Comment concevoir une connexion par moment avec plaque à bride

Pour concevoir un assemblage de moment de plaque à bride boulonnée à AISC 360, vous transformez le moment d'extrémité de la poutre en une paire de forces de bride et vérifiez tout ce que la force traverse. Cela signifie un glissement des boulons de bride, roulement de boulon et arrachement, cisaillement de bloc, tension et compression dans la plaque à bride, traction et rupture en flexion de la poutre au niveau des trous, la soudure à la colonne, et la semelle et l'âme du poteau. Une plaque d'âme séparée supporte la cisaille et est vérifiée comme une languette de cisaillement.

Cette page fonctionne à travers un exemple réel du début à la fin: une poutre W24x84 encadrant la semelle d'un poteau W14x211, avec un 300 moment de saut, a 250 cisaillement et 100 coup de charge axiale, conçu pour AISC 360-16 LRFD et le manuel AISC 15e édition. Les plaques à bride sont 1/2 en épaisseur avec huit 1 en boulons à glissement critique A490 chacun, et la plaque d'âme est 1 en épaisseur avec dix 1 dans les boulons A490-N. Chaque équation est écrite avec ses chiffres, dans le même ordre que la feuille de calcul AISC, le Conception de connexion SkyCiv le module produit pour cela.

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Qu'est-ce qu'une connexion par moment de plaque à bride?

Un assemblage de moment de plaque à semelle transfère le moment d'extrémité d'une poutre à un poteau via deux plaques., un à chaque semelle de poutre. Chaque plaque est soudée en atelier à la semelle du poteau et boulonnée sur place à la semelle de la poutre., et une plaque d'âme séparée porte la cisaille. C'est un totalement retenu (FR) connexion moment sous AISC 360-16 B3.4(b).

On l'appelle également plaque à bride boulonnée ou connexion de moment à bride plaquée.. Les fabricants l'apprécient car tout le soudage a lieu en atelier et la poutre n'est boulonnée que sur le terrain.. Les plaques à bride supportent le moment sous forme de couple de traction et de compression, la plaque d'âme est un connexion à plaque unique (une languette de cisaillement) pour la cisaille, et le poteau doit supporter les forces concentrées des brides. Vous pouvez vérifier celui-ci directement dans le calculateur de connexion de plaque à bride, et les autres types sont sur le connexions moment de SkiCiv.

Élévation de l'exemple de connexion. Les plaques à bride sont soudées à la colonne avec 1/4 en congés et boulonnés aux ailes de la poutre. La plaque d'âme est soudée avec 7/16 en congés et boulonné à l'âme de la poutre. Il y a un 1/4 dans l'espace de montage au niveau de chaque plaque de bride, rempli de cales au besoin.

Section A-A. Chaque plaque à bride comporte deux lignes de quatre boulons à la fois. 5 1/2 en jauge, dans des trous surdimensionnés dans la plaque et des trous standard dans la semelle de la poutre.

Comment concevoir un assemblage par moment de plaque à bride? Les étapes en un coup d'œil

La connexion de la plaque à bride est vérifiée en premier, pour la force de la bride due au moment et à la charge axiale. La plaque d'âme est vérifiée en deuxième, pour la cisaille.

1. Vérifiez les limites de détail au niveau de l'aile de la poutre.: jauge, espacement et distances aux bords.
2. Trouver la force de la bride et vérifier le glissement des boulons critiques.
3. Vérifier le roulement du boulon et l'arrachement de la plaque à bride.
4. Vérifier le roulement des boulons et l'arrachement de la bride de la poutre.
5. Vérifiez le cisaillement du bloc de la plaque à bride pour trois modèles d'arrachement.
6. Vérifier le cisaillement du bloc de la semelle de la poutre.
7. Vérifier la tension et la rupture de la plaque à bride.
8. Vérifier la rupture en tension de la poutre, avec décalage de cisaillement.
9. Vérifier la rupture par flexion de la poutre au niveau des trous de boulons de la bride.
10. Vérifier la plaque à bride en compression.
11. Vérifiez la limite de détail sur la face du poteau.
12. Vérifiez la soudure d'angle de la plaque à bride à la bride de la colonne..
13. Vérifiez la semelle et l'âme du poteau pour connaître la force concentrée de la bride..
14. Vérifiez les limites de détail de la plaque d'âme.
15. Vérifier le cisaillement du groupe de boulons sur la plaque d'âme.
16. Vérifier le roulement du boulon et l'arrachement de la plaque d'âme.
17. Vérifier le roulement des boulons et l'arrachement de l'âme de la poutre.
18. Combiner le cisaillement, roulement et déchirure par boulon pour une résistance efficace du groupe.
19. Vérifier le cisaillement du bloc de la plaque d'âme.
20. Vérifier la limite d'élasticité au cisaillement et la rupture par cisaillement de la plaque d'âme.
21. Vérifiez la limite de détail pour la soudure de la plaque d'âme..
22. Vérifiez la soudure d'angle entre la plaque d'âme et la bride du poteau..

Entrées de conception pour cet exemple

Le code de conception est AISC 360-16 LRFD. Les propriétés de la section proviennent du manuel AISC.

 

 

 

Partie 1: la connexion de la plaque à bride

Pas 1 à 13 vérifier les plaques à bride, les ailes de la poutre, les soudures à la colonne et la colonne elle-même, le tout pour la force de bride calculée à l'étape 2.

Étape 1: Limites de détail au niveau de l'aile de la poutre (AISC 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

Avant tout contrôle de solidité, la disposition des boulons doit être constructible et correspondre aux hypothèses derrière les équations de résistance. Les boulons trop serrés se déchirent entre les trous, et les bords trop rapprochés se déchirent.

