Конструкция соединения балок

Расчет соединения балок с AISC 360 сводится к тому, чтобы разделить момент, сдвиговая и осевая нагрузка между фланцевыми пластинами и стеночными пластинами, затем проверяем каждую группу болтов, сечение пластины и балки, через которое проходит нагрузка, с обеих сторон сустава. Фланцевые пластины воспринимают момент как пару растяжения и сжатия плюс свою долю осевой нагрузки.. Перегородки воспринимают сдвиговую и остальную осевую нагрузку..

На этой странице описано одно настоящее соединение балок на болтах от начала до конца.: W27x84, соединенный с W27x94, с 400 момент кип-футов, а 250 кип-сдвиг и 300 предел осевого растяжения или сжатия, предназначен для AISC 360-16 LRFD и Руководство AISC, 15-е издание. Каждый фланец имеет 3/4 во фланцевой пластине с 1 в болтах A490, критических к скольжению, и в сети есть пара 1/2 в сетчатых пластинах по десять 1 болты A490, критичные к скольжению, на каждой стороне соединения. Каждое уравнение записано с его номерами, в том же порядке, что и лист расчета AISC SkyCiv Connection Design модуль производит для него.

ПОПРОБУЙТЕ НАШ БЕСПЛАТНЫЙ ИНСТРУМЕНТ СЕЙЧАС КУПИТЬ МОДУЛЬ КОНСТРУКЦИИ ПОДКЛЮЧЕНИЯ

Что такое соединение балок?

Соединение балок соединяет два сегмента балки встык, поэтому элемент ведет себя так, как если бы он был непрерывным.. В болтовом соединении балок, соединительные пластины перекрывают стык полок и стенки и прикрепляются болтами к обеим балкам.. Он используется, когда балка слишком длинная, чтобы ее можно было отправить или установить целиком., или при изменении сечения по пролету, как здесь с W27x84 на W27x94.

Сращивание в этом примере представляет собой соединение с полным моментом.: а момент связи между двумя балками, а не между балкой и колонной. Фланцевые пластины работают точно так же, как пластины моментное соединение фланцевой пластины, за исключением того, что они привинчены к полке балки с обоих концов, а не приварены к колонне.. Плиты полотна располагаются на обеих сторонах полотна., поэтому болты перегородки подвергаются двойному сдвигу. Вы можете проверить эту конфигурацию непосредственно в Калькулятор соединения балок. В Калькулятор болтового соединения и момент соединения страница охватывает связанные типы.

План соединения фланцев. В 3/4 во фланцевой пластине имеется две линии болтов на одной стороне. 5 1/2 в норме, шесть колонн болтов со стороны W27x84 и пять со стороны W27x94, все в 3 в пространстве. Концы балок 1 врозь.

Раздел А-А. Сетчатые пластины 14 1/2 в глубоком, с пятью рядами по два болта с каждой стороны соединения на 3 в пространстве. Нагрузки показаны в месте соединения..

Конструкция соединения балок: шаги с первого взгляда

Нагрузки сначала распределяются между полками и стенкой.. Затем проверяется стык фланцевой пластины с обеих сторон соединения., а затем соединение перемычки.

1. Проверьте пределы детализации болтов фланцевой пластины..
2. Найдите усилие на фланце и проверьте скольжение фланцевых болтов, критически важных для скольжения..
3. Проверьте подшипник болта и наличие задира на фланцевой пластине..
4. Проверьте подшипник болта и наличие задира на полке балки..
5. Проверьте блок на сдвиг фланцевой пластины на предмет трех шаблонов вырыва..
6. Проверка блока на сдвиг полки балки.
7. Проверьте текучесть при растяжении и разрыв фланцевой пластины..
8. Проверка разрыва балки при растяжении, со сдвиговым запаздыванием.
9. Проверьте изгиб балки на изгиб в отверстиях для болтов фланца..
10. Проверьте фланцевую пластину на сжатие..
11. Повторите проверку фланца для второй балки..
12. Проверьте пределы детализации болтов стенки пластины..
13. Проверьте проскальзывание группы болтов стенки под действием сдвига и осевой нагрузки..
14. Проверить подшипники болтов на перегородках на предмет среза., осевая нагрузка и их взаимодействие.
15. Проверить подшипник болта на стенке балки на срез, осевая нагрузка и их взаимодействие.
16. Проверьте сдвиг блока перегородок на сдвиг., осевая нагрузка и их взаимодействие.
17. Проверка блока на сдвиг стенки балки на осевую нагрузку.
18. Проверьте сдвиговую текучесть и сдвиговое разрушение перегородок..
19. Проверьте податливость при растяжении и разрыв перемычек..
20. Проверка разрыва стенки балки при растяжении, со сдвиговым запаздыванием.
21. Проверьте стенки пластин на сжатие..
22. Повторите проверку полотна для второй балки..

Проектирование входных данных для этого примера

Код дизайна: AISC. 360-16 LRFD. Свойства раздела взяты из руководства AISC.. Левая балка — W27x84, правая балка — W27x94..

