Wat is een Shear Connection?
Een afschuifverbinding is een verbinding die schuifkracht tussen twee onderdelen overbrengt zonder een betekenisvol moment over te dragen. Als een balk intern draagt dwarskracht, die kracht gaat door de verbinding naar de steunkolom als axiale kracht. Afschuifverbindingen gedragen zich als een pen (FFFFFR in SkyCiv Structureel 3D), in tegenstelling tot moment verbindingen, die de eindrotatie vasthouden.
In AISC 360-16 termen dit is een gemakkelijk verbinding: Er wordt aangenomen dat het vrij roteert en een verwaarloosbaar moment overdraagt. ALS 4100:2020 noemt de equivalente opstelling een eenvoudige constructie. Een semi-rigide gewricht is een derde geval, met echte maar gedeeltelijke rotatiestijfheid, en het moet op die manier worden gemodelleerd in plaats van als eenvoudig te worden behandeld.
Een plaat of hoek draagt de kracht tussen de twee delen. In het bovenstaande voorbeeld, eventuele neerwaartse belasting op de balk komt via de hoek in het steunorgaan terecht. Omdat niets de flenzen van de ligger tegenhoudt, het gewricht kan draaien, waardoor het een afschuifverbinding is in plaats van een momentverbinding.
Afschuifverbindingen zijn de meest voorkomende verbinding in stalen frames. Waar een frame wordt vastgezet, de versteviging zorgt voor zijdelingse stabiliteit, momentverbindingen zijn dus alleen nodig als het frame afhankelijk is van frameactie. Dat is de reden waarom de meeste ontwerpers streven naar een afschuifverbinding waar de analyse dit toelaat: ze zijn eenvoudiger te vervaardigen en goedkoper op te richten.
SkyCiv Connection Design controleert afschuifverbindingen met AISC 360-16 zowel bij ASS als bij LRFD, en naar ALS 4100:2020.
Soorten afschuifverbindingen
Afschuifverbindingen zijn genoemd naar het onderdeel dat de belasting draagt en waar het zich bevindt. Welke beschikbaar zijn, hangt af van de ontwerpcode en van waar de balk omlijst, dus de onderstaande lijsten zijn op die manier opgesplitst.
Ligger naar I-sectiekolom, of straal tot straal (AISC 360-16)
Zes configuraties, elk beschikbaar frame aan de kolomflens, naar het kolomweb, of straal-tot-straal door het web:
- Enkele hoek. Eén L-vormige beugel tussen het liggerlijf en de steun. De lichtste optie, en het meest flexibel, dus geschikt voor lichte belasting.
- Dubbele hoek. Hoeken aan beide zijden van het liggerlijf. De extra hoek verdubbelt grofweg de boutafschuifvlakken en maakt de verbinding vergevingsgezinder tijdens de montage, Daarom is het het werkpaard voor zwaardere balken.
- Enkele plaat. De afschuiflip. Eén bord, in de werkplaats aan de steun gelast en met bouten aan het balklijf vastgeschroefd. Meestal de goedkoopste van de groep, omdat er één laslijn en één boutgroep is.
- Dubbele plaat. Platen aan beide zijden van het web, gebruikt waar een enkele plaat de schaar niet kan dragen of op de vereiste boutgroep past.
- Eindplaat. Een plaat die aan het uiteinde van de balk is gelast en aan de steun is vastgeschroefd. De balk moet nauwkeurig op lengte worden gesneden, aangezien de plaat geen aanpassing toelaat.
- Direct gelast web. Het liggerlijf werd rechtstreeks aan de steun gelast, zonder tussenplaat of hoek. Er zijn geen bouten om te controleren, maar het heeft veldlassen nodig en geeft de erectietolerantie op die een vastgeschroefd detail biedt.
Balk naar HSS-kolom (AISC 360-16)
Door het frame in een holle sectie te plaatsen, verandert wat past, omdat er geen flens is om aan te bouten en geen toegang tot de andere kant voor een sleutel. Er zijn vijf configuraties beschikbaar:
- Enkele hoek en Dubbele hoek
- Enkele plaat
- Enkele WT. Een T-stuk gesneden uit een brede flens, de steel is aan het liggerlijf gelast of vastgeschroefd en de flens aan het kolomvlak.
- Zithoek. Een hoek onder de onderste flens die de balk draagt, normaal gesproken met een topclip voor stabiliteit. In tegenstelling tot de met internet verbonden typen, deze werkt vanaf de flens.
ALS 4100:2020
De Australische code heeft betrekking op ligger-naar-I-kolom- en ligger-tot-ligger-framing, met vier configuraties:
- Webzijplaat, de AS 4100 naam voor de afschuifklamp.
- Flexibele eindplaat
- Enkele hoek en Dubbele hoek
ALS 4100 dekking is alleen afschuiving, en strekt zich niet uit tot HSS-kolommen, kanalen, verstevigingen of splitsingen. Dat zijn AISC 360-16.
Wat controleert de software?
Voor een breekverbinding, het ontwerp kent zowel een detailleringspas als een sterktepas.
Detaillering loopt eerst en vangt de geometrie op: afstanden van de boutranden, bout afstand (toonhoogte en maat), gereedschapsspeling, en minimale en maximale plaatafmetingen, plus botsingsdetectie tussen platen, bouten en lassen. Een verbinding die hier mislukt, bereikt nooit de oplossing. Dat is meestal wat je wilt, omdat de cijfers er niet toe doen als het detail niet kan worden gebouwd.
De sterktecontroles dekken vervolgens de boutafschuiving, boutlager en uitscheuring, blokschuifbreuk, plaat meegeven en scheuren, laskeelspanning, en de lokale grenstoestanden van het ondersteunende onderdeel, zoals lokale rekbaarheid van het web. Elke formule, ontwerpcontrole en codereferentie worden volledig weergegeven, met de clausulenummers van AISC 360-16 of AS 4100:2020, zodat u de berekening kunt volgen in plaats van deze op vertrouwen te nemen.
Voor de bevestigingskant hiervan, zie de documentatie op bouten en lassen.
Wat is het verschil tussen een Shear- en Moment Connection??
Een schuifverbinding brengt alleen schuifkracht over. Een momentverbinding brengt ook buiging over. Zie het als een scharnier: een afschuifverbinding laat het liggeruiteinde roteren, een momentverbinding houdt het vast.
Het onderscheid is een beslissing over het analysemodel, niet alleen over de details. Een zo eenvoudig ontworpen breeklip moet flexibel genoeg zijn om daadwerkelijk te kunnen roteren, en een momentverbinding moet stijf genoeg zijn om de vastheid te rechtvaardigen die het framemodel aannam.
| Afschuifverbinding | Moment verbinding | |
|---|---|---|
| Krachten overgedragen | Alleen schuintrekken | Afschuiving en moment |
| Alternatieve namen | Vastgezet, Scharnier, Gemakkelijk | Stijf, Gemaakt, Momentbestendig |
| AISC 360-16 termijn | Eenvoudige verbinding | FR- of PR-momentverbinding |
| Rotatie | Staat rotatie toe | Beperkt rotatie |
| Software Fixity Code | FFFFFR | FFFFFF |
SkyCiv-verbindingsontwerpsoftware
Bovenstaande modellen en ruitjes zijn van SkyCiv-verbindingsontwerp. Het bedekt 80+ vooraf geconfigureerde verbindingstypen, ontwerpen voor AISC 360-16 (LRFD & ASD) en AS 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.