L'espacement minimum des boulons est [mathin] 2\tfrac{2}{3} d_{b} [mathin] à partir de J3.3. La distance minimale au bord d'un 1 dans le boulon est 1 1/4 dans le tableau J3.4, quelle est la limite sur la semelle de la poutre, où les trous sont standards. La plaque à bride a des trous surdimensionnés, donc le tableau J3.5 ajoute 1/8 in, ce qui amène ses limites de distance aux bords à 1.375 in. La jauge a son propre minimum, de sorte que les deux lignes de boulons s'ajustent à travers la bride avec de la place pour installer les boulons.

[math] s_{min} = 2\tfrac{2}{3}\, d_{b} = 2.667 \times (1\,in) = 2.667\,in [math]

Pour une limite minimale, le rapport est la limite sur la valeur réelle, et pour un maximum, c'est un dépassement réel de la limite. La ligne directrice est la distance au bord horizontal de la plaque.:

[math] DCR = \frac{1.375\,in}{1.5\,in} = 0.917 [math]

DCR = 0.917 < 1.0, d'accord

Étape 2: Force de bride et résistance critique des boulons au glissement (AISC 360-16 J3.8)

Le moment est transmis sous la forme d'un couple de forces égales et opposées dans les deux ailes de la poutre., et les boulons de la plaque à bride doivent supporter cette force sans glisser. Ces boulons sont critiques au glissement car la plaque à bride comporte des trous surdimensionnés, quel AISC 360-16 J3.2 autorise uniquement les connexions à glissement critique.

Force de bride

Le moment est divisé par la distance entre les centres de gravité des ailes de la poutre., [mathin] d_{bm} – t_{fb} [mathin]. La plaque d'âme est conçue uniquement pour le cisaillement, donc la charge axiale va aux plaques à bride, la moitié à chacun:

[math] P_{uF} = \frac{M_{ux}}{d_{bm} – t_{fb}} + \frac{P_{u}}{2} [math]

[math] P_{uF} = \frac{(300\,kip\text{-}ft)}{(24.1\,in) – (0.77\,in)} + \frac{(100\,kip)}{2} [math]

[math] P_{uF} = 204.31\,kip [math]

La tension axiale et la compression sont toutes deux 100 kip, donc la force de la bride est 204.31 kip de toute façon: la tension s'ajoute à la bride de tension et la compression s'ajoute à la bride de compression. Chaque chèque en partie 1 utilise cette seule valeur.

Résistance au glissement

Où [mathin] \phi = 0.85 [mathin] est le facteur de résistance pour les trous surdimensionnés, [mathin] \mu = 0.5 [mathin] est le coefficient de glissement moyen pour les surfaces de contact de classe B, [mathin] D_{u} = 1.13 [mathin] relie la prétension moyenne installée au minimum spécifié, [mathin] h_{f} = 0.85 [mathin] est le facteur de remplissage, [mathin] T_{b} = 64\,kip [mathin] est la prétention minimale d'un 1 dans le boulon A490 du tableau J3.1, et il y a [mathin] N_{s} = 1 [mathin] plan de glissement:

[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 (4) [math]

[math] \phi R_{n} = 209\,kip [math]

DCR = 204.31 kip / 209 kip = 0.978 < 1.0, d'accord

Le facteur de remplissage de 0.85 est la valeur J3.8 pour deux charges ou plus entre les pièces connectées. Le dessin demande des cales comme requis au 1/4 dans l'espace d'érection, donc le design ne compte pas qu'il y en ait un seul. À 0.978 c'est l'un des deux contrôles les plus stricts en matière de connexion.

Étape 3: Roulement de boulon et arrachement sur la plaque à bride (AISC 360-16 J3.10)

Les boulons critiques au glissement doivent également avoir suffisamment de résistance en tant que boulons de roulement, au cas où le joint glisserait. Chaque boulon pousse sur le bord de son trou dans la plaque. La plaque soit se déforme au niveau du trou (palier, plafonné à 2.4 d t Fu) ou déchire une bande jusqu'au trou suivant ou jusqu'au bout de la plaque (arrachement, 1.2 lc t Fu). Les boulons les plus proches de l'extrémité de la plaque ont la distance libre la plus courte, donc ce sont eux les plus faibles.

Distance libre pour les boulons d'extrémité, avec [mathin] d_{h} = 1.25\,in [mathin], la dimension du trou surdimensionné le long de la longueur de la barre:

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

Distance libre entre les autres boulons:

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

Le boulon d'extrémité de chacune des deux lignes utilise [mathin] l_{c1} [mathin], et les trois autres dans chaque ligne utilisent [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 0.875\,in,\, 2.4 \times 1\,in\right)(0.5\,in)(65\,ksi)(2) + \min\left(1.2 \times 1.75\,in,\, 2.4 \times 1\,in\right)(0.5\,in)(65\,ksi)(2)(4 – 1) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = 358.31\,kip [math]

DCR = 204.31 kip / 358.31 kip = 0.570 < 1.0, d'accord

Étape 4: Appui de boulon et arrachement sur la semelle de la poutre (AISC 360-16 J3.10)

Le même contrôle s'applique à la semelle de la poutre, qui a des trous standards ([mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin]) et est plus épais que la plaque.

[math] l_{c1} = L_{eh,bf} – \frac{d_{h}}{2} = (1.5\,in) – \frac{(1.125\,in)}{2} = 0.9375\,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_{fb} F_{ub}\, n_{r} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{fb} F_{ub}\, n_{r} \left( n_{c} – 1 \right) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times 0.9375\,in,\, 2.4 \times 1\,in\right)(0.77\,in)(65\,ksi)(2) + \min\left(1.2 \times 1.875\,in,\, 2.4 \times 1\,in\right)(0.77\,in)(65\,ksi)(2)(4 – 1) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = 591.22\,kip [math]

DCR = 204.31 kip / 591.22 kip = 0.346 < 1.0, d'accord

Étape 5: Cisaillement du bloc de la plaque à bride (AISC 360-16 J4.3)