 

 

 

Как стык балки распределяет нагрузку между полками и стенкой

Перед любой проверкой, стык должен решить, какие пластины несут какую нагрузку. В отчете пропорционально распределяется осевая нагрузка на стенку по площади стенки по общей общей площади балки., и передает остальную осевую нагрузку и весь момент на фланцы.. Сеть также несет на себе весь сдвиг..

Осевая сила, действующая на стенку, равна:

[math] C_{web} = T_{web} = 135.34\,kip [math]

Сила фланца равна половине оставшейся осевой нагрузки плюс момент, разделенный на расстояние между центрами тяжести фланца.. [mathin] C_{bp} [mathin] какое-либо сжатие осуществляется за счет прямого опирания между концами балки?. Балки 1 врозь, так что ничего не несет и это ноль:

[math] C_{flange} = \frac{C_{u} – C_{bp} – C_{web}}{2} + \frac{M_{u}}{d_{c} – t_{fc}} [math]

[math] C_{flange} = \frac{(300\,kip) – (0\,kip) – (135.34\,kip)}{2} + \frac{(400\,kip\text{-}ft)}{(26.7\,in) – (0.64\,in)} = 266.52\,kip [math]

И растяжение, и сжатие 300 кип , так [mathin] T_{flange} [mathin] это то же самое, а расчетная сила фланца равна:

[math] P_{flange} = \max\left( C_{flange},\, T_{flange} \right) = 266.52\,kip [math]

В отчете используются глубина W27x84 и толщина фланца для моментного рычага с обеих сторон.. Это более мелкая из двух балок., поэтому его плечо рычага короче, а усилие на фланце больше, что консервативно для стороны W27x94.

Болты стенки воспринимают срез и осевую нагрузку стенки вместе.. Их результат:

[math] R_{u} = \sqrt{V_{u}^{2} + P_{web}^{2}} = \sqrt{(250\,kip)^{2} + (135.34\,kip)^{2}} = 284.28\,kip [math]

Часть 1: соединение фланцевой пластины

Шаги 1 в 10 проверьте фланцевую пластину и фланец W27x84 с левой стороны на наличие 266.52 усилие на фланце кипа. шаг 11 повторяет их для W27x94 справа.

шаг 1: Ограничения детализации для болтов фланцевой пластины (Aisc 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

Перед любой проверкой прочности, расположение болтов должно быть поддающимся сборке и соответствовать предположениям, лежащим в основе уравнений прочности.. Болты, затянутые слишком близко, рвутся между отверстиями., и края, находящиеся слишком близко, вырываются.

Минимальное расстояние между болтами составляет [mathin] 2\tfrac{2}{3} d_{b} [mathin] из J3.3, и максимум здесь 6 в. Минимальное краевое расстояние для 1 в болте есть 1 1/4 из таблицы J3.4, что является пределом полки балки, где отверстия стандартные. Фланцевая пластина имеет отверстия увеличенного размера., поэтому в Таблице J3.5 добавлено 1/8 in и пределы расстояния до края равны 1.375 в. У манометра есть свой минимум., так, чтобы две линии болтов проходили по фланцу, оставляя место для установки болтов..

Для минимального предела соотношение превышает фактическое значение., а для максимума это актуально сверх лимита. Определяющим рядом является горизонтальное расстояние от края полки балки., от конца балки до первой колонны болтов:

[math] DCR = \frac{1.25\,in}{1.25\,in} = 1 [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 1.000 ≤ 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Соотношение 1.0 означает, что расстояние до края соответствует минимальному коду, что характерно для детализации. Короткое расстояние до конца балки также позволяет сократить длину незакрепленной фланцевой пластины на шаге. 10.

шаг 2: Критическая прочность болта скольжения на фланце (Aisc 360-16 J3.8)

Болты фланцевой пластины должны воспринимать силу фланца без проскальзывания.. Эти болты критически важны для скольжения, поскольку во фланцевой пластине имеются отверстия увеличенного размера., какой AISC 360-16 J3.2 разрешается только в соединениях, критичных к скольжению..

куда [mathin] \phi = 0.85 [mathin] коэффициент сопротивления для отверстий увеличенного размера, [mathin] \mu = 0.5 [mathin] средний коэффициент скольжения для примыкающих поверхностей класса B., [mathin] D_{u} = 1.13 [mathin] связывает среднее установленное предварительное натяжение с указанным минимальным, [mathin] h_{f} = 0.85 [mathin] это коэффициент наполнителя, [mathin] T_{b} = 64\,kip [mathin] это минимальная претензия 1 в болте А490 из Таблицы J3.1, и есть [mathin] N_{s} = 1 [mathin] плоскость скольжения:

[math] \phi R_{n} = \phi\, \mu\, D_{u}\, h_{f}\, T_{b}\, N_{s}\, n_{r}\, n_{c} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.85) \times (0.5) \times (1.13) \times (0.85) \times (64\,kip) \times (1) \times (2) \times (6) [math]

[math] \phi R_{n} = 313.51\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 266.52 кип / 313.51 кип = 0.850 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

J3.8 устанавливает коэффициент заполнения на 1.0 когда нет наполнителя или один наполнитель между слоями, и 0.85 на двоих и более. W27x84 это 0.2 меньше, чем у W27x94, поэтому его фланцы находятся внутри плоскости фланцевых пластин и требуют уплотнения.. В докладе представлена ​​эта сторона для 0.85 фактор.

