以前の記事を読んだら, AISC 360: せん断接続設計, AISCの下で単純な接続がどのように設計されているかをよく理解できます 360. せん断接続は一般的ですが, モーメント接続と同じ設計上の課題はありません. 記事上で, 2つのI字型部材間のモーメント接続の例を使用して、満たす必要のあるさまざまな設計基準を確認します。. このタイプの接続では, また、を使用してこの例の結果にすばやく到達することもできます。 SkyCiv接続設計 モジュール.

せん断接続の例と同様, ここに示す計算では、許容応力設計を使用します (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.

この例では, ボルト締めフランジメッキ完全拘束の容量を評価します (NS) 寸法を使用したW18x50梁とW14x99柱の間のモーメント接続, 溶接, および以下に示す負荷. この接続は、ビーム端の垂直方向の反力だけでなく、発生した端部モーメントもサポートできる必要があります。. 主な違いは、梁フランジの支柱への接続にあることに気付くかもしれません。 (フランジ).

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垂直せん断 (VD) = 7.0 キップ
ライブロードからの垂直せん断 (VL) = 21.0 キップ

デッドロードからの瞬間 (MD) = 42.0 キップフィート
ライブロードからの瞬間 (ML) = 126.0 キップフィート

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: W18x50; bf = 7.50 に, tf = 0.570 に, d = 18.0 に, tw = 0.355 に, Sx = 88.9 in ^ 3
カラム: W14x99; bf = 14.6 に, tf = 0.780 に, d = 14.2 に, tw = 0.485 に, kdes = 1.38 に
フランジプレート: 3/4 厚く; 7.0 xで 12.5 寸法で
ウェブプレート: 3/8 厚く; 5.0 xで 9.0 寸法で

備品 (ボルトと溶接):
フランジ: (8) – 7/8-に.-標準穴の直径ASTMA325-Nボルト
ウェブプレート: (3) – 7/8-に.-標準穴の直径ASTMA325-Nボルト

70-ksi電極フィレット

負荷計算:

LRFD 負荷 (参照のみ):

究極の垂直反力 (R_あなた) = 1.2 (7.0 キップ) + 1.6 (21.0 キップ) = 42.0 キップ
究極の瞬間 (M_あなた) = 1.2 (42.0 キップフィート) + 1.6 (126.0 キップフィート) = 252.0 キップフィート

ASD 負荷:

許容垂直反力 (R_a) = 7.0 キップ + 21 キップ= 28.0 キップ
許容モーメント (M_a) = 42.0 キップフィート + 126 kip-ft = 168.0 キップフィート

SkyCiv接続設計ソフトウェアに基づくソリューション:
正誤表: この例のフランジプレートの幅は 7.0 に しかし、計算に使用される幅は 7.50 に, したがって、値の違い.

 

W14x99フランジへのフランジプレート, 溶接強度
フィレット溶接の強度, Ω= 2.0
溶接サイズ, t = 0.375 に, F_nw = 0.6 F_EXX
F_nw = 0.6 F_EXX [ 1.0 + 0.5 それなし^1.5 (θ) ]
どこ, θ=荷重が溶接軸となす角度
= 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, F_aw = 0.6 (70KSI) / 2.0 = 21 KSI
横方向の長さ, l_t = 7 に
縦方向の長さ, l_l = 0 に
総有効長, l = l_t (1.5) + l_l (1.0) = 10.5インチ
(R_a / t) = 220.5 キップ / に

有効サイズ (喉) フィレット溶接の, a:
0.707 =のコサインまたはサイン 45 度
a = (0.707) t = 0.265 に

R_a = (R_a / t) t = 220.50 (0.265 に) 2 = 116.9 キップ
設計容量比, DCR:
必要な負荷, R = 107.5 キップ
全体の容量, R_a = 116.9 キップ
DCR = (107.5 / 116.9) = 0.919, わかった

 