Un bloc de la plaque à bride peut se déchirer le long des lignes de boulons: cisaillement le long d'une ligne de trous plus tension à travers la plaque. Avec deux lignes de boulons, il y a trois façons pour que cela se produise, et le plus faible gouverne. Chaque trou ajoute 1/16 en cas de dommages lors du poinçonnage (B4.3), et [mathin] d_{h} = 1.25\,in [mathin] pour les trous surdimensionnés dans les deux sens.

motif L: un plan de cisaillement, tension à travers les boulons jusqu'à un bord

[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} = (0.5\,in) \times \left[ (2 – 2)(3\,in) + 5.5\,in + 3.625\,in – (2 – 0.5)(1.25\,in + 0.0625\,in) \right] = 3.5781\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = t_{fp} \left[ L_{eh,fp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = (0.5\,in) \times \left[ 1.5\,in + (4 – 1)(3\,in) \right] = 5.25\,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] = (0.5\,in) \times \left[ 1.5\,in + (3)(3\,in) – (3.5)(1.3125\,in) \right] = 2.9531\,in^{2} [math]

Avec [mathin] U_{bs} = 1 [mathin] pour une tension 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 2.9531 + 1 \times 65 \times 3.5781 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 5.25 + 1 \times 65 \times 3.5781 \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 260.81\,kip [math]

motif en U: deux plans de cisaillement, tension entre les lignes de boulons

[math] A_{gv} = 2\, t_{fp} \left[ L_{eh,fp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 2 \times (0.5\,in) \times \left[ 1.5\,in + (3)(3\,in) \right] = 10.5\,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] = 5.9062\,in^{2} [math]

[math] A_{nt} = t_{fp} \left[ (n_{r} – 2)\, s_{r} + g_{a} – (n_{r} – 1)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.5\,in) \times \left[ 0 + 5.5\,in – (1)(1.3125\,in) \right] = 2.0937\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 5.9062 + 1 \times 65 \times 2.0937 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 10.5 + 1 \times 65 \times 2.0937 \right) = 274.83\,kip [math]

2motif L: deux plans de cisaillement, tension de chaque ligne de boulons jusqu'à son bord

[math] A_{nt} = 2\, t_{fp} \left[ L_{ev,fp} – 0.5\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 2 \times (0.5\,in) \times \left[ 3.625\,in – 0.5 \times (1.3125\,in) \right] = 2.9687\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 5.9062 + 1 \times 65 \times 2.9687 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 10.5 + 1 \times 65 \times 2.9687 \right) = 317.48\,kip [math]

Cisaillement du bloc directeur

[math] \phi R_{n} = \min\left( 260.81\,kip,\, 274.83\,kip,\, 317.48\,kip \right) = 260.81\,kip [math]

DCR = 204.31 kip / 260.81 kip = 0.783 < 1.0, d'accord

Le modèle L prévaut car il n'a qu'un seul plan de cisaillement. Ce logiciel 12.75 dans la plaque est plus large que le 9.02 dans la semelle de poutre, ce qui donne aux bandes extérieures beaucoup de zone de tension dans le modèle 2L.

Étape 6: Cisaillement de bloc de la semelle de poutre (AISC 360-16 J4.3)

La semelle de la poutre peut se déchirer de la même manière. Ses bords sont seulement 1.76 à l'extérieur des lignes de boulons, donc le bloc critique est le modèle 2L: les deux bandes extérieures de la bride se cisaillent le long des lignes de boulons et se détachent sous tension.

[math] A_{nt} = t_{fb} \left[ b_{fb} – g_{a} – (n_{r} – 1)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.77\,in) \times \left[ 9.02\,in – 5.5\,in – (1)(1.125\,in + 0.0625\,in) \right] = 1.796\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2\, t_{fb} \left[ L_{eh,bf} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 2 \times (0.77\,in) \times \left[ 1.5\,in + (3)(3\,in) \right] = 16.17\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2\, t_{fb} \left[ L_{eh,bf} + (n_{c} – 1)\, s_{c} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 2 \times (0.77\,in) \times \left[ 10.5\,in – (3.5)(1.1875\,in) \right] = 9.7694\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 9.7694 + 1 \times 65 \times 1.796 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 16.17 + 1 \times 65 \times 1.796 \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 373.31\,kip [math]

DCR = 204.31 kip / 373.31 kip = 0.547 < 1.0, d'accord

Étape 7: Cèdement à la traction et rupture de la plaque à bride (AISC 360-16 J4.1)

Du côté des tensions, la plaque à bride est un élément de tension court. Sa section brute ne doit pas céder, et sa section nette à travers la rangée de trous ne doit pas se rompre.

La tension cède (Eq. J4-1)

[math] \phi R_{n,ty} = \phi\, F_{yp}\, t_{fp}\, b_{fp} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (0.5\,in) \times (12.75\,in) = 286.88\,kip [math]

Rupture de tension (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 (0.5\,in) \times \left[ 12.75\,in – (2) \times (1.25\,in + 0.0625\,in) \right] = 246.8\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( 286.88\,kip,\, 246.8\,kip \right) = 246.8\,kip [math]

DCR = 204.31 kip / 246.8 kip = 0.828 < 1.0, d'accord

Étape 8: Rupture en traction de la poutre avec décalage de cisaillement (AISC 360-16 D3, J4.1)

La force de la bride doit également pénétrer dans la poutre. La moitié du faisceau, un WT composé d'une semelle et de la moitié de l'âme, est traité comme l'élément de tension. Les boulons relient uniquement la bride, donc le Web est à la traîne dans la gestion du stress, et le facteur de décalage de cisaillement U réduit la surface nette effective.