шаг 3: Подшипник болта и вырыв на фланцевой пластине (Aisc 360-16 J3.10)

Болты, критические к скольжению, также должны работать как болты подшипников., на случай, если сустав соскользнет. Каждый болт нажимает на край своего отверстия в пластине.. Пластина либо деформируется в отверстии (болт подшипника, ограничено 2.4 Поскольку расстояние до края меньше, чем соседнее расстояние до следующего отверстия под болт) или вырывает полоску до следующего отверстия или до конца тарелки (вырыв, 1.2 Поскольку расстояние до края меньше, чем соседнее расстояние до следующего отверстия под болт).

Расстояние в свету для концевых болтов, с участием [mathin] d_{h} = 1.25\,in [mathin] для больших отверстий, является:

[math] l_{c1} = L_{eh,fp} – \frac{d_{h}}{2} = (2.875\,in) – \frac{(1.25\,in)}{2} = 2.25\,in [math]

Между остальными болтами:

[math] l_{c2} = s_{c} – d_{h} = (3\,in) – (1.25\,in) = 1.75\,in [math]

Концевой болт в каждой из двух строк использует [mathin] l_{c1} [mathin], а остальные пять в каждой строке используют [mathin] l_{c2} [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{fp} F_{up}\, n_{r} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{fp} F_{up}\, n_{r} \left( n_{c} – 1 \right) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times 2.25\,in,\, 2.4 \times 1\,in\right)(0.75\,in)(65\,ksi)(2) + \min\left(1.2 \times 1.75\,in,\, 2.4 \times 1\,in\right)(0.75\,in)(65\,ksi)(2)(6 – 1) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = 943.31\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 266.52 кип / 943.31 кип = 0.283 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Концевые болты закрыты подшипником в 2.4 d, потому что их 2 7/8 в конечном итоге расстояние большое. Внутренние болты ограничены вырывом между отверстиями увеличенного размера..

шаг 4: Подшипник болта и вырыв на полке балки (Aisc 360-16 J3.10)

Такая же проверка применима и к полке балки., у которого стандартные отверстия ([mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin]) и является 0.64 толстый на W27x84. Его концевые болты предназначены только 1 1/4 от конца балки, поэтому ими правит вырывательство.

[math] l_{c1} = L_{eh,c} – \frac{d_{h}}{2} = (1.25\,in) – \frac{(1.125\,in)}{2} = 0.6875\,in [math]

[math] l_{c2} = s_{c} – d_{h} = (3\,in) – (1.125\,in) = 1.875\,in [math]

[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{f} F_{u}\, n_{r} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{f} F_{u}\, n_{r} \left( n_{c} – 1 \right) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times 0.6875\,in,\, 2.4 \times 1\,in\right)(0.64\,in)(65\,ksi)(2) + \min\left(1.2 \times 1.875\,in,\, 2.4 \times 1\,in\right)(0.64\,in)(65\,ksi)(2)(6 – 1) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = 753.48\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 266.52 кип / 753.48 кип = 0.354 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

шаг 5: Блоковый сдвиг фланцевой пластины (Aisc 360-16 J4.3)

Блок фланцевой пластины может вырваться по линиям болтов: сдвиг вдоль линии отверстий плюс натяжение поперек пластины. С двумя линиями болтов это можно сделать тремя способами., и правит самый слабый. Каждое отверстие добавляет 1/16 за повреждение во время удара кулаком (Б4.3), и [mathin] d_{h} = 1.25\,in [mathin] для больших отверстий.

L-образный узор: одна плоскость сдвига, натяжение болтов к одному краю

[math] A_{nt} = t_{fp} \left[ (n_{r} – 2)\, s_{r} + g_{a} + L_{ev,fp} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] [math]

[math] A_{nt} = (0.75\,in) \times \left[ (2 – 2)(3\,in) + 5.5\,in + 2.25\,in – (2 – 0.5)(1.25\,in + 0.0625\,in) \right] = 4.3359\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = t_{fp} \left[ L_{eh,fp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = (0.75\,in) \times \left[ 2.875\,in + (6 – 1)(3\,in) \right] = 13.406\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = t_{fp} \left[ L_{eh,fp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.75\,in) \times \left[ 2.875\,in + (5)(3\,in) – (5.5)(1.3125\,in) \right] = 7.9922\,in^{2} [math]

С [mathin] U_{bs} = 1 [mathin] для равномерного натяжения:

[math] \phi R_{n} = \phi \left( 0.6\, F_{up} A_{nv} + U_{bs} F_{up} A_{nt} \right) \le \phi \left( 0.6\, F_{yp} A_{gv} + U_{bs} F_{up} A_{nt} \right) [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 7.9922 + 1 \times 65 \times 4.3359 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 13.406 + 1 \times 65 \times 4.3359 \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 445.15\,kip [math]

