O que é uma conexão de cisalhamento?
Uma conexão de cisalhamento é uma junta que transfere força de cisalhamento entre dois membros sem transferir momento significativo. Se uma viga transporta forças de corte, essa força passa através da conexão para a coluna de suporte como força axial. Conexões de cisalhamento se comportam como um pino (FFFFFR em SkyCiv Estrutural 3D), diferente conexões de momento, que seguram a rotação final.
No AISC 360-16 termos este é um Os três tipos de forças internas que se espera que as conexões de aço transmitam incluem força axial conexão: assume-se que ele gira livremente e carrega um momento desprezível. AS 4100:2020 chama o arranjo equivalente de construção simples. Uma junta semirrígida é um terceiro caso, com rigidez rotacional real, mas parcial, e tem que ser modelado dessa forma, em vez de tratado como simples.
Uma placa ou ângulo carrega a força entre os dois membros. No exemplo acima, qualquer carga descendente na viga passa para o membro de suporte através do ângulo. Porque nada restringe os flanges da viga, a junta pode girar, que é o que a torna uma conexão de cisalhamento em vez de uma conexão de momento.
Conexões de cisalhamento são a conexão mais comum em estruturas de aço. Onde uma moldura é apoiada, o contraventamento proporciona estabilidade lateral, portanto, as conexões de momento são necessárias apenas onde o quadro depende da ação do quadro. É por isso que a maioria dos projetistas busca uma conexão de cisalhamento sempre que a análise permitir.: eles são mais simples de fabricar e mais baratos de montar.
SkyCiv Connection Design verifica conexões de cisalhamento para AISC 360-16 tanto em ASD quanto em LRFD, e para AS 4100:2020.
Tipos de conexões de cisalhamento
As conexões de cisalhamento recebem o nome do componente que suporta a carga e onde ela fica. Quais estão disponíveis depende do código do projeto e do que as estruturas das vigas estão inseridas., então as listas abaixo estão divididas dessa forma.
Viga para coluna de seção I, ou feixe a feixe (AISC 360-16)
Seis configurações, cada estrutura disponível para o banzo do pilar, para a coluna web, ou feixe a feixe através da web:
- Ângulo Único. Um suporte em forma de L entre a alma da viga e o suporte. A opção mais leve, e o mais flexível, então é adequado para cargas leves.
- Ângulo Duplo. Ângulos em ambas as faces da alma da viga. O ângulo extra duplica aproximadamente os planos de cisalhamento do parafuso e torna a conexão mais tolerante durante a montagem, é por isso que é o carro-chefe para vigas mais pesadas.
- Placa Única. A aba de cisalhamento. Um prato, soldado ao suporte e aparafusado à alma da viga. Geralmente o mais barato do grupo, porque há uma linha de solda e um grupo de parafusos.
- Placa Dupla. Placas em ambas as faces da teia, usado onde uma única placa não pode suportar o cisalhamento ou ajustar o grupo de parafusos necessário.
- Placa final. Uma placa soldada na extremidade da viga e aparafusada ao suporte. Ele precisa que a viga seja cortada no comprimento certo, já que a placa não deixa ajuste.
- Web diretamente soldada. A alma da viga soldada diretamente ao suporte, sem placa intermediária ou ângulo. Não há parafusos para verificar, mas precisa de soldagem em campo e abre mão da tolerância de montagem que um detalhe aparafusado fornece.
Transmitir para coluna HSS (AISC 360-16)
Enquadrar em uma seção oca muda o que cabe, porque não há flange para aparafusar e não há acesso ao outro lado para uma chave inglesa. Cinco configurações estão disponíveis:
- Ângulo Único e Ângulo Duplo
- Placa Única
- Single WT. Um tee cortado de uma flange larga, sua haste soldada ou aparafusada à alma da viga e seu banzo à face do pilar.
- Ângulo do assento. Um ângulo sob o flange inferior que transporta a viga no rolamento, normalmente com um clipe superior para estabilidade. Ao contrário dos tipos conectados à web, este funciona fora do flange.
AS 4100:2020
O código australiano cobre a estrutura viga-coluna e viga-viga, com quatro configurações:
- Placa Lateral Web, o AS 4100 nome para a aba de cisalhamento.
- Placa final flexível
- Ângulo Único e Ângulo Duplo
AS 4100 a cobertura é apenas de cisalhamento, e não se estende a colunas HSS, canais, reforço ou emendas. Esses são AISC 360-16.
O que o software verifica?
Para uma conexão de cisalhamento, o projeto executa uma passagem de detalhamento e uma passagem de resistência.
O detalhamento é executado primeiro e captura a geometria: distâncias da borda do parafuso, espaçamento do parafuso (pitch e medidor), folgas da ferramenta, e dimensões mínimas e máximas da placa, além de detecção de choque entre placas, parafusos e soldas. Uma conexão que falha aqui nunca chega à solução. Geralmente é isso que você quer, porque os números não importam se o detalhe não puder ser construído.
As verificações de resistência cobrem o cisalhamento do parafuso, rolamento de parafuso e destacável, bloquear ruptura por cisalhamento, escoamento e ruptura da placa, estresse na garganta de solda, e os estados limites locais do membro de suporte, como rendimento local da web. Cada fórmula, verificação de projeto e referência de código são mostradas na íntegra, com os números das cláusulas do AISC 360-16 ou AS 4100:2020, para que você possa seguir o cálculo em vez de confiar nele.
Para o lado do fixador deste, veja a documentação em parafusos e soldas.
Qual é a diferença entre uma conexão de cisalhamento e de momento?
Uma conexão de cisalhamento transfere apenas cisalhamento. Uma conexão de momento também transfere flexão. Pense nisso como um dobradiça: uma conexão de cisalhamento permite que a extremidade da viga gire, um momento de conexão o mantém.
A distinção é uma decisão sobre o modelo de análise, não só sobre os detalhes. Uma aba de cisalhamento projetada tão simples deve ser flexível o suficiente para realmente girar, e uma conexão de momento deve ser rígida o suficiente para justificar a fixação que o modelo de pórtico assumiu.
| Conexão de cisalhamento | Conexão de Momento | |
|---|---|---|
| Forças Transferidas | Cisalhamento apenas | Cisalhamento e momento |
| Nomes alternativos | Articulado, Dobradiça, Simples | Rígido, Fixo, Resistente ao momento |
| AISC 360-16 prazo | Conexão simples | Conexão de momento FR ou PR |
| Rotação | Permite Rotação | Restringe a rotação |
| Código de Fixidade de Software | FFFFFR | FFFFFF |
Software de design de conexão SkyCiv
Os modelos e verificações acima são de Projeto de conexões SkyCiv. Ele cobre 80+ tipos de conexão pré-configurados, projetos para AISC 360-16 (LRFD & ASD) e a norma AS 4100:2020, e mostra todas as fórmulas, verificação de projeto e referência de código completa.
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