Extrait du cas du tableau D3.1 2, où [mathin] \bar{y} = 3.0217\,in [mathin] est la distance entre la bride et le centre de gravité du WT et l est la longueur de la connexion, de la première colonne de boulons à la dernière:

[math] U = 1 – \frac{\bar{y}}{l} = 0.66439 [math]

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

[math] \phi R_{n,tr} = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.66439) \times \left[ 0.5 \times (24.7\,in^{2}) – (2) \times (1.125\,in + 0.0625\,in) \times (0.77\,in) \right] [math]

[math] \phi R_{n,tr} = 340.78\,kip [math]

DCR = 204.31 kip / 340.78 kip = 0.600 < 1.0, d'accord

Étape 9: Rupture par flexion de la poutre au niveau des trous de boulons de la bride (AISC 360-16 F13.1)

Les trous de boulons extraient le matériau de la semelle de tension de la poutre là où le moment est le plus important.. F13.1 vérifie si ces trous réduisent la résistance à la flexion de la poutre, et s'ils le font, de combien.

Surface brute et nette de la bride de tension

[math] A_{fg} = b_{fb}\, t_{fb} = (9.02\,in) \times (0.77\,in) = 6.9454\,in^{2} [math]

[math] A_{fn} = A_{fg} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) t_{fb} = (6.9454\,in^{2}) – (2) \times (1.125\,in + 0.0625\,in) \times (0.77\,in) = 5.1166\,in^{2} [math]

La rupture par traction s'applique-t-elle?

[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 (5.1166\,in^{2}) = 332.58\,kip [math]

[math] Y_{t} F_{y} A_{fg} = (1) \times (50\,ksi) \times (6.9454\,in^{2}) = 347.27\,kip [math]

Parce que [mathin] F_{u} A_{fn} \lt Y_{t} F_{y} A_{fg} [mathin], la bride nette se rompt avant que la bride brute ne cède, donc l'état limite de rupture en traction s'applique.

Résistance à la flexion au niveau des trous (Eq. F13-1)

[math] M_{n} = \frac{F_{ub} A_{fn}}{A_{fg}}\, S_{x} = \frac{(65\,ksi) \times (5.1166\,in^{2})}{(6.9454\,in^{2})} \times (196.46\,in^{3}) = 783.95\,kip\text{-}ft [math]

En tant que force de bride, comparer avec [mathin] P_{uF} [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \frac{\phi\, M_{n}}{d_{bm} – t_{fb}} = \frac{(0.9) \times (783.95\,kip\text{-}ft)}{(24.1\,in) – (0.77\,in)} = 362.91\,kip [math]

DCR = 204.31 kip / 362.91 kip = 0.563 < 1.0, d'accord

Étape 10: Résistance à la compression de la plaque à bride (AISC 360-16 J4.4)

Côté compression, la plaque à bride est une colonne courte. S'il est assez trapu, il atteint sa limite d'élasticité sans se déformer, et AISC 360-16 J4.4 vous permet d'ignorer la vérification complète de la colonne du chapitre E..

Le rapport prend la longueur non contreventée de la plaque comme [mathin] L_{k,fp} = 3\,in [mathin] avec [mathin] K = 1.2 [mathin], la valeur de calcul recommandée dans le tableau commentaire C-A-7.1 pour un élément fixé contre la rotation aux deux extrémités mais libre de translation à une extrémité. Pour une assiette rectangulaire, [mathin] r = t_{fp} / \sqrt{12} [mathin]:

[math] \frac{K L}{r} = \frac{(1.2) \times (3\,in)}{(0.5\,in) / \sqrt{12}} = 24.942 \le 25 [math]

Puisque KL/r n’est pas plus que 25, Eq. J4-6 s'applique:

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{yp}\, t_{fp}\, b_{fp} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (0.5\,in) \times (12.75\,in) = 286.88\,kip [math]

DCR = 204.31 kip / 286.88 kip = 0.712 < 1.0, d'accord

Le rapport de 24.942 est juste en dessous de la limite de 25. Une plaque plus fine ou une longueur non contreventée plus longue pousserait la plaque dans les équations de flambement du chapitre E..

Étape 11: Limite de détail au niveau de la face du poteau

La soudure de la plaque de semelle se trouve dans l'espace entre la semelle du poteau et l'extrémité de la poutre., la soudure ne peut donc pas être plus grande que le jeu de la poutre.

[math] DCR = \frac{W}{clr} = \frac{0.25\,in}{0.5\,in} = 0.5 [math]

DCR = 0.500 < 1.0, d'accord

Étape 12: Capacité de soudure d'angle, plaque à bride sur bride de colonne (AISC 360-16 J2.4)

Toute la force de la bride passe à travers les soudures d'angle qui relient la plaque à bride au poteau.. Leur capacité de soudure d'angle dépend de la taille, longueur et direction de la charge. Le métal de base de chaque côté de la soudure, ici la plaque et la bride de colonne, peut également limiter l'importance de la taille de la soudure.

Limite de métal de base sur la taille de la soudure (Éq. manuel AISC. 9-2)

[math] D_{max} = \frac{ \min\left( \frac{t_{fp}}{2} F_{up},\; t_{fs} F_{us} \right) }{3.09\,kip/in \times \left( F_{EXX} / 70\,ksi \right)} = \frac{ \min\left( (0.25\,in)(65\,ksi),\; (1.56\,in)(65\,ksi) \right) }{(3.09\,kip/in)(1)} = 5.2589 [math]

Donc jusqu'à 5.26/16 pouces de taille de soudure compte. Ce logiciel 1/4 in (4/16 in) la soudure est en dessous, donc sa taille réelle est utilisée.