U-образный узор: две плоскости сдвига, напряжение между линиями болтов

[math] A_{nt} = t_{fp} \left[ (n_{r} – 2)\, s_{r} + g_{a} – (n_{r} – 1)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.75\,in) \times \left[ 0 + 5.5\,in – (1)(1.3125\,in) \right] = 3.1406\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2\, t_{fp} \left[ L_{eh,fp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 26.813\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2\, t_{fp} \left[ L_{eh,fp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 15.984\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 15.984 + 1 \times 65 \times 3.1406 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 26.813 + 1 \times 65 \times 3.1406 \right) = 620.65\,kip [math]

2L-образный узор: две плоскости сдвига, натяжение от каждой линии болта до ее края

[math] A_{nt} = 2\, t_{fp} \left[ L_{ev,fp} – 0.5\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 2 \times (0.75\,in) \times \left[ 2.25\,in – 0.5 \times (1.3125\,in) \right] = 2.3906\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 15.984 + 1 \times 65 \times 2.3906 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 26.813 + 1 \times 65 \times 2.3906 \right) = 584.09\,kip [math]

Управляющий сдвиг блока

[math] \phi R_{n} = \min\left( 445.15\,kip,\, 620.65\,kip,\, 584.09\,kip \right) = 445.15\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 266.52 кип / 445.15 кип = 0.599 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Модель L имеет решающее значение, поскольку имеет только одну плоскость сдвига..

шаг 6: Блоковый сдвиг полки балки (Aisc 360-16 J4.3)

Полка балки может вырваться таким же образом.. Критическим блоком является шаблон 2L.: две внешние полосы фланца срезаются по линиям болтов от конца балки и отрываются под действием растяжения. Полка балки имеет стандартные отверстия., [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin].

[math] A_{nt} = t_{f} \left[ b_{f} – g_{a} – (n_{r} – 1)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.64\,in) \times \left[ 10\,in – 5.5\,in – (1)(1.125\,in + 0.0625\,in) \right] = 2.12\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2\, t_{f} \left[ L_{eh,c} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 2 \times (0.64\,in) \times \left[ 1.25\,in + (5)(3\,in) \right] = 20.8\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2\, t_{f} \left[ L_{eh,c} + (n_{c} – 1)\, s_{c} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 2 \times (0.64\,in) \times \left[ 16.25\,in – (5.5)(1.1875\,in) \right] = 12.44\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 12.44 + 1 \times 65 \times 2.12 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 20.8 + 1 \times 65 \times 2.12 \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 467.22\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 266.52 кип / 467.22 кип = 0.570 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

шаг 7: Податливость при растяжении и разрыв фланцевой пластины (Aisc 360-16 J4.1)

На натяжном фланце, фланцевая пластина представляет собой короткий натяжной элемент. Его валовое сечение не должно давать, и его чистое сечение через ряд отверстий не должно разрываться.

Уступчивость напряжения (уравнение. J4-1)

[math] \phi R_{n,ty} = \phi\, F_{yp}\, t_{fp}\, b_{fp} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (0.75\,in) \times (10\,in) = 337.5\,kip [math]

Разрыв напряжения (уравнение. J4-2)

[math] \phi R_{n,tr} = \phi\, F_{up}\, t_{fp} \left[ b_{fp} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] [math]

[math] \phi R_{n,tr} = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.75\,in) \times \left[ 10\,in – (2) \times (1.3125\,in) \right] = 269.65\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( 337.5\,kip,\, 269.65\,kip \right) = 269.65\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 266.52 кип / 269.65 кип = 0.988 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Это основная проверка фланцевых пластин.. Негабаритные отверстия занимают 2.625 из 10 в тарелке, таким образом, контроль разрыва чистых секций значительно ниже валового выхода. Более широкая пластина здесь не подходит, потому что пластина уже соответствует 10 по ширине полки, так что решение - более толстая пластина.

шаг 8: Разрыв балки при растяжении со сдвиговым отставанием (Aisc 360-16 Д3, J4.1)

Полковая сила также должна проникнуть в балку.. Половина луча, WT, состоящий из одной полки и половины стенки, рассматривается как член напряжения. Болты соединяют только фланец, поэтому сеть отстает в плане восприятия стресса, а коэффициент сдвиговой задержки U уменьшает эффективную чистую площадь.

Из случая таблицы D3.1 2, где [mathin] \bar{y} = 3.5359\,in [mathin] — расстояние от фланца до центроида WT, а l — длина соединения., от первого столбца болтов до последнего:

[math] U = 1 – \frac{\bar{y}}{l} = 0.76437 [math]

[math] \phi R_{n,tr} = \phi\, F_{u}\, U \left[ 0.5\, A – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) t_{f} \right] [math]

[math] \phi R_{n,tr} = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.76437) \times \left[ 0.5 \times (24.7\,in^{2}) – (2) \times (1.125\,in + 0.0625\,in) \times (0.64\,in) \right] [math]

[math] \phi R_{n,tr} = 403.56\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 266.52 кип / 403.56 кип = 0.660 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

шаг 9: Изгиб балки в местах отверстий под болты фланцев (Aisc 360-16 Ф13.1)

Отверстия под болты выводят материал из натянутой полки балки в месте соединения.. F13.1 проверяет, уменьшают ли эти отверстия прочность балки на изгиб., и если они это сделают, на сколько.

