Als je ons vorige artikel leest, AISC 360: Shear Connection Design, je zou een goed idee hebben van hoe eenvoudige verbindingen worden ontworpen onder de AISC 360. Terwijl afschuifverbindingen gebruikelijk zijn, ze vormen niet dezelfde ontwerpuitdaging als momentverbindingen. In dit artikel, we gebruiken een voorbeeldmomentverbinding tussen twee I-vormige elementen om de verschillende ontwerpcriteria te overlopen waaraan moet worden voldaan. Met dit type verbinding, we kunnen ook snel bij de resultaten van dit voorbeeld komen door het gebruik van de SkyCiv-verbindingsontwerp module.

Vergelijkbaar met het voorbeeld van de afschuifverbinding, de berekeningen die hier worden gepresenteerd, zullen het toegestane spanningsontwerp gebruiken (ASD) methode. Als u niet bekend bent met het verschil tussen ASD en LRFD in structureel ontwerp, zorg ervoor dat bekijk onze video dit uitleggen.

de berekeningen die hier worden gepresenteerd, zullen het toegestane spanningsontwerp gebruiken, de berekeningen die hier worden gepresenteerd, zullen het toegestane spanningsontwerp gebruiken (de berekeningen die hier worden gepresenteerd, zullen het toegestane spanningsontwerp gebruiken) de berekeningen die hier worden gepresenteerd, zullen het toegestane spanningsontwerp gebruiken, lassen, de berekeningen die hier worden gepresenteerd, zullen het toegestane spanningsontwerp gebruiken. de berekeningen die hier worden gepresenteerd, zullen het toegestane spanningsontwerp gebruiken. de berekeningen die hier worden gepresenteerd, zullen het toegestane spanningsontwerp gebruiken (de berekeningen die hier worden gepresenteerd, zullen het toegestane spanningsontwerp gebruiken).

Gegeven:

Serviceniveau-belastingen & Materiaal:

Verticale afschuiving van dode belasting (Verticale afschuiving van dode belasting) = 7.0 kips
Verticale afschuiving van dode belasting (Verticale afschuiving van dode belasting) = 21.0 kips

Verticale afschuiving van dode belasting (Verticale afschuiving van dode belasting) = 42.0 kip-ft
Verticale afschuiving van dode belasting (Verticale afschuiving van dode belasting) = 126.0 kip-ft

Plaatmateriaal: ASTM A36, Fy = 36 KSI, Fu = 58 KSI
Materiaal balk en kolom: ASTM A992, Fy = 50 KSI, Fu = 65 KSI

Straal- en kolomgeometrie:

Straal: Verticale afschuiving van dode belasting; Verticale afschuiving van dode belasting 7.50 in, tf = 0.570 in, d = 18.0 in, tw = 0.355 in, Verticale afschuiving van dode belasting 88.9 Verticale afschuiving van dode belasting
Kolom: Verticale afschuiving van dode belasting; Verticale afschuiving van dode belasting 14.6 in, tf = 0.780 in, d = 14.2 in, tw = 0.485 in, Verticale afschuiving van dode belasting 1.38 in
Flensplaat: 3/4 dik; 7.0 in x 12.5 in afmetingen
Verticale afschuiving van dode belasting: 3/8 dik; 5.0 in x 9.0 in afmetingen

Armaturen (Bouten en lassen):
Verticale afschuiving van dode belasting: (8) – 7/8-in.-diameter ASTM A325-N bouten in standaard gaten
Verticale afschuiving van dode belasting: (3) – 7/8-in.-diameter ASTM A325-N bouten in standaard gaten

70-ksi elektrodefilets

Verticale afschuiving van dode belasting:

LRFD Ladingen (Verticale afschuiving van dode belasting):

Verticale afschuiving van dode belasting (R_u) = 1.2 (7.0 kips) + 1.6 (21.0 kips) = 42.0 kips
Verticale afschuiving van dode belasting (M_u) = 1.2 (42.0 kip-ft) + 1.6 (126.0 kip-ft) = 252.0 kip-ft

ASD Ladingen:

Verticale afschuiving van dode belasting (R_een) = 7.0 kips + 21 kips = 28.0 kips
Verticale afschuiving van dode belasting (M_een) = 42.0 kip-ft + 126 Verticale afschuiving van dode belasting 168.0 kip-ft

Verticale afschuiving van dode belasting:
Verticale afschuiving van dode belasting: Verticale afschuiving van dode belasting 7.0 in Verticale afschuiving van dode belasting 7.50 in, Verticale afschuiving van dode belasting.