Longueur efficace

La soudure s'étend sur toute la largeur de la plaque sur les deux faces de la plaque, chaque ligne réduite de 2W aux extrémités. La plaque est plus étroite que la bride de la colonne, donc la largeur de la plaque définit la longueur:

[math] L_{w} = 2 \left[ \min\left( b_{fp},\, b_{fs} \right) – 2W \right] = 2 \times \left[ \min\left( 12.75\,in,\, 15.8\,in \right) – 2 \times (0.25\,in) \right] = 24.5\,in [math]

Force de soudure

La force de la bride agit perpendiculairement aux lignes de soudure, donc [mathin] \theta = 90^{\circ} [mathin] et le facteur directionnel [mathin] 1 + 0.5 \sin^{1.5}\theta [mathin] est 1.5:

[math] \phi R_{n} = \phi\, 0.6\, F_{EXX} \frac{\sqrt{2}}{2} \min\left( W,\, \frac{D_{max}}{16} \right) (1.5)\, L_{w} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times 0.6 \times (70\,ksi) \times \frac{\sqrt{2}}{2} \times (0.25\,in) \times (1.5) \times (24.5\,in) [math]

[math] \phi R_{n} = 204.64\,kip [math]

DCR = 204.31 kip / 204.64 kip = 0.998 < 1.0, d'accord

Il s'agit du contrôle déterminant de l'ensemble de la connexion.. Ce logiciel 1/4 dans la soudure supporte la force de la bride avec presque rien à revendre, et seulement parce que le 1.5 le facteur directionnel s'applique. Sans ça, la soudure devrait être d'environ 3/8 in.

Étape 13: Bride et âme de poteau sous la force de la bride (AISC 360-16 J10)

Chaque plaque à bride transmet sa force à la colonne sous forme de charge concentrée. La bride de la colonne peut se plier, le web peut rapporter, paralyser ou boucler en dessous, et la zone du panneau doit supporter le moment sous forme de cisaillement. Si l'un de ces éléments échoue, la colonne a besoin de raidisseurs ou d'une plaque double, ou une section plus lourde.

Cintrage local des brides (Eq. J10-1)

[math] \phi R_{n,flb} = \phi\, 6.25\, F_{ys}\, t_{fs}^{2} = (0.9) \times 6.25 \times (50\,ksi) \times (1.56\,in)^{2} = 684.45\,kip [math]

Flambage par compression de l'âme (Eq. J10-8)

Le rapport utilise la dimension T de la colonne, [mathin] T_{sup} = 10\,in [mathin], pour la profondeur de l'âme dans cette équation, avec [mathin] Q_{f} = 1 [mathin]:

[math] \phi R_{n,wcb} = \phi \left( \frac{24\, t_{ws}^{3} \sqrt{E\, F_{ys}}}{T_{sup}} \right) Q_{f} = (0.9) \times \left( \frac{24 \times (0.98\,in)^{3} \times \sqrt{(29000\,ksi) \times (50\,ksi)}}{(10\,in)} \right) \times (1) = 2448\,kip [math]

Strictement, J10.5 s'applique lorsque les forces de compression agissent sur les deux semelles du poteau au même niveau., comme lorsque des poutres encadrent des deux côtés. Le vérifier pour une connexion unilatérale est prudent, et ici, il est loin de gouverner.

Web local paralysant (Eq. J10-4)

La longueur du roulement [mathin] l_{b} = 0.5\,in [mathin] est l'épaisseur de la plaque de bride:

[math] \phi R_{n,wlc} = \phi\, 0.8\, t_{ws}^{2} \left[ 1 + 3 \left( \frac{l_{b}}{d_{sup}} \right) \left( \frac{t_{ws}}{t_{fs}} \right)^{1.5} \right] \sqrt{\frac{E\, F_{ys}\, t_{fs}}{t_{ws}}}\, Q_{f} [math]

[math] \phi R_{n,wlc} = (0.75) \times 0.8 \times (0.98\,in)^{2} \times \left[ 1 + 3 \times \left( \frac{0.5\,in}{15.7\,in} \right) \times \left( \frac{0.98\,in}{1.56\,in} \right)^{1.5} \right] \times \sqrt{\frac{(29000\,ksi) \times (50\,ksi) \times (1.56\,in)}{(0.98\,in)}} \times (1) = 917.11\,kip [math]

Rendement Web local (Eq. J10-2)

[math] \phi R_{n,wly} = \phi\, F_{ys}\, t_{ws} \left( 5\, k_{des} + l_{b} \right) = (1) \times (50\,ksi) \times (0.98\,in) \times \left( 5 \times 2.16\,in + 0.5\,in \right) = 553.7\,kip [math]

Cisaille d'âme de zone de panneau (Eq. J10-9)

[math] \phi R_{n,wpz} = \phi\, 0.6\, F_{ys}\, d_{sup}\, t_{ws} = (0.9) \times 0.6 \times (50\,ksi) \times (15.7\,in) \times (0.98\,in) = 415.42\,kip [math]

Force de la colonne dirigeante

[math] \phi R_{n} = \min\left( 684.45,\, 2448,\, 917.11,\, 553.7,\, 415.42 \right) = 415.42\,kip [math]

DCR = 204.31 kip / 415.42 kip = 0.492 < 1.0, d'accord

La colonne W14x211 possède un 1.56 en bride et un 0.98 sur le Web, il n'a donc pas besoin de raidisseurs ou de plaque double pour cette force de bride. Le cisaillement de la zone du panneau régit les vérifications des colonnes.

Partie 2: la connexion de la plaque d'âme

Pas 14 à 22 vérifiez la plaque d'âme, une connexion à plaque unique qui porte le 250 cisaillement. Parce que les plaques à bride rendent le joint entièrement retenu, la plaque d'âme n'a pas besoin de tourner comme une simple languette de cisaillement, et les contrôles qui existent uniquement pour maintenir une languette de cisaillement flexible ne font pas partie de cette conception.

Étape 14: Limites détaillées de la plaque d'âme (AISC 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

La disposition des boulons de la plaque d'âme doit respecter les mêmes règles d'espacement et de distance entre les bords., et la plaque doit être suffisamment profonde pour stabiliser l'âme de la poutre tout en s'insérant entre les ailes de la poutre.

La plaque est dotée de trous horizontaux à fentes courtes. La distance du bord horizontal est mesurée le long de la fente, donc le tableau J3.5 ajoute 1/8 et la limite devient 1.375 in. La distance du bord vertical est mesurée à travers la fente et reste à 1.25 in.