Общая и чистая площадь натяжного фланца

[math] A_{fg} = b_{f}\, t_{f} = (10\,in) \times (0.64\,in) = 6.4\,in^{2} [math]

[math] A_{fn} = A_{fg} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) t_{f} = (6.4\,in^{2}) – (2) \times (1.1875\,in) \times (0.64\,in) = 4.88\,in^{2} [math]

Применяется ли разрыв при растяжении?

[math] \frac{F_{y}}{F_{u}} = \frac{50\,ksi}{65\,ksi} = 0.76923 \le 0.8 \;\Rightarrow\; Y_{t} = 1 [math]

[math] F_{u} A_{fn} = (65\,ksi) \times (4.88\,in^{2}) = 317.2\,kip [math]

[math] Y_{t} F_{y} A_{fg} = (1) \times (50\,ksi) \times (6.4\,in^{2}) = 320\,kip [math]

Так как [mathin] F_{u} A_{fn} \lt Y_{t} F_{y} A_{fg} [mathin] с небольшим отрывом, чистый фланец разрывается до того, как поддастся общий фланец, и применяется предельное состояние разрыва при растяжении..

Прочность на изгиб в отверстиях (уравнение. Ф13-1)

[math] M_{n} = \frac{F_{u} A_{fn}}{A_{fg}}\, S_{x} = \frac{(65\,ksi) \times (4.88\,in^{2})}{(6.4\,in^{2})} \times (213.65\,in^{3}) = 882.4\,kip\text{-}ft [math]

Как фланцевая сила, сравнивать с [mathin] P_{flange} [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \frac{\phi\, M_{n}}{d – t_{f}} = \frac{(0.9) \times (882.4\,kip\text{-}ft)}{(26.7\,in) – (0.64\,in)} = 365.69\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 266.52 кип / 365.69 кип = 0.729 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

шаг 10: Прочность на сжатие фланцевой пластины (Aisc 360-16 J4.4)

На сжатой полке полочная пластина представляет собой короткую колонну, пересекающую зазор между концами балки.. Если он достаточно коренастый, он достигает предела текучести без коробления, и AISC 360-16 J4.4 позволяет пропустить полную проверку столбца главы E..

Незакрепленная длина составляет [mathin] L_{b} = 3.5\,in [mathin], расстояние между первыми колоннами болтов по обе стороны от соединения: 1.25 на краевом расстоянии, в 1 в разрыве, и 1.25 снова. С [mathin] K = 1.2 [mathin] (Комментарная таблица C-A-7.1, вращение зафиксировано на обоих концах, перевод бесплатно за один раз) и [mathin] r = t_{fp} / \sqrt{12} [mathin] для прямоугольной тарелки:

[math] \frac{K L}{r} = \frac{(1.2) \times (3.5\,in)}{(0.75\,in) / \sqrt{12}} = 19.4 \le 25 [math]

Поскольку KL/r не более 25, уравнение. J4-6 применяется:

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{yp}\, t_{fp}\, b_{fp} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (0.75\,in) \times (10\,in) = 337.5\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 266.52 кип / 337.5 кип = 0.790 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

шаг 11: Соединение фланцевой пластины со стороны W27x94

Правая сторона соединения имеет то же самое. 266.52 сила фланца откипа через ту же пластину, но в W27x94 с более толстым фланцем (0.745 в) и на одну болтовую колонну меньше (пять). Каждая проверка в шагах 1 в 10 повторяется с этими значениями, и таблица детализации идентична.

Проверка слипа — это то, что меняет больше всего. В отчете используются [mathin] h_{f} = 1 [mathin] на этой стороне, значение J3.8 без наполнителя или с одним наполнителем, и пять болтовых колонн:

[math] \phi R_{n} = (0.85) \times (0.5) \times (1.13) \times (1) \times (64\,kip) \times (1) \times (2) \times (5) = 307.36\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 266.52 кип / 307.36 кип = 0.867 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

При разрыве при изгибе используется фланец W27x94 и момент сопротивления сечения.:

[math] A_{fg} = (10\,in)(0.745\,in) = 7.45\,in^{2}, \quad A_{fn} = 5.6806\,in^{2} [math]

[math] F_{u} A_{fn} = 369.24\,kip \lt Y_{t} F_{y} A_{fg} = 372.5\,kip [math]

[math] M_{n} = \frac{(65\,ksi) \times (5.6806\,in^{2})}{(7.45\,in^{2})} \times (242.89\,in^{3}) = 1003.2\,kip\text{-}ft [math]

[math] \phi R_{n} = \frac{(0.9) \times (1003.2\,kip\text{-}ft)}{(26.9\,in) – (0.745\,in)} = 414.24\,kip [math]

Другая правая сторона результатов:

На правом борту пять колонн болтов против шести на левом., поэтому его коэффициенты скольжения и сдвига блока выше. Чеки балки ниже, потому что полка W27x94 толще.. Натяжение фланцевой пластины одинаковое 0.988 с обеих сторон, так как это зависит только от пластины.

Часть 2: соединение пластины перемычки

Шаги 12 в 21 проверьте две перемычки и перемычку W27x84 с левой стороны., для 250 кип-сдвиг и 135.34 осевая сила перемычки. шаг 22 закрывает сторону W27x94. Поскольку полотно воспринимает как осевую нагрузку, так и сдвиг., проверки подшипников и блоков на сдвиг выполняются в каждом направлении, а затем объединяются.

