AISC接続設計例
AISC接続設計例. せん断接続 I 字型セクション間の接続は、鉄鋼設計で最も一般的な接続の一部です. に従って必要な設計チェックを理解するのに役立ちます。 AISC 360-16, この記事では設計例を取り上げます. この例の結果を直接取得することもできます。 SkyCiv接続設計 モジュール. 上の追加記事を必ずチェックしてください モーメント接続の設計.
せん断接続は、AISC に基づく単純な接続です。 360-16 B3.4. エンドモーメントを伝達するのではなく、ビームエンドリアクションを提供し、回転させることが詳細に説明されています。, これが、関連記事で取り上げた瞬間接続との違いです。.
ここで示される計算では、許容応力設計が使用されます。 (ASD) 方法. 構造設計におけるASDとLRFDの違いに精通していない場合, 必ず 私たちのビデオをチェックしてください これを説明する.
AISC接続設計マニュアル
この例では, の容量を評価します。 単板接続 以下に示す寸法とボルトを使用して、W16x50 の梁と W14x90 の柱の間を固定します。. この接続はビーム端の反応をサポートする必要があります.
与えられた:
サービスレベルの負荷 & 素材:
デッドロードからの反応 (デッドロードからの反応) = 8.0 キップ
デッドロードからの反応 (デッドロードからの反応) = 25.0 キップ
プレート素材: ASTM A36, Fy = 36 KSI, フー= 58 KSI
梁と柱の材料: ASTMA992, Fy = 50 KSI, フー= 65 KSI
梁と柱の形状:
ビーム: デッドロードからの反応; tw = 0.380 に, d = 16.3 デッドロードからの反応, tf = 0.630 に
カラム: デッドロードからの反応; tf = 0.710 に.
デッドロードからの反応: 1/4 厚く; 4 1/2 xで 11 1/2 寸法で
の 11 1/2 プレートの深さはボルトのレイアウトから決まります: ボルト4本 3 間隔で与える 9 外側のボルトの間, もっとある 1 1/4 上下のエッジ距離で.
備品 (ボルトと溶接):
(4) – 3/4-に.-標準穴の直径 ASTM F3125 グレード A325-N ボルト, で 3 と間隔をあけて 1 1/4 エッジ距離で
70-ksi電極フィレット. A325 および A490 は ASTM F3125 内のグレードです。, 古いスタンドアロンのボルト仕様を統合しました。. ファスナー側の詳細はこちら, のドキュメントを参照してください ボルト そして 溶接.
デッドロードからの反応:
LRFD:
デッドロードからの反応 (デッドロードからの反応) = 1.2(8.0 キップ) + 1.6(25.0 キップ) = 49.6 キップ
ASD:
デッドロードからの反応 (アウト) = 8.0 キップ + 25 キップ= 33.0 キップ
以下のすべてのチェックは、ASD 反応と比較されます。 33.0 キップ. LRFD の図は、最後の手動テーブル比較のためにのみ掲載されています。.
デッドロードからの反応, デッドロードからの反応 360-16. チェックは 3 つのグループに分類されます: プレート自体, 柱に固定する溶接, およびそれをビームウェブに結合するボルトグループ.
デッドロードからの反応, = 50.0 kips
デッドロードからの反応: Ω= 1.5
デッドロードからの反応 = (0.6 デッドロードからの反応 / Ω) = [ 0.6 (36 KSI) (0.25 に) 11.5 に / 1.5 ] = 41.4 キップ
設計容量比, DCR:
デッドロードからの反応, デッドロードからの反応 = 33.0 キップ
全体の容量, デッドロードからの反応 = 41.4 キップ
DCR = (33.0 / 41.4) = 0.797, わかった
W14x90フランジへのシャープレート, 溶接強度
フィレット溶接の強度: Ω= 2.0
溶接サイズ, t = 0.1875 に
デッドロードからの反応 = 0.6 デッドロードからの反応 [ 1.0 + 0.5 デッドロードからの反応 θ ]
θ デッドロードからの反応
= 90, 横方向に荷重がかかる溶接用
= 0, 縦方向に荷重がかかる溶接用
溶接の単位サイズあたりの強度:
許容溶接応力, デッドロードからの反応 = [ 0.6 (70) / 2.0 ] = 21 KSI
横方向の長さ, lt = 0 に
縦方向の長さ, ll = 23 に
総有効長, l = lt (1.5) + ll (1.0) = 0 (1.5) + 23 (1.0) = 23 に
(アウト / a) = 21 KSI (23 に) = 483 キップ / に
溶接はプレートの両側にあります, だから 23 である 2 バツ 11.5 で、すでに両方の行を占めています. ここで荷重は溶接軸に沿ってかかります, したがって、θ = 0 そして方向性の増加はありません.
