Em engenharia estrutural, a força e a estabilidade das conexões são de extrema importância para o desempenho geral de uma estrutura. Um aspecto crítico do projeto de conexão é a conexão da emenda da coluna, onde a união de duas colunas é um ponto central. Para garantir a integridade de tais conexões, os engenheiros podem recorrer ao Instituto Americano de Construção em Aço (AISC) 360-16 especificação. Contudo, com o avanço da tecnologia, software de design de conexão como o SkyCiv oferece uma alternativa amigável que simplifica o processo e prova ser não apenas eficaz, mas também econômico.
Os cálculos por trás das conexões de emenda de coluna
Calcular a capacidade de uma conexão de emenda de coluna pode ser uma tarefa complexa. Contudo, AISC 360-16 fornece aos engenheiros um guia abrangente que divide os cálculos intrincados em etapas gerenciáveis. Esta especificação descreve os procedimentos para determinar a capacidade de carga axial, capacidade de momento, e capacidade de cisalhamento de uma conexão de emenda de coluna.
Embora os cálculos manuais sejam uma marca registrada das práticas tradicionais de engenharia, a era digital introduziu novas ferramentas que podem agilizar significativamente o processo de design. É aqui que softwares de design de conexão como SkyCiv entra em jogo. A interface intuitiva do SkyCiv permite que os engenheiros insiram informações da coluna, tamanhos de placa, especificações do parafuso, e condições de carregamento com facilidade. Com a calculadora de emenda de coluna do SkyCiv, projetar conexões de emenda de coluna torna-se um processo simplificado que permite que os engenheiros se concentrem no projeto em si, e não nos cálculos.
SkyCiv: Uma virada de jogo no design de conexões
O que diferencia o SkyCiv de seus concorrentes não é apenas sua interface amigável, mas também a sua acessibilidade. Em um mundo onde os custos de software de engenharia podem aumentar rapidamente, SkyCiv oferece uma solução econômica que não compromete a qualidade. Quer você seja um profissional experiente ou um engenheiro iniciante, O modelo de preços do SkyCiv garante que o design da conexão se torne acessível a todos.
Aparafusamento ou Soldagem: Escolhendo o método de conexão correto
Quando se trata de conexões de emenda de coluna, a escolha entre aparafusamento e soldagem pode afetar significativamente o projeto. Embora ambos os métodos tenham seus méritos, o aparafusamento é a opção mais comumente preferida devido à sua versatilidade e facilidade de implementação. Os parafusos oferecem a vantagem de serem ajustáveis e substituíveis, o que é essencial em cenários onde ajustes ou modificações podem ser necessários.
Preparando a superfície de contato da coluna: A “Adequado para suportar” Abordagem
Uma técnica fascinante que os engenheiros costumam empregar para otimizar as conexões de emenda da coluna é preparar a superfície de contato da coluna para uma “apto para suportar” no solo. Isso envolve garantir que as superfícies de contato das colunas estejam alinhadas corretamente e em contato total. Ao fazê-lo, as forças compressivas são transferidas através do rolamento em vez de depender apenas dos parafusos. Isso não apenas melhora a integridade estrutural da conexão, mas também adiciona um elemento de custo-benefício ao projeto.
A necessidade de conexões de emenda de coluna
As conexões de emenda de coluna desempenham um papel crucial em cenários em que as colunas precisam ser estendidas, substituído, ou conectado por vários motivos. Esses cenários surgem quando a altura de uma estrutura excede o comprimento padrão das colunas disponíveis, ou quando a adaptação é necessária devido a alterações de projeto, modificações, ou expansão. Em tais casos, emendas de coluna bem projetadas e executadas são essenciais para manter a estabilidade e a segurança da estrutura.
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Agora vamos usar o software SkyCiv.
O código de design pode ser AISC 360-16 ASD ou LRFD. As unidades podem ser inglesas/imperiais ou SI/métricas. Agora clique no “Emenda de coluna” telha.
Guia Projeto
Aqui você pode especificar os detalhes do projeto que está trabalhando atualmente.
Aba de montagem
Existem três guias em Montagem. É aqui que você especifica a coluna inferior, Coluna Superior, e Conexão (Placa de flange e placa de rede) propriedades.
Guia Coluna Inferior
Aqui você pode especificar a seção/forma da coluna inferior e seu tipo de material. Você pode escolher o material A992 ou A36. Mas se você estiver usando um material diferente, você pode escolher Custom e inserir manualmente os valores Fy e Fu.