шаг 12: Ограничения детализации для болтов стенки пластины (Aisc 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

Расположение болтов со стенкой должно соответствовать тем же правилам расстояния и краевого расстояния, что и полка., а стенки балки должны быть достаточно глубокими, чтобы стабилизировать стенку балки, но при этом помещаться между полками..

Горизонтальные короткие прорези в пластине проходят перпендикулярно вертикальному торцевому краю пластины., поэтому в Таблице J3.5 добавлено 1/8 до горизонтального расстояния от края, дающий 1.375 в. Расстояние до края по вертикали остается на уровне, указанном в Таблице J3.4. 1.25 в.

Прочность на единицу размера сварного шва 1.000 ≤ 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Расстояние до края обеих пластин соответствует минимальному норме.. Благодаря этому пластины полотна остаются компактными., что имеет значение для проверки сжатия на этапе 21.

шаг 13: Скольжение критической прочности болтов на перемычке (Aisc 360-16 J3.8)

Болты стенки переносят вместе срезывающую и осевую силу стенки., поэтому проверка скольжения использует их результат, 284.28 кип . Болты имеют критическое значение скольжения, поскольку пластины имеют короткие пазы, параллельные осевой нагрузке..

куда [mathin] \phi = 0.85 [mathin] для коротких пазов, параллельных нагрузке, [mathin] \mu = 0.3 [mathin] для облицовочных поверхностей класса А, [mathin] D_{u} = 1.13 [mathin], [mathin] h_{f} = 1 [mathin], [mathin] T_{b} = 64\,kip [mathin], и [mathin] N_{s} = 2 [mathin] плоскости скольжения, поскольку на каждой стороне стенки имеется пластина стенки:

[math] \phi R_{n} = \phi\, \mu\, D_{u}\, h_{f}\, T_{b}\, N_{s}\, n_{r}\, n_{c} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.85) \times (0.3) \times (1.13) \times (1) \times (64\,kip) \times (2) \times (5) \times (2) [math]

[math] \phi R_{n} = 368.83\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 284.28 кип / 368.83 кип = 0.771 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Две плоскости скольжения удваивают сопротивление скольжению каждого болта., так что десяти болтов хватит даже при меньшем коэффициенте скольжения класса А.

шаг 14: Болтовая опора на перегородках (Aisc 360-16 J3.10)

Отверстия в перегородке нагружаются одновременно в двух направлениях.: вниз за счет сдвига и вдоль балки за счет осевой силы. Подшипник и вырыв болта проверяются отдельно в каждом направлении., используя четкие расстояния, действующие в этом направлении, а затем объединили. Обе пластины работают вместе, так что толщина [mathin] 2t_{wp} = 1\,in [mathin].

Направление сдвига

Через слот, размер отверстия [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin]. Нижний болт в каждой колонне отрывается по направлению к нижнему краю пластины., а остальные к дыре внизу:

[math] l_{c1} = L_{ev,wp} – \frac{d_{h}}{2} = (1.25\,in) – \frac{(1.125\,in)}{2} = 0.6875\,in, \quad l_{c2} = s_{r} – d_{h} = (3\,in) – (1.125\,in) = 1.875\,in [math]

Кронштейн суммирует один столбик болтов, и [mathin] C / n_{r} [mathin] масштабирует его на всю группу. Нагрузка концентрическая, поэтому коэффициент группы болтов C — это количество болтов., 10:

[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) 2t_{wp} F_{up} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) 2t_{wp} F_{up} \left( n_{r} – 1 \right) \right] \frac{C}{n_{r}} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times 0.6875\,in,\, 2.4\,in\right)(1\,in)(65\,ksi) + \min\left(1.2 \times 1.875\,in,\, 2.4\,in\right)(1\,in)(65\,ksi)(5 – 1) \right] \times \frac{10}{5} = 957.94\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 250 кип / 957.94 кип = 0.261 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Осевое направление

Вдоль прорези, размер отверстия [mathin] d_{h} = 1.3125\,in [mathin]. Внешний болт в каждом ряду отрывается по направлению к торцевому краю пластины.:

[math] l_{c1} = L_{eh,wp} – \frac{d_{h}}{2} = (1.375\,in) – \frac{(1.3125\,in)}{2} = 0.71875\,in, \quad l_{c2} = s_{c} – d_{h} = (3\,in) – (1.3125\,in) = 1.6875\,in [math]

[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) 2t_{wp} F_{up} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) 2t_{wp} F_{up} \left( n_{c} – 1 \right) \right] \frac{C}{n_{c}} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times 0.71875\,in,\, 2.4\,in\right)(1\,in)(65\,ksi) + \min\left(1.2 \times 1.6875\,in,\, 2.4\,in\right)(1\,in)(65\,ksi)(2 – 1) \right] \times \frac{10}{2} = 703.83\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 135.34 кип / 703.83 кип = 0.192 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Взаимодействие

Два направления объединяются как сумма квадратов, который рассматривает несущую способность как круговое взаимодействие для болта, нагруженного под углом.:

[math] \left( \frac{V_{u}}{\phi R_{n,v}} \right)^{2} + \left( \frac{P_{web}}{\phi R_{n,a}} \right)^{2} = \left( \frac{250}{957.94} \right)^{2} + \left( \frac{135.34}{703.83} \right)^{2} = 0.10508 [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 0.105 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

шаг 15: Болтовая опора на стенке балки (Aisc 360-16 J3.10)

Стенка балки имеет стандартные отверстия, [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin], и это только 0.46 толстый на W27x84, поэтому он слабее в подшипнике, чем пара пластин.