有効サイズ (喉) フィレット溶接の, a:
0.707 lt
a = (0.707) t = 0.133 に
アウト = (アウト / a) a = 483 (0.133 に) = 64.2 キップ
設計容量比, DCR:
必要な負荷, R = 33.0 キップ
全体の容量, Ra = 64.2 キップ
DCR = (33.0 / 64.2) = 0.514, わかった
デッドロードからの反応, = 50.0 kips
デッドロードからの反応: Ω= 2.0
lt:
lt(s) = 0.875 に (4) = 3.5 に
lt, lt = 11.5 lt [ 0.875 に (4) ] = 8.0 に
の 0.875 にあります 13/16 標準穴にプラス 1/16 正味面積の計算には AISC が適用されます.
デッドロードからの反応 = (0.6 lt / Ω) = [ 0.6 (58 KSI) (0.25 に) 8 に / 2.0 ] = 34.8 キップ
設計容量比, DCR:
デッドロードからの反応, デッドロードからの反応 = 33.0 キップ
全体の容量, デッドロードからの反応 = 34.8 キップ
DCR = (33.0 / 34.8) = 0.948, わかった
W16x50 ウェブのシャープレート, lt
lt: Ω= 2.0
(アウト / Ω) = (lt / Ω) + 分 [ 0.6 デッドロードからの反応 , 0.6 lt ] / Ω
ブロックせん断によりプレートから 1 つのブロックが引き裂かれます: 水平エッジ距離を横切って破断し、ボルトラインを剪断します。, したがって、引張項とせん断項が追加されます.
lt: lt=1.0 (lt)
(lt / Ω) = [ 1.0 (58 KSI) (1.0625 に) / 2.0 ] = 30.8 lt (0.25 に) = 7.7 キップ
lt: 0.6 デッドロードからの反応
(0.6 デッドロードからの反応 / Ω) = [ 0.6 (36 KSI) (10.25 に) / 2.0 ] (0.25) = 110.7 lt (0.25 に) = 27.7 キップ
lt: 0.6 lt
(0.6 lt / Ω) = [ 0.6 (58 KSI) (7.1875 に) / 2.0 ] (0.25 に) = 125.1 lt (0.25 に) = 31.3 キップ
lt:
(アウト / Ω)= 7.7 キップ + 分 [ 27.7 キップ , 31.3 キップ ] = 35.4 キップ
設計容量比, DCR:
デッドロードからの反応, デッドロードからの反応 = 33.0 キップ
全体の容量, デッドロードからの反応 = 35.4 キップ
DCR = (33.0 / 35.4) = 0.933, わかった
W16x50 ウェブのシャープレート, 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します
1. lt: Ω= 2.0
ボルト径= 0.768 に
公称せん断強度, Fnv = 54 KSI
公称せん断強度 (公称せん断強度), 公称せん断強度 = Fnv 公称せん断強度 = (54 KSI) 0.463 in ^ 2 = 25.0 キップ
(公称せん断強度 / Ω) = 12.5 kips / 公称せん断強度
の 54 ksi は、せん断面にねじ山が含まれるグレード A325 ボルトの公称せん断応力です。, AISC 表 J3.2 から直接取得, したがって、それ以上の削減は適用されません.