[math] DCR = \frac{1.375\,in}{1.5\,in} = 0.917 [math]

DCR = 0.917 < 1.0, d'accord

Étape 15: Cisaillement du groupe de boulons sur la plaque d'âme (AISC 360-16 J3.6)

Les dix boulons d'âme partagent le 250 cisaillement. Dans une simple languette de cisaillement, l'excentricité de la réaction réduirait le groupe à moins de dix boulons’ valeur de force. Ici, le rapport utilise un coefficient de groupe de boulons C = 10, le nombre total de boulons, car le moment final est pris par les plaques à bride et les boulons d'âme supportent directement le cisaillement.

Où [mathin] \phi = 0.75 [mathin], [mathin] F_{nv} = 68\,ksi [mathin] pour un boulon A490-N, [mathin] N_{s} = 1 [mathin] plan de cisaillement, et [mathin] h_{f} = 1 [mathin] parce qu'il n'y a pas de remplissage (J5.2(a)):

[math] h_{f} = 1 – 0.4 \left( t – 0.25\,in \right) = 1 – 0.4 \left( 0\,in – 0.25\,in \right) \le 1 \;\Rightarrow\; h_{f} = 1 [math]

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{nv}\, \frac{\pi}{4} d_{b}^{2}\, N_{s}\, C\, h_{f} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times (68\,ksi) \times \frac{\pi}{4} (1\,in)^{2} \times (1) \times (10) \times (1) [math]

[math] \phi R_{n} = 400.55\,kip [math]

DCR = 250 kip / 400.55 kip = 0.624 < 1.0, d'accord

Pour un groupe de boulons où l'excentricité réduit C, l' calcul du groupe de boulons à l'aide d'ICOR montre comment le coefficient est trouvé.

Étape 16: Roulement de boulon et arrachement sur la plaque d'âme (AISC 360-16 J3.10)

Chaque boulon appuie sur son trou dans la plaque d'âme. Le boulon inférieur de chaque ligne a une courte distance libre par rapport au bord de la plaque., donc c'est le faible. Les fentes sont horizontales et la charge est verticale, donc la dimension du trou à travers la fente, [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin], est utilisé.

[math] l_{c1} = L_{ev,pl} – \frac{d_{h}}{2} = (1.5\,in) – \frac{(1.125\,in)}{2} = 0.9375\,in [math]

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

Une ligne de boulons est élaborée et mise à l'échelle par [mathin] C / n_{r} = 10 / 5 [mathin] pour les deux lignes:

[math] \phi R_{n} = \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] \frac{C}{n_{r}} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.125,\, 2.4\right)(1)(65) + \min\left(2.25,\, 2.4\right)(1)(65)(5 – 1) \right] \times \frac{10}{5} [math]

[math] \phi R_{n} = 987.19\,kip [math]

DCR = 250 kip / 987.19 kip = 0.253 < 1.0, d'accord

Étape 17: Appui de boulon et arrachement sur l'âme de la poutre (AISC 360-16 J3.10)

Le même contrôle s'applique à l'âme de la poutre. La poutre n'est pas chantée et ses ailes sont éloignées des boulons, donc il n'y a pas de bord à arracher, et chaque boulon porte comme un boulon intérieur.

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

[math] \phi R_{n} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{wb} F_{ub}\, C [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times 1.875\,in,\, 2.4 \times 1\,in\right) \times (0.47\,in) \times (65\,ksi) \times (10) [math]

[math] \phi R_{n} = 515.53\,kip [math]

DCR = 250 kip / 515.53 kip = 0.485 < 1.0, d'accord

Étape 18: Résistance effective du groupe de boulons d'âme (AISC 360-16 J3.6 Commentaire)

En pratique, chaque boulon délivre le minimum de sa résistance au cisaillement et de sa résistance à l'appui ou à l'arrachement dans chaque pli qu'il traverse., et la force du groupe est la somme de ces valeurs par boulon.

[math] \phi r_{v} = \phi\, F_{nv}\, \frac{\pi}{4} d_{b}^{2}\, N_{s}\, h_{f} = (0.75) \times (68\,ksi) \times \frac{\pi}{4} (1\,in)^{2} \times (1) \times (1) = 40.055\,kip [math]

[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(1.125\,in,\, 2.4\,in\right) \times (1\,in) \times (65\,ksi) = 54.844\,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(2.25\,in,\, 2.4\,in\right) \times (1\,in) \times (65\,ksi) = 109.69\,kip [math]

[math] \phi r_{n2} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{wb} F_{ub} = (0.75) \times \min\left(2.25\,in,\, 2.4\,in\right) \times (0.47\,in) \times (65\,ksi) = 51.553\,kip [math]

Les boulons sont numérotés à partir du haut de la ligne, alors boulon 5 est le boulon de bord sur la plaque:

[math] \sum \phi r_{eff} = n_{1}\, \phi r_{eff,1} + n_{2}\, \phi r_{eff,2} = (4) \times (40.055\,kip) + (1) \times (40.055\,kip) = 200.28\,kip [math]

[math] \phi R_{n,eff} = \frac{C}{n_{r}} \sum \phi r_{eff} = \frac{10}{5} \times (200.28\,kip) = 400.55\,kip [math]

DCR = 250 kip / 400.55 kip = 0.624 < 1.0, d'accord

Chaque boulon est limité par le cisaillement des boulons AISC, pas par roulement de boulon. Ce logiciel 1 en assiette et le 0.47 dans la toile sont suffisamment épais pour que les boulons cèdent en premier, de sorte que la résistance effective est égale à la résistance au cisaillement du groupe de boulons de l'étape 15. Vous pouvez exécuter la même connexion dans le calculateur de conception de connexion gratuit et essayez une plaque d'âme plus fine pour voir quand le roulement commence à gouverner.

Étape 19: Cisaillement du bloc de la plaque d'âme (AISC 360-16 J4.3)

Un bloc de la plaque d'âme peut se déchirer le long des boulons: cisailler la ligne extérieure des trous et exercer une tension sur les deux colonnes de boulons jusqu'au bord libre de la plaque.

