En ingeniería estructural, La resistencia y estabilidad de las conexiones son de suma importancia para el desempeño general de una estructura.. Un aspecto crítico del diseño de la conexión es la conexión de empalme de la columna., donde la unión de dos columnas es un punto de pivote. Para garantizar la integridad de tales conexiones, los ingenieros pueden acudir al Instituto Americano de Construcción en Acero (AISC) 360-16 especificación. sin embargo, con el avance de la tecnologia, El software de diseño de conexiones como SkyCiv ofrece una alternativa fácil de usar que simplifica el proceso y demuestra ser no solo eficaz sino también rentable..
Los cálculos detrás de las conexiones de empalme de columnas
Calcular la capacidad de una conexión de empalme de columna puede ser una tarea compleja. sin embargo, AISC 360-16 proporciona a los ingenieros una guía completa que desglosa los complejos cálculos en pasos manejables. Esta especificación describe los procedimientos para determinar la capacidad de carga axial, capacidad de momento, y capacidad de corte de una conexión de empalme de columna.
Si bien los cálculos manuales son un sello distintivo de las prácticas de ingeniería tradicionales, la era digital ha dado paso a nuevas herramientas que pueden acelerar significativamente el proceso de diseño. Aquí es donde el software de diseño de conexiones como SkyCiv entra en juego. La interfaz intuitiva de SkyCiv permite a los ingenieros ingresar información de la columna, tamaños de placa, especificaciones de pernos, y condiciones de carga con facilidad. Con la calculadora de empalme de columnas de SkyCiv, El diseño de conexiones de empalme de columnas se convierte en un proceso simplificado que permite a los ingenieros centrarse en el diseño en sí en lugar de en los cálculos..
SkyCiv: Un punto de inflexión en el diseño de conexiones
Lo que diferencia a SkyCiv de sus competidores no es sólo su interfaz fácil de usar., sino también su asequibilidad. En un mundo donde los costos del software de ingeniería pueden acumularse rápidamente, SkyCiv ofrece una solución rentable que no compromete la calidad. Si eres un profesional experimentado o un ingeniero en ciernes, El modelo de precios de SkyCiv garantiza que el diseño de la conexión sea accesible para todos.
Atornillado o soldadura: Elegir el método de conexión correcto
Cuando se trata de conexiones de empalme de columnas, la elección entre atornillar y soldar puede afectar significativamente el diseño. Si bien ambos métodos tienen sus méritos, el empernado es la opción más comúnmente preferida debido a su versatilidad y facilidad de implementación. Los pernos ofrecen la ventaja de ser ajustables y reemplazables, lo cual es esencial en escenarios donde pueden ser necesarios ajustes o modificaciones.
Preparación de la superficie de contacto de la columna: El “Apto para soportar” Acercarse
Una técnica fascinante que los ingenieros suelen emplear para optimizar las conexiones de empalme de la columna es preparar la superficie de contacto de la columna para un “apto para soportar” condición. Esto implica asegurarse de que las superficies de contacto de las columnas estén correctamente alineadas y en pleno contacto. Al hacerlo, las fuerzas de compresión se transfieren a través del cojinete en lugar de depender únicamente de los pernos. Esto no solo mejora la integridad estructural de la conexión, sino que también agrega un elemento de rentabilidad al diseño..
La necesidad de conexiones de empalme de columnas
Las conexiones de empalme de columnas juegan un papel crucial en escenarios donde las columnas deben extenderse, reemplazado, o conectado por varias razones. Estos escenarios surgen cuando la altura de una estructura excede la longitud estándar de las columnas disponibles, o cuando se requiere reacondicionamiento debido a cambios de diseño, modificaciones, o expansión. En esos casos, las conexiones de empalme de columna bien diseñadas y ejecutadas son esenciales para mantener la estabilidad y seguridad de la estructura.
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Ahora vamos a usar el software SkyCiv.
El código de diseño puede ser AISC 360-16 TEA o LRFD. Las unidades pueden ser inglesas/imperiales o SI/métricas. Ahora haga clic en el “Empalme de columnas” teja.
Pestaña Proyecto
Aquí puede especificar los detalles del proyecto en el que está trabajando actualmente..
Pestaña Ensamblaje
Hay tres pestañas en Asamblea. Aquí es donde especificas la columna inferior., Columna superior, y Conexión (Placa de brida y placa web) propiedades.
Pestaña de columna inferior
Aquí puede especificar la sección/forma de la columna inferior y su calidad de material.. Puede elegir material A992 o A36. Pero si está utilizando un material diferente, puede elegir Personalizado e ingresar manualmente los valores Fy y Fu.