2. 公称せん断強度: Ω= 2.0
(公称せん断強度)
エッジボルトのクリア距離, 公称せん断強度 = 0.84 に (から 1 1/4 穴の半分未満のエッジ距離で)
隣接する穴までの明確な距離, 公称せん断強度 = 2.19 に (から 3 穴が 1 つ少ない間隔で)
エッジボルトのクリアディスタンスが小さい, だからそれが制御する:
(公称せん断強度 / Ω) = (1.5 公称せん断強度 / Ω) ≤ (3.0 公称せん断強度 / Ω)
ここでは穴の変形は設計上の考慮事項として考慮されていないため、, AISC 360-16 J3-6b 係数 1.5 そして 3.0 ではなく適用します 1.2 そして 2.4 J3-6aの.
公称せん断強度 (公称せん断強度), 公称せん断強度 0.84 に:
公称せん断強度 = 1.5 公称せん断強度 t 公称せん断強度 =1.5 (0.84 に) 0.25 に (58 KSI) = 18.4 キップ
(公称せん断強度 / Ω) = 9.2 キップ
公称せん断強度 (公称せん断強度), 公称せん断強度 2.19 に:
公称せん断強度 = 1.5 公称せん断強度 t 公称せん断強度 = 1.5 (2.19 に) 0.25 に (58 KSI) = 47.6 キップ
(公称せん断強度 / Ω) = 23.8 キップ
公称せん断強度 (公称せん断強度):
公称せん断強度 = 3.0 d t 公称せん断強度 = 3.0 (0.768 に) 0.25 に (58 KSI) = 33.4 キップ
(公称せん断強度 / Ω) = 16.7 キップ
以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します 9.2 キップ < 12.5 キップ
3. 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します
以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します: 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します, 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します.
a). 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します (以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します):
(以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します) , 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します = 9.2 キップ / 公称せん断強度
b). 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します (以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します):
(以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します) , 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します = 12.5 キップ / 公称せん断強度
c). 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します: 外側ボルト1本と内側ボルト3本
以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します = 1 (9.2 キップ / 公称せん断強度) + 3 (12.5 キップ / 公称せん断強度) = 46.7 キップ
設計容量比, DCR:
デッドロードからの反応, R = 33.0 キップ
全体の容量, 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します = 46.7 キップ
DCR = (33.0 / 46.7) = 0.707, わかった
ビームウェブ, = 50.0 kips (デッドロードからの反応)
デッドロードからの反応: Ω= 2.0
lt:
lt(s) = 0.875 に (4) = 3.5 に
lt, lt 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します [ 0.875 に (4) ] = 12.8 に
デッドロードからの反応 = (0.6 lt / Ω) = [ 0.6 (58 KSI) (0.38 に) 12.8 / 2.0 ] = 84.6 キップ
設計容量比, DCR:
デッドロードからの反応, デッドロードからの反応 = 33.0 キップ
全体の容量, デッドロードからの反応 = 84.6 キップ
DCR = (33.0 / 84.6) = 0.390, わかった
ビームウェブ, 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します
1. lt: Ω= 2.0
ボルト径= 0.768 に
公称せん断強度, Fnv = 54 KSI
公称せん断強度 (公称せん断強度), 公称せん断強度 = Fnv 公称せん断強度 = (54 KSI) 0.463 in ^ 2 = 25.0 キップ
(公称せん断強度 / Ω) = 12.5 kips
2. 公称せん断強度: Ω= 2.0
(公称せん断強度)
エッジボルトのクリア距離, 公称せん断強度 = 0.84 に
隣接する穴までの明確な距離, 公称せん断強度 = 2.19 に
エッジボルトのクリアディスタンスが小さい, だからそれが制御する.
(公称せん断強度 / Ω) = (1.5 公称せん断強度 / Ω) ≤ (3.0 公称せん断強度 / Ω)
公称せん断強度 (公称せん断強度), 公称せん断強度 0.84 に:
公称せん断強度 = 1.5 公称せん断強度 t 公称せん断強度 = 1.5(0.84 に) 0.38 に (58 KSI) = 27.9 キップ
(公称せん断強度 / Ω) = 13.9 キップ
公称せん断強度 (公称せん断強度), 公称せん断強度 2.19 に:
公称せん断強度 = 1.5 公称せん断強度 t 公称せん断強度 = 1.5 (2.19 に) 0.38 に (58 KSI) = 72.3 キップ
(公称せん断強度 / Ω) = 36.2 キップ
公称せん断強度 (公称せん断強度):
公称せん断強度 = 3.0 d t 公称せん断強度 = 3.0 (0.768 に) 0.38 に (58 KSI) = 50.8 キップ
(公称せん断強度 / Ω) = 25.4 キップ
以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します 12.5 キップ < 13.9 キップ
ビームウェブはプレートよりも厚いことに注意してください。 0.380 反対に 0.250 に, したがって、ここでのすべてのベアリング値は大きくなり、ボルト自体が限界になります. プレート, 薄い部分である, 方位が支配する場所です.