La zone de tension nette s'étend le long des fentes, donc il utilise la longueur de la fente, [mathin] d_{h} = 1.3125\,in [mathin]:

[math] A_{nt} = t_{p} \left[ (n_{c} – 1)\, s_{c} + L_{eh,pl} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (1\,in) \times \left[ (1)(3\,in) + 1.5\,in – (1.5)(1.3125\,in + 0.0625\,in) \right] = 2.4375\,in^{2} [math]

Surfaces de cisaillement brutes et nettes, avec [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin] à travers les fentes:

[math] A_{gv} = t_{p} \left[ L_{ev,pl} + (n_{r} – 1)\, s_{r} \right] = (1\,in) \times \left[ 1.5\,in + (4)(3\,in) \right] = 13.5\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = t_{p} \left[ d_{p} – L_{ev,pl} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (1\,in) \times \left[ 15\,in – 1.5\,in – (4.5)(1.1875\,in) \right] = 8.1563\,in^{2} [math]

Avec deux colonnes de boulons, la colonne la plus proche du bord supporte plus de tension que l'autre, donc la contrainte dans la zone de tension n'est pas uniforme et [mathin] U_{bs} = 0.5 [mathin]:

[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 8.1563 + 0.5 \times 65 \times 2.4375 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 13.5 + 0.5 \times 65 \times 2.4375 \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 297.98\,kip [math]

DCR = 250 kip / 297.98 kip = 0.839 < 1.0, d'accord

Étape 20: Déformation en cisaillement et rupture par cisaillement de la plaque d'âme (AISC 360-16 J4.2)

La cisaille complète traverse la plaque d'âme. La section brute ne doit pas céder, et la section du filet à travers les trous de boulons ne doit pas se rompre.

Cédant au cisaillement (Eq. J4-3)

[math] A_{gv} = d_{p}\, t_{p} = (15\,in) \times (1\,in) = 15\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{yp} A_{gv} = (1.00) \times 0.6 \times (50\,ksi) \times (15\,in^{2}) = 450\,kip [math]

Rupture par cisaillement (Eq. J4-4)

[math] A_{nv} = t_{p} \left[ d_{p} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (1\,in) \times \left[ 15\,in – (5) \times (1.125\,in + 0.0625\,in) \right] = 9.0625\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{up} A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (65\,ksi) \times (9.0625\,in^{2}) = 265.08\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( 450\,kip,\, 265.08\,kip \right) = 265.08\,kip [math]

DCR = 250 kip / 265.08 kip = 0.943 < 1.0, d'accord

La rupture par cisaillement régit la plaque d'âme. Cinq trous prennent presque 40% hors de la zone de cisaillement du 15 en assiette.

Étape 21: Limite de détail pour la soudure de la plaque d'âme

Comme la soudure de la plaque à bride, la soudure de la plaque d'âme doit s'insérer dans l'espace entre la semelle du poteau et l'extrémité de la poutre.

[math] DCR = \frac{W}{clr} = \frac{0.438\,in}{0.5\,in} = 0.876 [math]

DCR = 0.876 < 1.0, d'accord

Étape 22: Capacité de soudure d'angle, plaque d'âme à bride de colonne (AISC 360-16 J2.4)

Durer, les deux soudures d'angle sur la plaque d'âme doivent transporter le cisaillement dans la semelle du poteau.

Limite de métal de base sur la taille de la soudure (Éq. manuel AISC. 9-2)

La plaque est soudée des deux côtés, donc la moitié de son épaisseur est disponible pour chaque soudure:

[math] D_{max} = \frac{ \min\left( \frac{t_{p}}{2} F_{up},\; t_{fs} F_{us} \right) }{3.09\,kip/in \times \left( F_{EXX} / 70\,ksi \right)} = \frac{ \min\left( (0.5\,in)(65\,ksi),\; (1.56\,in)(65\,ksi) \right) }{(3.09\,kip/in)(1)} = 10.518 [math]

Ce logiciel 7/16 dans la soudure est bien en dessous 10.5/16 in, donc sa taille réelle compte.

Longueur efficace

[math] L_{w} = 2 \left( d_{p} – 2W \right) = 2 \times \left[ 15\,in – 2 \times (0.4375\,in) \right] = 28.25\,in [math]

Force de soudure

La cisaille est parallèle aux soudures, donc [mathin] \theta = 0 [mathin] et il n'y a pas d'augmentation directionnelle:

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times 0.6 \times (70\,ksi) \times \frac{\sqrt{2}}{2} \times (0.4375\,in) \times \left[ 1 + 0.5 \sin^{1.5}(0) \right] \times (28.25\,in) [math]

[math] \phi R_{n} = 275.29\,kip [math]

DCR = 250 kip / 275.29 kip = 0.908 < 1.0, d'accord

Résumé des contrôles de conception

Raccordement par plaque à bride

Connexion de la plaque Web

La connexion passe tous les contrôles. Côté bride, la soudure de la plaque à bride au poteau régit à 0.998, et le glissement des boulons critiques est juste derrière à 0.978. Les deux sont comparés de la même manière 204.31 force de basculement de la bride, donc cette connexion de moment de plaque à bride n'a presque aucune capacité disponible au niveau des plaques à bride. Du côté du Web, la rupture par cisaillement de la plaque d'âme régit à 0.943. La colonne n'a pas besoin de raidisseurs, et sa zone de panneau est la vérification de colonne la plus faible à 0.492.

