Wat is een Moment Connection?
Een momentverbinding is een verbinding die overdraagt buigmoment tussen een kolom en een balk, of tussen twee leden. Als een balk aan het uiteinde een intern moment heeft, de verbinding moet dat moment over de verbinding dragen in plaats van het uiteinde vrij te laten draaien.
Verlengde eindplaatverbinding, een voorbeeld van een momentverbinding. De bouten buiten de spanflens geven het koppel een langere hefboomarm.
Het doel van een moment verbinding is om de eindrotatie vast te houden, wat in analysetermen de fixiteitscode FFFFFF: ingetogen in alle drie de vertalingen en alle drie de rotaties. Daarom worden momentverbindingen ook wel starre verbindingen genoemd.
AISC 360-16 Paragraaf B3.4 gaat daar preciezer over, en het onderscheid is van belang als je het frame modelleert. Een momentverbinding is ofwel volledig ingetogen (de berekeningen die hier worden gepresenteerd, zullen het toegestane spanningsontwerp gebruiken), die de hoek tussen de leden vasthoudt en de FFFFFF-aanname rechtvaardigt, of gedeeltelijk ingetogen (PR), die moment overbrengt maar voldoende roteert zodat de analyse rekening moet houden met de werkelijke stijfheid van het gewricht. Het behandelen van een PR-verbinding als volledig stijf overdrijft de stijfheid van het frame en onderschat de drift ervan.
Waar een afschuifverbinding werkt meestal via het bundelweb, een momentverbinding moet in de flenzen grijpen, omdat daar de buigspanning zit. Flensplaten, gelaste flenzen of een eindplaat doen allemaal hetzelfde werk: ze zetten het moment van de balk om in een spankracht in de ene flens en een compressiekracht in de andere, en draag dat paar in de colonne.
Moment verbindingstypen
Momentverbindingen hebben veel meer moment dan een afschuifverbinding, en ze kosten meer om te maken: meer materiaal, meer laswerk, meer fit-up en meer inspectie. De meeste frames gebruiken ze alleen wanneer de structuur afhankelijk is van frameactie voor laterale stabiliteit, en gebruik overal afschuifverbindingen.
Welke configuraties beschikbaar zijn, hangt af van de ontwerpcode en van de frameconstructie van de balk.
Ligger naar I-sectiekolom (AISC 360-16)
Vier configuraties, frame aan de kolomflens of aan het kolomlijf.
Flensplaat
Platen lopen over de boven- en onderflens van de ligger, vastgeschroefd of gelast aan de balk en aan de kolom. Terwijl de balk buigt, de ene plaat gaat op spanning en de andere op compressie, en dat paar draagt het moment. Het liggerlijf wordt doorgaans gedragen door een aparte schuifplaat, dus de verbinding verdeelt de taak: flenzen nemen het moment, web neemt de afschuiving.
Gelaste flenzen
De liggerflenzen worden rechtstreeks aan de kolomflens gelast, zonder tussenplaat, en het lijf is vastgeschroefd aan een breeklip. Dit geeft de stijfste verbinding van de groep en het schoonste belastingspad, maar het is veldlassen op een onderdeel dat binnen de tolerantie moet passen, dus het draagt voorverwarmen, toegangs- en inspectiekosten die een vastgeschroefd detail niet met zich meebrengt.
Verzonken eindplaat
Een plaat die aan het uiteinde van de balk is gelast en aan de kolom is vastgeschroefd, waarbij de plaat gelijk eindigt met de balkflenzen en alle bouten daartussen. Het past bij lagere momenten, omdat de hefboomarm van de boutgroep wordt beperkt door de balkdiepte.
Verlengde eindplaat
Hetzelfde idee, waarbij de plaat voorbij de spanflens reikt, zodat de bouten erbuiten kunnen zitten. Die buitenste bouten hebben een langere hefboomarm rond de compressieflens, dat is wat de extra momentcapaciteit koopt. Een nieuwsgierige actie op het verlengde deel wordt een regelgevende controle. Het is de configuratie die bovenaan deze pagina wordt weergegeven.
Beide eindplaatconfiguraties vallen onder de momentverbindingscalculator.
Balk naar HSS-kolom (AISC 360-16)
Het inlijsten van een momentverbinding in een holle sectie is moeilijker, omdat er geen flens is om doorheen te bouten en geen toegang tot de andere kant. Er is één configuratie beschikbaar: een flens plaat aan de voorkant van de HSS gelast, zonder verstevigers.
ALS 4100:2020
ALS 4100 dekking in SkyCiv Connection Design is alleen afschuifverbindingen, van ligger tot I-profielkolom of van ligger tot ligger. Momentverbindingen met AS 4100 zijn niet beschikbaar. Voor momentontwerp, gebruik AISC 360-16.
Wat controleert de software?
De detaillering loopt eerst: afstanden van de boutranden, bout afstand (toonhoogte en maat), gereedschapsspeling, minimale en maximale plaatafmetingen, en botsingsdetectie tussen platen, verstijvers, bouten en lassen. Een verbinding die niet kan worden opgebouwd, bereikt de oplossing niet.
De krachtcontroles volgen het koppel vervolgens door het gewricht. Aan de flenszijde betekent dat de plaat onder spanning en onder druk, bout afschuiving, boutlager en uitscheuring, blokschuifbreuk, nieuwsgierige actie op de bouten, en laskeelspanning. Op het steunorgaan betekent dit plaatselijke flensbuiging, web lokale opbrengst en web verlammend, dit zijn de grenstoestanden die beslissen of de kolom verstijvingen of een dubbele plaat nodig heeft.
Elke formule, ontwerpcontrole en codereferentie worden volledig weergegeven, met clausulenummers van AISC 360-16, zodat u de berekening kunt volgen in plaats van deze op vertrouwen te nemen.
Momentverbinding versus afschuifverbinding: het verschil
Het verschil is wat er gebeurt met de hoek tussen de twee leden. In een momentverbinding wordt die hoek vastgehouden, dus buigen in het ene lid gaat over in het andere. Bij een afschuifverbinding kan de verbinding vrij roteren, zodat het uiteinde van de balk draait en er geen betekenisvol moment de verbinding kruist.
| Moment verbinding | Afschuifverbinding | |
|---|---|---|
| Krachten overgedragen | Afschuiving en moment | Alleen schuintrekken |
| Alternatieve namen | Stijf, Gemaakt, Momentbestendig | Vastgezet, Scharnier, Gemakkelijk |
| AISC 360-16 termijn | FR- of PR-momentverbinding | Eenvoudige verbinding |
| Rotatie | Houdt rotatie tegen | Vrij om te draaien |
| Software Fixity Code | FFFFFF | FFFFFR |
SkyCiv-verbindingsontwerpsoftware
Bovenstaande modellen en ruitjes zijn van SkyCiv-verbindingsontwerp. Het bedekt 80+ vooraf geconfigureerde verbindingstypen, ontwerpen om AISC 360-16 in LRFD en ASS en naar ALS 4100:2020, en toont elke formule, ontwerpcontrole en volledige codereferentie.
U kunt de verbinding in 3D modelleren, bouten verwisselen, lassen of platen zonder uw belastingsgegevens te verliezen, maak 2D-detailtekeningen in CloudCAD, en exporteer de 3D-geometrie naar IFC voor coördinatie in Revit, Tekla of Navisworks.
Het draait volledig in de browser, zonder downloads, updates of IT-configuratie.