Pestaña de columna superior
Entradas similares con la pestaña de la columna inferior pero con una adición para especificar si las columnas son aptas para soportar o no. Si seleccionas “SÍ”, esto significa que la carga de compresión se diseñará en la superficie de contacto de la columna en lugar de en la conexión atornillada., lo que efectivamente dará como resultado un diseño más económico, pero también debe asegurarse de comunicarle a su fabricante que las columnas están preparadas adecuadamente para soportar.
Pestaña Conexión – Botón de placa de brida
Aquí puede especificar las propiedades de la placa de brida. Grado de material de A36, A992 o A572.GR50 pero también puede especificar “Personalizadas” e ingrese manualmente Fy y Fu. Establecer el b (anchura), h (altura), y gracias (grosor) del plato. Ahora no olvide mirar de cerca el renderizador 3D y asegúrese de que la geometría de la placa tenga sentido.. Solo asegúrese de que haya suficiente espacio para los pernos que se colocarán en la pestaña de accesorios más adelante..
Pestaña Conexión – Botón de placa web
Similar a las entradas de botones de placa de brida. Y otra vez, asegúrese de que la conexión tenga sentido mirando el renderizador 3D. Aprovecha su funcionalidad.
Accesorio 1-4 Pestaña
Aquí es donde puede especificar la información de los pernos para las conexiones de placa de ala y placa de alma..
Accesorio 1 – Placa de brida a brida de columna inferior
Accesorio 2 – Placa de brida a brida de columna superior
Accesorio 3 – Placa del alma al alma de la columna inferior
Accesorio 4 – Placa del alma al alma de la columna superior
primero, especificar los tipos de orificios para pernos en las placas del ala/alma de la columna y del ala/alma. Los fabricantes generalmente prefieren usar agujeros estándar (ETS) en miembros y orificios sobredimensionados (OVS) en la placa de brida para permitir un mejor ajuste en el campo.
próximo, seleccione el material o grado del perno. Puedes elegir A307, A325, A490, o una entrada personalizada. Pernos N o X para conexiones tipo rodamiento y SC para conexiones críticas de deslizamiento. Tenga en cuenta que las conexiones de deslizamiento crítico generalmente tienen una menor capacidad de pernos.. Solo debe usar SC cuando hay un presunto deslizamiento en la dirección de la fuerza.. En este ejemplo específico, si usa orificios OVS en cualquiera de las vigas o placas, el perno se comprobará automáticamente como deslizamiento crítico. En cuanto a N contra X, X tiene una mayor capacidad de corte de pernos, pero deberá asegurarse de que las roscas de los pernos estén excluidas del plano de corte, por lo que deberá comunicar esto correctamente con el montador.. y para SC(A) contra SC(B), CAROLINA DEL SUR(B) tiene una mayor capacidad de pernos, pero también necesitará una limpieza más profunda de las capas, por ejemplo, Limpieza a chorro comercial o SSPC-SP6.
próximo, especificar el diámetro del perno. Puedes elegir entre 5/8″ hasta 1-1/2″ diámetro o las unidades métricas equivalentes. Luego, especificar la disposición de los pernos. Puedes elegir hasta 8 filas de tornillos y 12 columnas de pernos. No olvide especificar el espacio entre filas de tornillos, espacio entre columnas de pernos, y calibre de pernos también. En cuanto a “borde” aporte, esta es la distancia desde el extremo de la columna hasta la primera columna de tornillos.
Ficha Cargas
No olvide ingresar la carga de compresión/tracción 'Fy', carga de corte horizontal bajo 'Fz', y fuerte carga de momento del eje bajo 'Mx'. Pase el cursor sobre la información sobre herramientas para tener una mejor idea de la dirección de estas cargas..
Ficha Análisis
Y finalmente, hacer clic “Ejecutar comprobaciones de diseño”. Si se perdió alguna entrada necesaria en las pestañas anteriores, esto le notificará que complete las entradas que faltan.
Después de hacer clic “Ejecutar comprobaciones de diseño”, puede ver un resumen si su conexión falló o no. si falló, cambiar manualmente las entradas en las pestañas anteriores y luego, hacer clic “Vuelva a ejecutar las comprobaciones de diseño”. Cuando finalmente está bien, hacer clic “Obtener informe de cálculo” para ver el informe detallado.
Lo que ve arriba es un fragmento del informe de cálculo detallado. Como puedes ver, hay una referencia al manual y/o especificación AISC. Esto debería facilitar que el ingeniero de firmas coteje los cálculos.. Nuestros cálculos son muy legibles.. Está escrito de forma similar a cómo está escrito en el manual., especificación, o guías de diseño.
aquíEs una copia en PDF del informe de cálculo detallado completo.. Échale un vistazo!
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