列のローカルチェック

フランジフォース, P_の = [ 168.0 kips-ft (12 インチ/フィート) ] / (18.0 に + 0.75に) = 107.5 キップ

• Webローカル降伏, Ω= 1.5
  R_ん / Ω= [ F_は t_f (5k + l_b) ] / Ω= 50ksi (0.485に) [ 5(1.38に) + 0.75に ] / 1.5 = 123.7 キップ
  設計容量比, DCR:
  フランジフォース, P_の = 107.5キップ
  全体の容量, R_a= 123.7キップ
  DCR = (107.5 / 123.7) = 0.869, わかった

• フランジローカル曲げ, Ω= 1.67
  R_ん / Ω= [ 6.25 F_そして t_f² ] / Ω = [ 6.25 (50KSI) (0.78に)² ] / 1.67 = 113.8 キップ
  設計容量比, DCR:
  フランジフォース, P_の = 107.5 キップ
  全体の容量, R_a= 113.8 キップ
  DCR = (107.5 / 113.8) = 0.944, わかった

• Webローカルの不自由, Ω= 2.0
  R_ん / Ω= 0.8 t_w² [ 1 + 3 ( l_b / d ) ( t_w / t_f )^1.5 ] ( E F_そして t_f / t_w)^0.5 / Ω
  = 0.8 (0.485に)² [ 1 + 3 (0.05) (0.62)^1.5 ] [ (29000KSI) (50KSI) (0.485に) / 0.78に ] ^0.5 / 2.0
  = 154.8 キップ
  設計容量比, DCR:
  フランジフォース, P_の = 107.5 キップ
  全体の容量, R_a= 154.8 キップ
  DCR = (107.5 / 154.8) = 0.694, わかった

• Web圧縮座屈, Ω= 1.67
  R_ん / Ω= [ 24 t_w³ ( E F_そして )^0.5 / h ] / Ω
  = 24 (0.485に)³ [ (29000KSI) (50KSI) ] ^0.5 ] / 14.2に (1.67)
  = 139.0 キップ
  設計容量比, DCR:
  フランジフォース, P_の = 107.5 キップ
  全体の容量, R_a= 139.0 キップ
  DCR = (107.5 / 113.8) = 0.773, わかった

 

W18x50フランジ, フランジプレート引張降伏
張力における要素の強さ, Ω= 1.67

R_ん / モーメント接続と同じ設計上の課題はありません_そして あ_g / Ω= (36KSI) (7.5に) (0.75に) / 1.67 = 121.3 キップ

設計容量比, DCR:
フランジフォース, P_の = 107.5 キップ
全体の容量, R_a= 121.3 キップ
DCR = (107.5 / 121.3) = 0.887, わかった

 

W18x50フランジ, フランジプレート圧縮降伏
圧縮における要素の強度, Ω= 1.67

R_ん / モーメント接続と同じ設計上の課題はありません_そして あ_g / Ω= (36KSI) (7.5に) (0.75に) / 1.67 = 121.3 キップ

設計容量比, DCR:
フランジフォース, P_の = 107.5 キップ
全体の容量, R_a= 121.3 キップ
DCR = (107.5 / 121.3) = 0.887, わかった

 

W18x50フランジ, フランジプレート引張破壊
破裂における要素の強さ, Ω= 2.0
せん断遅れ係数, U AISC仕様表D3.1から: 1.0

R_ん / モーメント接続と同じ設計上の課題はありません_あなた あ_e / Ω= (58KSI) [ 7.5に – 2 (1に) ] (0.75に) (1.0) / 2.0 = 119.6 キップ

設計容量比, DCR:
フランジフォース, P_の = 107.5 キップ
全体の容量, R_a= 119.6 キップ
DCR = (107.5 / 119.6) = 0.899, わかった

 

すべての結果チェックの要約表
以下は、この接続に必要なすべての設計チェックのSkyCiv接続設計モジュールの概要表です。. これらのチェックのすべてがこの記事に示されているわけではありませんが、PDFで入手できます。PDFはここからダウンロードできます。: 接続-設計-レポート-例II.B-1-ASD

同様に, LRFDバージョンの例はこのリンクにあります: 接続-設計-レポート-例II.B-1-LRFD

参考文献

• AISC 360 仕様構造用鋼製建物
• AISC設計例v14.1 (例II.B-1, IIB-2ページから 13)
• SkyCiv接続設計ソフトウェア: https://skyciv.com/structural-software/connection-design/