]

DCR = 135.34 kip / 417.42 salto = 0.324 < 1.0, OK

Paso 20: Ruptura por tensión del alma de la viga con retraso por cortante (AISC 360-16 D3, J4.1)

La fuerza axial del alma también tiene que llegar a la viga.. Aquí los pernos conectan solo la web., por lo que las bridas se quedan atrás en la captación de tensión.. Toda la sección de brida ancha es el miembro de tensión., y el factor de retraso de corte utiliza [mathin] \bar{x} = 1.3614\,in [mathin], la distancia desde el alma hasta el centroide de la mitad de la sección, sobre el 3 en longitud de conexión:

[math] U = 1 – \frac{\bar{x}}{l} = 0.54639 [math]

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{u}\, U \left[ A – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) t_{w} \right] = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.54639) \times \left[ 24.7\,in^{2} – 5 \times (1.1875\,in) \times (0.46\,in) \right] = 585.17\,kip [math]

DCR = 135.34 kip / 585.17 salto = 0.231 < 1.0, OK

Paso 21: Resistencia a la compresión de las placas del alma. (AISC 360-16 J4.4, E3)

Bajo compresión axial, las placas del alma abarcan el espacio entre los extremos de la viga como columnas cortas.. Cada placa puede doblarse por sí sola., entonces el radio de giro es el de uno 1/2 en plato, mientras que el área es la de ambas placas.

Con [mathin] K = 1.2 [mathin] y [mathin] L_{b} = 3.5\,in [mathin], la misma longitud sin arriostrar que las placas de brida:

[math] \frac{K L}{r} = \frac{(1.2) \times (3.5\,in)}{(0.5\,in) / \sqrt{12}} = 29.098 \gt 25 [math]

KL/r está por encima 25, entonces J4.4 envía las placas al Capítulo E. La esbeltez está debajo. [mathin] 4.71\sqrt{E/F_{y}} = 113.43 [mathin], entonces ecuación. Se aplica E3-2:

[math] F_{e} = \frac{\pi^{2} E}{\left( KL/r \right)^{2}} = \frac{\pi^{2} \times (29000\,ksi)}{(29.098)^{2}} = 338.03\,ksi [math]

[math] F_{cr} = 0.658^{F_{y}/F_{e}} F_{y} = 0.658^{(50/338.03)} \times (50\,ksi) = 46.998\,ksi [math]

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{cr}\, 2t_{wp}\, d_{wp} = (0.9) \times (46.998\,ksi) \times (1\,in) \times (14.5\,in) = 613.33\,kip [math]

DCR = 135.34 kip / 613.33 salto = 0.221 < 1.0, OK

El 1/2 en las placas del alma son más delgadas que las 3/4 en placas de brida, entonces cruzan el KL/r = 25 límite sobre el mismo 3.5 de largo. El pandeo sólo requiere aproximadamente 6% fuera del límite elástico en esta esbeltez.

Paso 22: Empalme de placa de alma en el lado W27x94

Las placas del alma y la disposición de los pernos son las mismas a la derecha., entonces la placa verifica (rodamiento sobre las placas, corte en bloque de las placas, el cortante, tensión y compresión) dar los mismos resultados que a la izquierda. Las comprobaciones del alma de la viga cambian porque el alma W27x94 es 0.49 en grueso, y el cheque de deslizamiento usa [mathin] h_{f} = 0.85 [mathin] en este lado:

[math] \phi R_{n} = (0.85) \times (0.3) \times (1.13) \times (0.85) \times (64\,kip) \times (2) \times (5) \times (2) = 313.51\,kip [math]

DCR = 284.28 kip / 313.51 salto = 0.907 < 1.0, OK

Resumen de comprobaciones de diseño.

Empalme de placa de brida

Empalme de placa web

El empalme de vigas pasa todos los controles.. La rotura por cizallamiento de las placas del alma se rige por 0.998 en ambos lados, y la ruptura por tensión de las placas de brida es la siguiente en 0.988. Ambos son controles de sección neta a través de los orificios de los pernos., entonces los platos, ni los tornillos ni las vigas, son los que limitan este empalme. Las proporciones detalladas de 1.000 significa que las distancias al borde están en el mínimo del código, no es que la conexión esté demasiado estresada.

Qué cambiar si falla un cheque

• Ruptura por corte de la placa del alma o corte por bloque: agregue una fila de pernos y haga las placas del alma más profundas, o utilizar placas más gruesas.
• Ruptura por tensión de la placa de brida: use una placa de brida más gruesa. La placa ya tiene el mismo ancho que el ala de la viga., entonces el ancho no está disponible.
• Deslizamiento de la brida o de los pernos del alma.: agregar una columna de pernos, cambiar a una superficie de contacto Clase B en el alma, o reducir el número de rellenos para que el factor de relleno suba a 1.0.
• Bloque de corte o apoyo sobre el ala o alma de la viga: aumentar la distancia al borde en el extremo de la viga, o agregue columnas de pernos para alargar los planos de corte.
• Tensión de la viga o rotura por flexión en los agujeros.: Estos dependen de la viga y la disposición del agujero., así que use menos agujeros a lo largo de la brida, o mover el empalme a un punto de menor momento.
• Compresión de placa: acorte la longitud no arriostrada ajustando el espacio o la distancia al borde de la viga, o use placas más gruesas para bajar KL/r.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se comparte la carga entre las placas del ala y las placas del alma en un empalme de viga??