Guia da coluna superior
Entradas semelhantes com a guia da coluna inferior, mas com um acréscimo para especificar se as colunas estão adequadas para suportar ou não. Se você selecionar “SIM”, isso significa que a carga compressiva será projetada na superfície de contato do pilar em vez de na conexão parafusada, o que efetivamente resultará em um projeto mais econômico, mas você também precisa comunicar ao seu fabricante que as colunas estão devidamente preparadas para suportar.
Aba Conexão – Botão da placa de flange
Aqui você pode especificar as propriedades da placa de flange. Classe de material A36, A992 ou A572.GR50, mas você também pode especificar “Personalizado” e inserir manualmente Fy e Fu. Defina o b (largura), h (altura), e obrigado (grossura) da placa. Agora não se esqueça de olhar atentamente para o renderizador 3D e certificar-se de que a geometria da placa faz sentido. Apenas certifique-se de que haja espaço suficiente para os parafusos que serão colocados na guia de acessórios posteriormente.
Aba Conexão – Botão da placa da web
Semelhante às entradas dos botões da placa flangeada. E de novo, certifique-se de que a conexão faz sentido observando o renderizador 3D. Aproveite sua funcionalidade.
Luminária 1-4 Aba
Aqui é onde você pode especificar as informações dos parafusos para as conexões da placa de flange e da placa de alma.
Luminária 1 – Placa de flange para flange inferior da coluna
Luminária 2 – Placa de flange para flange da coluna superior
Luminária 3 – Placa Web para Web da Coluna Inferior
Luminária 4 – Placa Web para Web da Coluna Superior
Primeiro, especificar os tipos de furos de parafuso nas placas de flange/alma e flange/alma da coluna. Os fabricantes geralmente preferem usar furos padrão (DST) em membros e furos superdimensionados (OVS) na placa do flange para permitir melhor encaixe no campo.
A continuação, selecione o material ou grau do parafuso. Você pode escolher A307, A325, A490, ou uma entrada personalizada. Parafusos N ou X para conexões do tipo rolamento e SC para conexões com deslizamento crítico. Observe que as conexões com deslizamento crítico geralmente têm menor capacidade de parafuso. Você só deve usar SC quando houver um suposto deslizamento na direção da força. Neste exemplo específico, se você usar furos OVS em qualquer viga ou placa, o parafuso será automaticamente verificado como escorregamento crítico. Quanto a N contra X, X tem uma capacidade de cisalhamento de parafuso maior, mas você terá que garantir que as roscas dos parafusos sejam excluídas do plano de cisalhamento, portanto, você precisará comunicar isso adequadamente com o montador. E para SC(A) contra SC(B), SC(B) tem maior capacidade de parafuso, mas também precisará de uma limpeza mais profunda das lonas, por exemplo, SSPC-SP6 ou jateamento comercial.
A continuação, especificar o diâmetro do parafuso. Você pode escolher entre 5/8″ até 1-1/2″ diâmetro ou as unidades métricas equivalentes. Então, especifique a disposição dos parafusos. Você pode escolher até 8 fileiras de parafusos e 12 colunas de parafusos. Não se esqueça de especificar o espaçamento entre linhas dos parafusos, espaçamento entre colunas de parafusos, e medidor de parafuso também. Quanto ao “Beira” entrada, esta é a distância da extremidade da coluna até a primeira coluna do parafuso.
Guia de Cargas
Não se esqueça de inserir a carga de compressão/tração ‘Fy’, carga de cisalhamento horizontal sob 'Fz', e forte carga de momento do eixo sob 'Mx'. Passe o mouse sobre as dicas para ter uma ideia melhor da direção dessas cargas.
Aba Análise
E finalmente, clique “Executar verificações de design”. Se você perdeu alguma entrada necessária nas guias anteriores, isso irá notificá-lo para preencher as entradas que faltam.
Depois de clicar “Executar verificações de design”, você pode ver um resumo se sua conexão falhou ou não. Se falhou, altere manualmente as entradas nas guias anteriores e, em seguida,, clique “Executar novamente verificações de design”. Quando finalmente está tudo bem, clique “Obter relatório de cálculo” para ver o relatório detalhado.
O que você vê acima é um trecho do relatório de cálculo detalhado. Como você pode ver, há uma referência ao manual AISC e/ou especificação. Isso deve tornar mais fácil para o engenheiro de assinatura verificar os cálculos. Nossos cálculos são muito legíveis. Está escrito da mesma forma que está escrito no manual, especificação, ou guias de design.
Aquié uma cópia em PDF do relatório de cálculo completo e detalhado. Confira!
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