Que changer si une vérification échoue

• Glissement des boulons de bride: ajouter une colonne de boulons, ou utilisez des boulons plus gros pour une prétension plus élevée. Moins de charges augmenterait le facteur de remplissage de 0.85 vers 1.0, mais la pile de cales est fixée par l'espace de montage.
• Souder à la colonne: augmenter la taille du filet, tant qu'il rentre toujours dans le jeu du faisceau, ou utilisez une plaque plus large pour une soudure plus longue.
• Tension de la plaque à bride, cisaille à bloc ou roulement: utiliser une assiette plus épaisse ou plus large, ou une distance de bord plus longue à l'extrémité de la plaque.
• Compression de la plaque à bride: garder KL/r égal ou inférieur 25 avec une plaque plus épaisse ou une longueur non contreventée plus courte. Au-dessus de 25 la plaque doit être vérifiée en tant que colonne selon le chapitre E.
• Tension de la poutre ou rupture par flexion au niveau des trous: ceux-ci dépendent de la semelle de la poutre et de la disposition des trous, utilisez donc une poutre plus lourde ou moins de trous sur la bride.
• États limites des colonnes: ajouter des raidisseurs transversaux ou une plaque double, ou utilisez une colonne plus lourde si vous préférez.
• Rupture par cisaillement de la plaque d'âme ou cisaillement de bloc: rendre la plaque plus profonde avec une autre rangée de boulons, ou plus épais.
• Soudure de la plaque d'âme: augmenter la taille de la soudure dans le jeu de la poutre, ou rendre la plaque plus profonde.

Questions fréquentes

Pourquoi les boulons de la plaque à bride sont-ils critiques au glissement?

Les plaques à bride ont des trous surdimensionnés, qui donnent au monteur une tolérance pour ajuster la poutre entre les plaques. AISC 360-16 J3.2 autorise des trous surdimensionnés uniquement dans les connexions critiques au glissement, donc le type de trou décide du type de boulon. Cela signifie à son tour une surface de contact préparée, ici classe B avec un coefficient de glissement de 0.5. Les fabricants définissent normalement ces choix avant le début du projet.

Comment est calculée la force de la bride à partir du moment?

Le moment est divisé par la distance entre les centres de gravité des deux ailes de la poutre, la profondeur de la poutre moins l'épaisseur d'une semelle. Cela donne une force de tension dans une bride et une force de compression égale dans l'autre.. La moitié de la charge axiale est ajoutée à chaque plaque à bride, car la plaque d'âme est conçue uniquement pour le cisaillement. Dans cet exemple, la force de la bride est 204.31 kip.

Pourquoi y a-t-il un espace de montage et une cale au niveau de la plaque à bride?

L'écart est volontairement détaillé. Les profondeurs des poutres varient dans les limites de tolérance de l'usine, et l'espace permet à la poutre de tomber entre les plaques de bride supérieure et inférieure pendant le montage. Les cales comblent ensuite le vide restant. Car le nombre de cales n'est pas connu à l'avance, le contrôle par bordereau utilise l'AISC 360-16 facteur de remplissage pour deux charges ou plus, 0.85, donc le design tient quel que soit le nombre de cales insérées.

Pourquoi la plaque d'âme est-elle conçue différemment d'une simple languette de cisaillement?

Une simple languette de cisaillement doit tourner, donc on obtient une épaisseur de plaque maximale, une soudure dimensionnée pour développer la plaque, et un groupe de boulons réduit pour l'excentricité. Dans un assemblage de moment avec plaques à brides, les plaques à brides maintiennent l'assemblage entièrement retenu et prennent le moment.. La plaque d'âme supporte uniquement la cisaille, donc cet exemple utilise les dix boulons à pleine résistance et n'a aucun contrôle de ductilité.

La colonne a-t-elle besoin de raidisseurs?

Pas dans cet exemple. La colonne W14x211 passe la flexion locale des brides, rendement web local, Web paralysant, flambage par compression de l'âme et cisaillement de la zone des panneaux, avec la zone du panneau régissant selon un rapport de 0.492. Si l'un d'entre eux échoue, des raidisseurs transversaux ou une plaque double sont ajoutés, ou une colonne plus lourde est utilisée à la place si cela est préféré.

Cet exemple suit-il la 15e édition de l'AISC ou le manuel de la 16e édition de l'AISC?

Il suit l'AISC 360-16 et le manuel AISC 15e édition, qui est écrit autour de cette spécification. Le manuel AISC 16e édition s'associe au dernier 360-22 spécification. Numéros d'articles et quelques dispositions, y compris le facteur de remplissage pour les boulons à glissement critique, modifié dans la nouvelle édition, alors vérifiez les références par rapport à l'édition utilisée par votre projet.

Comment cela changerait-il pour AISC ASD au lieu de LRFD?

Les états limites et les résistances nominales sont identiques. Avec AISC ASD, vous comparez les forces de niveau de service à la résistance nominale divisée par un facteur de sécurité au lieu de multiplier par un facteur de résistance.. Un facteur de résistance de 0.75 devient un facteur de sécurité de 2.00, et 0.90 devient 1.67. Les combinaisons de charges changent également, donc la force de la bride est inférieure.

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Chaque numéro sur cette page provient d'une seule solution. Choisissez la configuration de la plaque à bride, entrez votre faisceau, colonne, boulons, moment, cisaillement et charge axiale, et voyez chacune de ces vérifications dans votre navigateur. Il n'y a rien à installer.

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Références

• AISC 360-16, Spécification pour les bâtiments en acier de construction: B3.4, B4.3, D3 (Tableau D3.1), F13.1 (Eq. F13-1), J2.4 (Eq. J2-4), J3.2, J3.3, J3.4 (Tableau J3.4), J3.5 (Tableau J3.5), J3.6 (Eq. J3-1) et commentaire, J3.8 (Eq. J3-4, Tableau 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), J5.2(a), J10.1 (Eq. J10-1), J10.2 (Eq. J10-2), J10.3 (Eq. J10-4), J10.5 (Eq. J10-8), J10.6 (Eq. J10-9); Tableau de commentaires C-A-7.1.
• Manuel de construction en acier AISC, 15e édition: Partie 1 propriétés de la section; Partie 9, Eq. 9-2; Partie 10, longueur de soudure efficace.
• Calcul du groupe de boulons à l'aide d'ICOR
• Conception d'assemblages en acier utilisant AISC 360-16
• Boulons et soudures dans la conception de connexion SkyCiv