3. 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します
以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します: 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します, 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します.
a). 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します (以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します):
(以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します), 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します = 12.5 キップ / 公称せん断強度
b). 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します (以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します):
(以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します), 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します = 12.5 キップ / 公称せん断強度
c). 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します: 外側ボルト1本と内側ボルト3本
以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します = 12.5 キップ + 3(12.5 キップ) = 50.0 キップ
設計容量比, DCR:
デッドロードからの反応, R = 33.0 キップ
全体の容量, 以来、ベアリングはボルトのせん断を制御します = 50.0 キップ
DCR = (33.0 / 50.0) = 0.660, わかった
すべてのチェックに合格します. プレートせん断破壊が支配するのは 0.948, すぐ後ろにブロックシャーを使用 0.933, そして両方とも 1/4 皿の中. この反応が大きくなったら, 厚いプレートを使用すると、最小限の作業で最大の容量が得られます。.
あるいは, = 50.0 kips, = 50.0 kips, AISC 鋼構造マニュアルで提供される設計テーブルのおかげで:
= 50.0 kips, = 50.0 kips, = 50.0 kips, = 50.0 kips, = 50.0 kips, = 50.0 kips
= 50.0 kips, 1/4-に. = 50.0 kips, = 50.0 kips. = 50.0 kips.
= 50.0 kips:
LRFD
ファイ= 50.0 kips = 52.2 キップ > 49.6 せん断降伏およびせん断破壊は、コピーされていないセクションを制御しません, わかった
ASD
Rん / Ω= 34.8 キップ > 33.0 = 50.0 kips, わかった
テーブルは同じものを返します 34.8 上記の長針プレートせん断破断チェックで得られた kips, これはプレートを管理する小切手です.
= 50.0 kips
= 50.0 kips, せん断降伏およびせん断破壊は、コピーされていないセクションを制御しません.
せん断降伏およびせん断破壊は、コピーされていないセクションを制御しません 10-1, せん断降伏およびせん断破壊は、コピーされていないセクションを制御しません, せん断降伏およびせん断破壊は、コピーされていないセクションを制御しません:
LRFD
ファイR= 50.0 kips 351 lt. (0.380 デッドロードからの反応) = 133 キップ > 49.6 せん断降伏およびせん断破壊は、コピーされていないセクションを制御しません, わかった
ASD
Rん / Ω= 234 lt. (0.380 デッドロードからの反応) = 88.9 キップ > 33.0 = 50.0 kips, わかった
せん断降伏およびせん断破壊は、コピーされていないセクションを制御しません (せん断降伏およびせん断破壊は、コピーされていないセクションを制御しません: せん断降伏およびせん断破壊は、コピーされていないセクションを制御しません ). 同様に, LRFDバージョンの例はこのリンクにあります: せん断降伏およびせん断破壊は、コピーされていないセクションを制御しません.
この例を自分で実行してください
W16x50を入力してください, W14x90と 1/4 皿の中, そしてモジュールは、上記のすべてのチェックをその使用率とその背後にある句とともに返します。. ブラウザ上で動作します, インストールするものが何もない状態で.
せん断降伏およびせん断破壊は、コピーされていないセクションを制御しません:
AISC 360-16, 構造用鋼製建物の仕様
AISC 鋼構造マニュアル, テーブル 10-1 そして10-10a
AISC設計例v14.1 (せん断降伏およびせん断破壊は、コピーされていないセクションを制御しません, せん断降伏およびせん断破壊は、コピーされていないセクションを制御しません 61)
SkyCiv接続設計ソフトウェア: https://skyciv.com/structural-software/connection-design/
単板接続計算機: https://skyciv.com/structural-software/connection-design/single-plate-connection-calculator/