Направление сдвига

Под каждым болтом стенки имеется либо еще одно отверстие, либо длинный участок стенки до нижней полки., поэтому каждый болт использует свободное расстояние между отверстиями, [mathin] l_{c2} = 1.875\,in [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{w} F_{u}\, C = (0.75) \times \min\left(2.25\,in,\, 2.4\,in\right) \times (0.46\,in) \times (65\,ksi) \times (10) = 504.56\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 250 кип / 504.56 кип = 0.495 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Осевое направление

Вдоль балки, колонна болтов, ближайшая к концу балки, рвется к ней, с участием [mathin] l_{c1} = L_{eh,c} – d_{h}/2 = 0.6875\,in [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{w} F_{u} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{w} F_{u} \left( n_{c} – 1 \right) \right] \frac{C}{n_{c}} = 344.78\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 135.34 кип / 344.78 кип = 0.393 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Взаимодействие

[math] \left( \frac{250}{504.56} \right)^{2} + \left( \frac{135.34}{344.78} \right)^{2} = 0.39957 [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 0.400 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

шаг 16: Блочный сдвиг перегородок (Aisc 360-16 J4.3)

Блок перегородок может вырваться под действием сдвига., под действием осевой силы, или под обоими. Каждое направление проверяется своим шаблоном отрыва., и эти два соотношения объединяются так же, как и для подшипников..

Сдвиговая нагрузка

Блок срезается вдоль внутренней колонны болтов до нижней части пластин и разрывается при растяжении поперек нижнего ряда до конца пластины.. Область натяжения использует длину паза, [mathin] d_{h} = 1.3125\,in [mathin], а область сдвига использует ширину паза, 1.125 в:

[math] A_{nt} = 2t_{wp} \left[ (n_{c} – 1)\, s_{c} + L_{eh,wp} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (1\,in) \times \left[ (1)(3\,in) + 1.375\,in – 1.5(1.375\,in) \right] = 2.3125\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2t_{wp} \left[ L_{ev,wp} + (n_{r} – 1)\, s_{r} \right] = 13.25\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2t_{wp} \left[ d_{wp} – L_{ev,wp} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 7.9062\,in^{2} [math]

При использовании двух колонн болтов растягивающее напряжение по всему блоку неравномерно., так [mathin] U_{bs} = 0.5 [mathin], как в Руководстве AISC используется для многоколонных групп болтов.:

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 7.9062 + 0.5 \times 65 \times 2.3125 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 13.25 + 0.5 \times 65 \times 2.3125 \right) = 287.62\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 250 кип / 287.62 кип = 0.869 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Осевая нагрузка

Под осевой нагрузкой, отчет проверяет два шаблона. В образце L, блок при натяжении рвется вниз по рядам болтов и выходит за нижний край, и срезает вдоль верхнего ряда болтов до конца пластины:

[math] A_{nt} = 2t_{wp} \left[ (n_{r} – 1)\, s_{r} + L_{ev,wp} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 7.9063\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2t_{wp} \left[ L_{eh,wp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 4.375\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2t_{wp} \left[ L_{wp} – L_{eh,c} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (1\,in) \times \left[ 5.625\,in – 1.25\,in – 1.5(1.375\,in) \right] = 2.3125\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,L} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 2.3125 + 1 \times 65 \times 7.9063 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 4.375 + 1 \times 65 \times 7.9063 \right) = 453.07\,kip [math]

В У (или С) шаблон, блок между верхним и нижним рядами болтов выдвигается, стрижка вдоль обоих внешних рядов:

[math] A_{nt} = 2t_{wp} \left[ (n_{r} – 1)\, s_{r} – (n_{r} – 1)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 7.25\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2 \cdot 2t_{wp} \left[ L_{eh,wp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 8.75\,in^{2}, \quad A_{nv} = 2 \cdot 2t_{wp} \left[ (n_{c} – 1)\, s_{c} + L_{eh,wp} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 4.625\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,U} = 488.72\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( 453.07\,kip,\, 488.72\,kip \right) = 453.07\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 135.34 кип / 453.07 кип = 0.299 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Взаимодействие

[math] \left( \frac{250}{287.62} \right)^{2} + \left( \frac{135.34}{453.07} \right)^{2} = 0.84471 [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 0.845 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Только термин сдвига способствует 0.755 из 0.845.

шаг 17: Блоковый сдвиг стенки балки (Aisc 360-16 J4.3)

Под осевой нагрузкой, блок стенки балки вокруг болтов может вырваться из конца балки: натяжение между верхним и нижним рядами болтов, и срезать по обоим рядам до конца балки. Это шаблон C.