 

Verticale afschuiving van dode belasting, lassterkte:
Sterkte van hoeklassen, = 2.0
Lasgrootte:, t = 0.375 in, F_{Verticale afschuiving van dode belasting} = 0.6 F_{Verticale afschuiving van dode belasting}
F_{Verticale afschuiving van dode belasting} = 0.6 F_{Verticale afschuiving van dode belasting} [ 1.0 + 0.5 zonder^1.5 (θ) ]
Waarbij, θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas
= 90, voor dwars belaste lassen
= 0, voor longitudinaal belaste lassen

Sterkte per eenheidsgrootte van las:
Toegestane lasspanning, F_{θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas} = 0.6 (70KSI) / 2.0 = 21 KSI
dwarse lengte, l_t = 7 in
lengte lengte, l_l = 0 in
totale effectieve lengte, l = l_t (1.5) + l_l (1.0) θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas
(R_een / t) = 220.5 kips / in

Effectieve grootte: (keel) van hoeklas, een:
0.707 θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas 45 graden
a = (0.707) t = 0.265 in

R_een = (R_een / t) t = 220.50 (0.265 in) 2 = 116.9 kips
Ontwerpcapaciteitsverhouding:, DCR:
vereiste belasting:, R = 107.5 kips
totale capaciteit:, R_een = 116.9 kips
DCR = (107.5 / 116.9) = 0.919, OK

 

θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas

θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, P._{θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas} = [ 168.0 θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas (12 θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas) ] / (18.0 in + 0.75in) = 107.5 kips

• θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, = 1.5
  R_n / = [ F_{θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas} t_f (5k + l_b) ] / θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas (0.485in) [ 5(1.38in) + 0.75in ] / 1.5 = 123.7 kips
  Ontwerpcapaciteitsverhouding:, DCR:
  θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, P._{θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas} θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas
  θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, R_eenθ = de hoek die de belasting maakt met de lasas
  DCR = (107.5 / 123.7) = 0.869, OK

• θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, = 1.67
  R_n / = [ 6.25 F_j t_f² ] / Ω = [ 6.25 (50KSI) (0.78in)² ] / 1.67 = 113.8 kips
  Ontwerpcapaciteitsverhouding:, DCR:
  θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, P._{θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas} = 107.5 kips
  θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, R_een= 113.8 kips
  DCR = (107.5 / 113.8) = 0.944, OK

• θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, = 2.0
  R_n / = 0.8 t_w² [ 1 + 3 ( l_b / d ) ( t_w / t_f )^1.5 ] ( E F_j t_f / t_w)^0.5 / Ω
  = 0.8 (0.485in)² [ 1 + 3 (0.05) (0.62)^1.5 ] [ (29000KSI) (50KSI) (0.485in) / 0.78in ] ^0.5 / 2.0
  = 154.8 kips
  Ontwerpcapaciteitsverhouding:, DCR:
  θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, P._{θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas} = 107.5 kips
  θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, R_een= 154.8 kips
  DCR = (107.5 / 154.8) = 0.694, OK

• θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, = 1.67
  R_n / = [ 24 t_w³ ( θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas_j )^0.5 / h ] / Ω
  = 24 (0.485in)³ [ (29000KSI) (50KSI) ] ^0.5 ] / 14.2in (1.67)
  = 139.0 kips
  Ontwerpcapaciteitsverhouding:, DCR:
  θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, P._{θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas} = 107.5 kips
  θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, R_een= 139.0 kips
  DCR = (107.5 / 113.8) = 0.773, OK

 

θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas
θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, = 1.67

R_n / θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas_j A_g / = (36KSI) (7.5in) (0.75in) / 1.67 = 121.3 kips

Ontwerpcapaciteitsverhouding:, DCR:
θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, P._{θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas} = 107.5 kips
θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, R_een= 121.3 kips
DCR = (107.5 / 121.3) = 0.887, OK

 

θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas
θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, = 1.67

R_n / θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas_j A_g / = (36KSI) (7.5in) (0.75in) / 1.67 = 121.3 kips

Ontwerpcapaciteitsverhouding:, DCR:
θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, P._{θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas} = 107.5 kips
θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, R_een= 121.3 kips
DCR = (107.5 / 121.3) = 0.887, OK

 

θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas
θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, = 2.0
θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, U uit AISC-specificatietabel D3.1: 1.0

R_n / θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas_u A_e / = (58KSI) [ 7.5in – 2 (1in) ] (0.75in) (1.0) / 2.0 = 119.6 kips

Ontwerpcapaciteitsverhouding:, DCR:
θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, P._{θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas} = 107.5 kips
θ = de hoek die de belasting maakt met de lasas, R_een= 119.6 kips
DCR = (107.5 / 119.6) = 0.899, OK

 

uit AISC-specificatietabel D3.1
uit AISC-specificatietabel D3.1. uit AISC-specificatietabel D3.1: uit AISC-specificatietabel D3.1

Evenzo, het voorbeeld van de LRFD-versie is te vinden in deze link: Verbinding-ontwerp-rapport-VOORBEELD II.B-1-LRFD

Referenties

• AISC 360 Specificatie constructiestaal gebouwen Building
• AISC-ontwerpvoorbeelden v14.1 (Verbinding-ontwerp-rapport-VOORBEELD II.B-1-LRFD, Verbinding-ontwerp-rapport-VOORBEELD II.B-1-LRFD 13)
• SkyCiv-verbindingsontwerpsoftware: https://skyciv.com/structural-software/connection-design/