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
Calculating the capacity of a column splice connection can be a complex task. 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. This is where connection design software like SkyCiv comes into play. SkyCiv’s intuitive interface allows engineers to input column information, plate sizes, bolt specifications, and loading conditions with ease. With SkyCiv’s column splice calculator, designing column splice connections becomes a streamlined process that empowers engineers to focus on the design itself rather than the calculations.
SkyCiv: A Game-Changer in Connection Design
What sets SkyCiv apart from its competitors is not just its user-friendly interface, but also its affordability. In a world where engineering software costs can add up quickly, SkyCiv offers a cost-effective solution that doesn’t compromise on quality. Whether you’re a seasoned professional or a budding engineer, SkyCiv’s pricing model ensures that connection design becomes accessible to all.
Bolting or Welding: Choosing the Right Connection Method
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: O “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” doença. 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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Now onto using SkyCiv software.
O código de design pode ser AISC 360-16 ASD ou LRFD. As unidades podem ser inglesas/imperiais ou SI/métricas. Agora clique no “Column Splice” telha.
Guia Projeto
Aqui você pode especificar os detalhes do projeto que está trabalhando atualmente.
Aba de montagem
Existem três guias em Montagem. This is where you specify the Lower Column, Upper Column, e Conexão (Flange Plate and Web Plate) propriedades.
Lower Column Tab
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.
Upper Column Tab
Similar inputs with the lower column tab but with an addition to specify if the columns are fit to bear or not. If you select “YES”, 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. Now don’t forget to look closely at the 3D renderer and make sure the plate geometry make sense. Just make sure there is enough space for the bolts that will be set on the fixtures tab later.
Aba Conexão – Web Plate Button
Similar to the flange plate button inputs. And again, make sure the connection makes sense by looking at the 3D renderer. Take advantage of its functionality.
Luminária 1-4 Aba
Here is where you can specify the bolt information for the flange plate and web plate connections.
Luminária 1 – Flange plate to Lower Column Flange
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, specify the bolt-hole types at the column flange/web and flange/web plates. Os fabricantes geralmente preferem usar furos padrão (DST) em membros e furos superdimensionados (OVS) na placa do flange para permitir melhor encaixe no campo.
Próximo, 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. Note that slip-critical connections generally have lesser bolt capacity. Você só deve usar SC quando houver um suposto deslizamento na direção da força. Neste exemplo específico, if you use OVS holes at any of the beam or plate, the bolt will be automatically checked as slip critical. 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(UMA) 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.
Próximo, 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 bolt rows and 12 bolt columns. Don’t forget to specify the bolt row spacing, bolt column spacing, and bolt gage as well. Quanto ao “Beira” entrada, this is the distance from the column end to the first bolt column.
Guia de Cargas
Don’t forget to input the compressive/tensile load ‘Fy’, horizontal shear load under ‘Fz’, and strong axis moment load under ‘Mx’. Hover over the tooltips to get a better idea on the direction of these loads.
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.
Aqui‘s a PDF copy of the full detailed calculation report. Confira!
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