Che cos'è una connessione a taglio?
Una connessione a taglio è un giunto che trasferisce la forza di taglio tra due elementi senza trasferire un momento significativo. Se una trave porta interna forza di taglio, quella forza passa attraverso la connessione nella colonna portante come forza assiale. Le connessioni a taglio si comportano come un perno (FFFFFR in SkyCiv strutturale 3D), a differenza di connessioni di momento, che mantengono la rotazione finale.
Nell'AISC 360-16 termini questo è un semplice utilizza combinazioni di carico fattorizzate in ASCE: si assume che ruoti liberamente e che abbia un momento trascurabile. AS 4100:2020 chiama la disposizione equivalente costruzione semplice. Un giunto semirigido è un terzo caso, con rigidezza rotazionale reale ma parziale, e deve essere modellato in questo modo piuttosto che trattato come semplice.
Una piastra o un angolo trasporta la forza tra i due membri. Nell'esempio sopra, qualsiasi carico verso il basso sulla trave passa nell'elemento di supporto attraverso l'angolo. Perché nulla trattiene le ali della trave, il giunto può ruotare, che è ciò che la rende una connessione a taglio piuttosto che una connessione a momento.
Connessioni a taglio sono la connessione più comune nelle strutture in acciaio. Dove è rinforzato un telaio, il rinforzo fornisce la stabilità laterale, quindi le connessioni momento sono necessarie solo dove il telaio si basa sull'azione del telaio. Questo è il motivo per cui la maggior parte dei progettisti ricorre a una connessione a taglio ovunque l'analisi lo consenta: sono più semplici da fabbricare e più economici da erigere.
SkyCiv Connection Design verifica le connessioni a taglio AISC 360-16 sia nell’ASD che nell’LRFD, e a AS 4100:2020.
Tipi di connessioni a taglio
Le connessioni a taglio prendono il nome dal componente che trasporta il carico e da dove si trova. Quali sono disponibili dipende dal codice di progettazione e dal tipo di struttura della trave, quindi gli elenchi seguenti sono divisi in questo modo.
Trave su colonna con sezione a I, o da trave a trave (AISC 360-16)
Sei configurazioni, ciascuna struttura disponibile alla flangia della colonna, all'anima della colonna, o da raggio a raggio attraverso il web:
- Angolo singolo. Una staffa a L tra l'anima della trave e il supporto. L'opzione più leggera, e il più flessibile, quindi è adatto a carichi leggeri.
- Doppio angolo. Angoli su entrambe le facce dell'anima della trave. L'angolo aggiuntivo raddoppia all'incirca i piani di taglio dei bulloni e rende la connessione più tollerante durante il montaggio, ecco perché è il cavallo di battaglia per le travi più pesanti.
- Piatto unico. La sezione di taglio. Un piatto, saldato in officina al supporto e imbullonato all'anima della trave. Solitamente il più economico del gruppo, perché sono presenti una linea di saldatura e un gruppo di bulloni.
- Doppia piastra. Piatti su entrambe le facce del nastro, utilizzato dove una singola piastra non può sostenere il taglio o adattarsi al gruppo di bulloni richiesto.
- Piastra terminale. Una piastra saldata all'estremità della trave e imbullonata al supporto. È necessario che la trave venga tagliata a misura in modo accurato, poiché la piastra non lascia alcuna regolazione.
- Rete saldata direttamente. L'anima della trave è saldata direttamente al supporto, senza piastra o angolo intermedio. Non ci sono bulloni da controllare, ma necessita di saldatura sul campo e rinuncia alla tolleranza di montaggio fornita da un dettaglio imbullonato.
Trave su colonna HSS (AISC 360-16)
L'inquadratura in una sezione cava cambia ciò che si adatta, perché non c'è alcuna flangia a cui imbullonare e nessun accesso al lato opposto per una chiave inglese. Sono disponibili cinque configurazioni:
- Angolo singolo e Doppio angolo
- Piatto unico
- Singolo peso. Una maglietta tagliata da una flangia larga, il suo gambo è saldato o imbullonato all'anima della trave e la sua ala alla faccia della colonna.
- Angolo del sedile. Un angolo sotto la flangia inferiore che porta la trave in appoggio, normalmente con una clip superiore per la stabilità. A differenza dei tipi connessi al web, questo funziona fuori dalla flangia.
AS 4100:2020
La normativa australiana riguarda l'intelaiatura trave-colonna e trave-trave, con quattro configurazioni:
- Piastra laterale web, l'AS 4100 nome per la sezione di taglio.
- Piastra terminale flessibile
- Angolo singolo e Doppio angolo
AS 4100 la copertura è solo a taglio, e non si estende alle colonne HSS, cavi, controventi o giunzioni. Quelli sono AISC 360-16.
Cosa controlla il software?
Per una connessione a taglio, il progetto esegue sia un passaggio di dettaglio che un passaggio di forza.
Il dettaglio viene eseguito per primo e cattura la geometria: distanze dal bordo dei bulloni, distanza tra i bulloni (passo e calibro), giochi degli strumenti, e dimensioni minime e massime della piastra, oltre al rilevamento delle collisioni tra le piastre, bulloni e saldature. Una connessione che qui fallisce non raggiunge mai la soluzione. Di solito è quello che vuoi, perché i numeri non contano se non si riesce a costruire il dettaglio.
Le verifiche di resistenza riguardano poi il taglio dei bulloni, cuscinetto e strappo del bullone, rottura per taglio del blocco, cedimento e rottura della placca, stress della gola di saldatura, e gli stati limite locali dell'elemento portante come lo snervamento locale del nastro. Ogni formula, il controllo del progetto e il riferimento al codice sono mostrati per intero, con i numeri delle clausole AISC 360-16 o AS 4100:2020, in modo da poter seguire il calcolo anziché fidarsi.
Per il lato di fissaggio di questo, vedere la documentazione su bulloni e saldature.
Qual è la differenza tra una connessione Shear e Moment?
Una connessione a taglio trasferisce solo il taglio. Una seconda connessione trasferisce anche la flessione. Pensatelo come a cerniera: una connessione a taglio consente la rotazione dell'estremità della trave, un momento di connessione lo trattiene.
La distinzione è una decisione sul modello di analisi, non solo riguardo ai dettagli. Un piatto di taglio progettato come semplice deve essere sufficientemente flessibile da poter effettivamente ruotare, e la connessione momento deve essere sufficientemente rigida da giustificare la fissità assunta dal modello del telaio.
| Connessione a taglio | Connessione momentanea | |
|---|---|---|
| Forze trasferite | Solo taglio | Taglio e momento |
| Nomi alternativi | Appuntato, Cerniera, Semplice | Rigido, Fisso, Resistente al momento |
| AISC 360-16 termine | Connessione semplice | Connessione a momento FR o PR |
| Rotazione | Consente la rotazione | Limita la rotazione |
| Codice di fissità del software | FFFFFR | FFFFFF |
Software di progettazione della connessione SkyCiv
I modelli e i controlli di cui sopra provengono da Progettazione di connessioni SkyCiv. Copre 80+ tipi di connessione preconfigurati, progetti all'AISC 360-16 (LRFD & ASD) e come 4100:2020, e mostra ogni formula, controllo del progetto e riferimento del codice completo.
È possibile modellare la connessione in 3D, scambiare i bulloni, saldature o piastre senza perdere i dati di carico, produrre fogli di disegno di dettaglio 2D in CloudCAD, ed esportare la geometria 3D in IFC per il coordinamento in Revit, Tekla o Navisworks.
Funziona interamente nel browser, senza download, aggiornamenti o configurazione IT.
