A knee brace is a short diagonal member running between a column and a beam or girder, close to the joint. It shortens the effective span of the beam and stiffens the frame against lateral drift, without the full-height diagonal that a vertical brace needs. The brace force arrives at the joint as axial load, and a gusset plate takes it into the column or girder.
SkyCiv Connection Design checks the knee brace connection to AISC 360-16 bij ASS of LRFD. You enter the supporting member, the brace, the gusset plate and the fixtures, and it returns every check with its utilization ratio and the clause behind it.
Why Use a Knee Brace
A knee brace buys stiffness cheaply. It uses less steel than a full diagonal and it is quick to erect, because it is a short member with one connection at each end. Because it sits in the corner of the bay rather than across it, it leaves the opening largely clear, which matters where a full-height brace would block a door, a window or a services run.
It is also a practical retrofit. Adding a knee brace to an existing frame means working at one joint rather than rebuilding a bay, so it is a common way to stiffen a structure that has been reassessed or reloaded.
The trade-off is that the brace attracts moment into the beam and the column at the brace point. The members either side of the connection have to be checked for that, which is a frame analysis question rather than a connection one.
Designing a Knee Brace Connection in SkyCiv
De ontwerpcode kan AISC zijn 360-16 ASS of LRFD, en eenheden Engels/imperiaal of SI/metrisch. The knee brace is available framing to a column flange, a column web or a girder flange. Klik op de “Direct gelaste knoopplaat” tegel.
Details tabblad
Leg hier de projectgegevens vast. Niets daarvan verandert de berekeningen, maar het komt wel terug in het rapport.
Montage tabblad
Er zitten drie tabbladen onder Assembly: the Column or Girder, the Brace, en de Verbinding, which holds the gusset plate.
Tabblad Kolom of Balk
Geef de doorsnede en materiaalkwaliteit van het ondersteunende onderdeel op, whichever the brace frames into.
Tabblad beugel
The brace can be a single angle, a double angle, a square or rectangular HSS, or a WT section. The shape drives how the brace attaches to the gusset: an angle connects through one leg, which puts the load off the brace centreline, while an HSS is usually slotted over the plate and welded on both faces.
Tabblad Verbinding
Set the gusset plate properties here. The plate has to be large enough for the weld or bolt group at the brace end and still fit against the supporting member, so watch the 3D renderer as you size it.
Armaturen Tab
Two interfaces are set here: gusset plate to brace, and gusset plate to the column or girder support. Each can be bolted or welded.
Where the connection is bolted, the bolt grades are A307, A325, A490 of aangepast. A325 en A490 zijn kwaliteiten binnen ASTM F3125, die de oudere stand-alone specificaties consolideerde. Where it is welded, specificeer het lasmateriaal, of ‘Aangepast’ with your own Fnw, and the weld size.
For more on the fastener side, zie de documentatie op bouten en lassen.
Tabblad Ladingen
Enter the brace loads here. Hover the tooltips for the sign convention and direction of each.
Match the loads to the design method you picked at the start. LRFD neemt berekende belastingen op tegen de ontwerpsterkte; ASD neemt bedrijfsbelastingen op tegen de toegestane sterkte. De software kan niet zien wat u hebt getypt.
Resultaten tabblad
Klik “Voer ontwerpcontroles uit”. Alles wat op de eerdere tabbladen ontbreekt, wordt hier gemarkeerd in plaats van stilzwijgend standaard ingesteld.
In het overzicht ziet u of de verbinding is geslaagd, met een gebruiksratio voor elke controle. Als het mislukt, verander de invoer op de eerdere tabbladen en klik “Ontwerpcontroles opnieuw uitvoeren”. Wanneer het voorbij is, zweef over “Verslag doen van” and pick “Samenvattingsverslag” of “Volledig rapport”.
That is an extract from the full report. Elke controle verwijst naar de AISC-handleiding of -specificatie, en de werking volgt de volgorde die de specificatie gebruikt, zodat een beoordelende ingenieur het regel voor regel kan lezen in plaats van een getal te reverse-engineeren.
Hier‘s een PDF-kopie van het volledige gedetailleerde berekeningsrapport.
Probeer het zelf
Pick the knee brace, enter your brace, gusset and loads, en bekijk elke controle met de bijbehorende codereferentie. Het draait in de browser, zonder iets te installeren.
Zie ook de knee brace connection calculator, als de chevron brace en verticale versteviging calculators for the other bracing configurations.