Las placas del alma soportan todo el esfuerzo cortante.. La carga axial se divide por área.: la web toma su parte de la superficie bruta, aquí 135.34 salto del 300 kip, y las bridas se llevan el resto, la mitad de cada uno. El momento va íntegramente a las alas como par de tracción y compresión.. En este ejemplo, cada placa de brida lleva 266.52 kip.

¿Por qué los pernos de empalme tienen un deslizamiento crítico??

Las placas de brida tienen orificios de gran tamaño y las placas de alma tienen ranuras cortas paralelas a la carga axial.. Ambos le dan al constructor espacio para unir las vigas., y AISC 360-16 J3.2 permite esos agujeros solo en conexiones de deslizamiento crítico. Los pernos de deslizamiento crítico también evitan que el empalme se mueva cuando el momento o la fuerza axial se invierte., entonces el haz se comporta como continuo.

¿Por qué la verificación de la placa del alma combina resultados axiales y de corte??

Los pernos del alma se cargan en diagonal., por el corte vertical y la fuerza axial horizontal al mismo tiempo. El informe comprueba por sí solo el corte del cojinete y del bloque en cada dirección., luego suma los cuadrados de las dos razones. Un resultado a continuación 1.0 significa que la carga combinada está dentro de la curva de interacción circular. El control de deslizamiento utiliza la fuerza resultante directamente.

¿Por qué hay un espacio entre los extremos de la viga??

El 1 en el espacio da tolerancia a la erección, por lo que no es necesario cortar las vigas a una longitud exacta. Porque los extremos no se tocan, ninguna compresión pasa por cojinete directo y toda pasa por las placas de empalme. El espacio también establece la longitud no arriostrada de las placas para el control de compresión..

¿Qué sucede cuando las dos vigas tienen diferentes profundidades??

Las alas de la viga menos profunda se asientan dentro del plano de las placas de las alas., por lo que se incluyen rellenos o cuñas para compensar la diferencia. Los rellenos reducen la resistencia al deslizamiento, por eso AISC 360-16 J3.8 utiliza un factor de relleno de 0.85 cuando hay dos o más. Este ejemplo también utiliza el brazo de palanca de la viga menos profunda para encontrar la fuerza en el ala., lo que da la fuerza mayor.

¿Este ejemplo sigue la 15.ª edición del AISC o el Manual de la 16.ª edición del AISC??

Sigue AISC 360-16 y el Manual AISC 15ª edición, que está escrito alrededor de esa Especificación. El Manual AISC 16.ª edición se combina con el último 360-22 Especificación. Números de cláusulas y algunas disposiciones, incluido el factor de relleno para pernos de deslizamiento crítico, cambiado en la nueva edición, así que verifique las referencias con la edición que utiliza su proyecto..

¿Cómo cambiaría esto para AISC ASD en lugar de LRFD??

Los estados límite y las resistencias nominales son los mismos.. Con AISC ASD usted compara las fuerzas de nivel de servicio con la resistencia nominal dividida por un factor de seguridad en lugar de multiplicarla por un factor de resistencia.. un factor de resistencia de 0.75 se convierte en un factor de seguridad de 2.00, 0.90 se convierte 1.67, y 1.00 se convierte 1.50. Las combinaciones de carga también cambian., por lo que las fuerzas en el ala y el alma son menores.

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Cada número en esta página proviene de una solución.. Elija la configuración de empalme de vigas, entra tus dos rayos, los platos, tornillos, momento, carga cortante y axial, y mira cada una de estas comprobaciones en tu navegador. No hay nada que instalar.

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Referencias

• AISC 360-16, Especificación para edificios de acero estructural: B4.3, D3 (Tabla D3.1), E3 (Eq. E3-2, E3-4), F13.1 (Eq. F13-1), J3.2, J3.3, J3.4 (Tabla J3.4), J3.5 (Tabla J3.5), J3.8 (Eq. J3-4, Tabla J3.1), J3.10 (Eq. J3-6a, J3-6c), J4.1 (Eq. J4-1, J4-2), J4.2 (Eq. J4-3, J4-4), J4.3 (Eq. J4-5), J4.4 (Eq. J4-6); Cuadro de comentarios C-A-7.1.
• Manual de construcción en acero AISC, 15a edición: Parte 1 propiedades de la sección.
• Diseño de conexiones de acero utilizando AISC. 360-16
• Pernos en Diseño de conexión SkyCiv