Qu'est-ce qu'une connexion de cisaillement?
Une connexion de cisaillement est un joint qui transfère la force de cisaillement entre deux éléments sans transférer de moment significatif.. Si une poutre porte des les efforts tranchants, cette force passe à travers la connexion dans la colonne de support comme force axiale. Les connexions de cisaillement se comportent comme une goupille (FFFFFR dans SkyCiv Structurel 3D), contrairement à connexions moment, qui maintiennent la rotation finale.
Dans l'AISC 360-16 termes, c'est un Facile lien: il est supposé tourner librement et supporter un moment négligeable. AS 4100:2020 appelle l'arrangement équivalent construction simple. Un joint semi-rigide est un troisième cas, avec rigidité en rotation réelle mais partielle, et il doit être modélisé de cette façon plutôt que traité comme simple.
Une plaque ou un angle transporte la force entre les deux éléments. Dans l'exemple ci-dessus, toute charge vers le bas sur la poutre passe dans l'élément de support à travers l'angle. Parce que rien ne retient les ailes des poutres, l'articulation peut tourner, c'est ce qui en fait une connexion par cisaillement plutôt qu'une connexion par moment.
Connexions de cisaillement sont les connexions les plus courantes dans les charpentes en acier. Où un cadre est contreventé, le contreventement assure la stabilité latérale, donc les connexions momentanées ne sont nécessaires que lorsque le cadre repose sur l'action du cadre. C'est pourquoi la plupart des concepteurs optent pour une connexion par cisaillement partout où l'analyse le permet.: ils sont plus simples à fabriquer et moins chers à monter.
SkyCiv Connection Design vérifie les connexions de cisaillement à AISC 360-16 dans les TSA et les LRFD, et à AS 4100:2020.
Types de connexions de cisaillement
Les connexions de cisaillement portent le nom du composant qui supporte la charge et de l'endroit où il se trouve.. Les options disponibles dépendent du code de conception et de la composition des poutres., donc les listes ci-dessous sont divisées de cette façon.
Poutre vers poteau en I, ou poutre à poutre (AISC 360-16)
Six configurations, chaque charpente disponible à la semelle du poteau, à la colonne web, ou poutre à poutre à travers la bande:
- Angle unique. Un support en forme de L entre l'âme de la poutre et le support. L'option la plus légère, et le plus flexible, donc il convient aux charges légères.
- Angle double. Angles sur les deux faces de l'âme de la poutre. L'angle supplémentaire double à peu près les plans de cisaillement des boulons et rend la connexion plus indulgente pendant le montage., c'est pourquoi c'est la bête de somme pour les poutres plus lourdes.
- Plaque simple. La languette de cisaillement. Une assiette, soudé en atelier au support et boulonné à l'âme de la poutre. Généralement le moins cher du groupe, car il y a une ligne de soudure et un groupe de boulons.
- Plaque double. Plaques sur les deux faces de la bande, utilisé là où une seule plaque ne peut pas supporter la cisaille ou s'adapter au groupe de boulons requis.
- Plaque d'extrémité. Une plaque soudée en extrémité de poutre et boulonnée au support. Il faut que la poutre soit coupée à longueur avec précision, puisque la plaque ne laisse aucun réglage.
- Web directement soudé. L'âme de la poutre soudée directement au support, sans plaque intermédiaire ni angle. Il n'y a pas de boulons à vérifier, mais il nécessite un soudage sur site et abandonne la tolérance de montage fournie par un détail boulonné..
Poutre vers colonne HSS (AISC 360-16)
Le cadrage dans une section creuse change ce qui convient, car il n'y a pas de bride sur laquelle boulonner et pas d'accès au côté éloigné pour une clé. Cinq configurations sont disponibles:
- Angle unique et Angle double
- Plaque simple
- Seul WT. Un té découpé dans une large bride, sa tige soudée ou boulonnée à l'âme de la poutre et sa semelle à la face du poteau.
- Angle d'assise. Une cornière sous la semelle inférieure portant la poutre en appui, normalement avec un clip supérieur pour la stabilité. Contrairement aux types connectés au Web, celui-ci fonctionne sur la bride.
AS 4100:2020
Le code australien couvre les charpentes poutre-colonne en I et poutre-poutre., avec quatre configurations:
- Plaque latérale Web, l'AS 4100 nom de la languette de cisaillement.
- Plaque d'extrémité flexible
- Angle unique et Angle double
AS 4100 la couverture est uniquement en cisaillement, et ne s'étend pas aux colonnes HSS, les profilés en "C", contreventement ou épissures. Ce sont des AISC 360-16.
Que vérifie le logiciel?
Pour une connexion par cisaillement, la conception exécute à la fois une passe de détail et une passe de résistance.
Les détails s'exécutent en premier et capturent la géométrie: distances entre les bords des boulons, espacement des boulons (pas et jauge), jeux d'outils, et dimensions minimales et maximales de la plaque, plus détection de collision entre les plaques, boulons et soudures. Une connexion qui échoue ici n'atteint jamais la solution. C'est généralement ce que tu veux, parce que les chiffres n'ont pas d'importance si le détail ne peut pas être construit.
Les contrôles de résistance puis le cisaillement des boulons de couverture, roulement de boulon et arrachement, rupture par cisaillement du bloc, élasticité et rupture de la plaque, contrainte de la gorge de soudure, et les états limites locaux de l'élément de support tels que la limite d'élasticité locale de l'âme. Chaque formule, le contrôle de conception et la référence du code sont affichés dans leur intégralité, avec les numéros de clause de l'AISC 360-16 ou COMME 4100:2020, pour que vous puissiez suivre le calcul plutôt que de vous y fier.
Pour le côté fixation de celui-ci, voir la documentation sur boulons et soudures.
Quelle est la différence entre une connexion Shear et Moment?
Une connexion en cisaillement transfère uniquement le cisaillement. Une connexion de moment transfère également la flexion. Considérez-le comme un charnière: une connexion par cisaillement permet à l'extrémité de la poutre de tourner, un instant, la connexion le retient.
La distinction est une décision concernant le modèle d'analyse, pas seulement sur les détails. Une languette de cisaillement conçue aussi simplement doit être suffisamment flexible pour pouvoir réellement tourner., et une connexion par moment doit être suffisamment rigide pour justifier la fixité supposée par le modèle de cadre.
| Connexion rotulé | Connexion rigide | |
|---|---|---|
| Forces transférées | Cisaillement seulement | Cisaillement et moment |
| Noms alternatifs | Épinglé, Charnière, Facile | Rigide, Fixé, Résistant aux moments |
| AISC 360-16 terme | Connexion simple | Connexion instantanée FR ou PR |
| Rotation | Permet la rotation | Limite la rotation |
| Code de fixité du logiciel | FFFFFR | FFFFFF |
Logiciel de conception de connexion SkyCiv
Les modèles et chèques ci-dessus proviennent de Conception de connexion SkyCiv. Il couvre 80+ types de connexion préconfigurés, conceptions selon AISC 360-16 (LRFD & ASD) et AS 4100:2020, et montre chaque formule, vérification de la conception et référence du code dans son intégralité.
Vous pouvez modéliser la connexion en 3D, échanger les boulons, soudures ou plaques sans perdre vos données de charge, produire des feuilles de dessin de détail 2D dans CloudCAD, et exporter la géométrie 3D vers IFC pour coordination dans Revit, Tekla ou Navisworks.
Il fonctionne entièrement dans le navigateur, sans téléchargement, mises à jour ou configuration informatique.