[math] A_{nt} = t_{w} \left[ (n_{r} – 1)\, s_{r} – (n_{r} – 1)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 3.335\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2t_{w} \left[ L_{eh,c} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 3.91\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2t_{w} \left[ (n_{c} – 1)\, s_{c} + L_{eh,c} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 2.2713\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 2.2713 + 1 \times 65 \times 3.335 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 3.91 + 1 \times 65 \times 3.335 \right) = 229.02\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 135.34 кип / 229.02 кип = 0.591 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

шаг 18: Податливость при сдвиге и разрушение перегородок при сдвиге (Aisc 360-16 J4.2)

Две перемычки несут полную 250 допустимый сдвиг поперек места соединения. Их общее сечение не должно поддаваться сдвигу., и их чистое сечение через отверстия для болтов не должно разрываться.

Податливость к сдвигу (уравнение. J4-3)

[math] A_{gv} = d_{wp} \times 2t_{wp} = (14.5\,in) \times (1\,in) = 14.5\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{yp}\, A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (50\,ksi) \times (14.5\,in^{2}) = 435\,kip [math]

Сдвиговый разрыв (уравнение. J4-4)

[math] A_{nv} = 2t_{wp} \left[ d_{wp} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (1\,in) \times \left[ 14.5\,in – 5 \times (1.1875\,in) \right] = 8.5625\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{up}\, A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (65\,ksi) \times (8.5625\,in^{2}) = 250.45\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( 435\,kip,\, 250.45\,kip \right) = 250.45\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 250 кип / 250.45 кип = 0.998 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Это основная проверка всего соединения балок.. Пять дырок убрать 41% глубины пластины, таким образом, сдвиговое разрушение сетчатой ​​секции намного ниже, чем предел текучести при сдвиге.. Еще один ряд болтов или более глубокая пластина непосредственно добавит чистую площадь..

шаг 19: Податливость при растяжении и разрыв перемычек (Aisc 360-16 J4.1)

Под осевым напряжением, перемычки несут 135.34 пропустите силу паутины через сустав в качестве натяжного элемента.

[math] \phi R_{n,ty} = \phi\, F_{yp}\, 2t_{wp}\, d_{wp} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (1\,in) \times (14.5\,in) = 652.5\,kip [math]

[math] \phi R_{n,tr} = \phi\, F_{up}\, 2t_{wp} \left[ d_{wp} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.75) \times (65\,ksi) \times (1\,in) \times \left[ 14.5\,in – 5 \times (1.1875\,in) \right] = 417.42\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 135.34 кип / 417.42 кип = 0.324 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

шаг 20: Разрыв стенки балки при растяжении со сдвиговым отставанием (Aisc 360-16 Д3, J4.1)

Осевая сила стенки также должна проникнуть в балку.. Здесь болты соединяют только полотно, поэтому фланцы отстают в восприятии напряжения. Вся широкая секция фланца является натяжным элементом., и коэффициент сдвиговой задержки использует [mathin] \bar{x} = 1.3614\,in [mathin], расстояние от ребра до центра тяжести половины сечения, над 3 по длине соединения:

[math] U = 1 – \frac{\bar{x}}{l} = 0.54639 [math]

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{u}\, U \left[ A – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) t_{w} \right] = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.54639) \times \left[ 24.7\,in^{2} – 5 \times (1.1875\,in) \times (0.46\,in) \right] = 585.17\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 135.34 кип / 585.17 кип = 0.231 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

шаг 21: Прочность на сжатие перегородок (Aisc 360-16 J4.4, E3)

При осевом сжатии перегородки перекрывают зазор между концами балки в виде коротких колонн.. Каждая пластина может сгибаться самостоятельно., поэтому радиус инерции равен единице 1/2 в тарелке, а площадь равна площади обеих пластин.

С [mathin] K = 1.2 [mathin] и [mathin] L_{b} = 3.5\,in [mathin], та же длина без раскосов, что и фланцевые пластины:

[math] \frac{K L}{r} = \frac{(1.2) \times (3.5\,in)}{(0.5\,in) / \sqrt{12}} = 29.098 \gt 25 [math]

КЛ/р выше 25, поэтому J4.4 отправляет пластины в главу E. Тонкость ниже [mathin] 4.71\sqrt{E/F_{y}} = 113.43 [mathin], итак уравнение. применяется E3-2:

[math] F_{e} = \frac{\pi^{2} E}{\left( KL/r \right)^{2}} = \frac{\pi^{2} \times (29000\,ksi)}{(29.098)^{2}} = 338.03\,ksi [math]

[math] F_{cr} = 0.658^{F_{y}/F_{e}} F_{y} = 0.658^{(50/338.03)} \times (50\,ksi) = 46.998\,ksi [math]

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{cr}\, 2t_{wp}\, d_{wp} = (0.9) \times (46.998\,ksi) \times (1\,in) \times (14.5\,in) = 613.33\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 135.34 кип / 613.33 кип = 0.221 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

В 1/2 в стенках пластины тоньше, чем 3/4 во фланцевых пластинах, поэтому они пересекают KL/r = 25 предел того же самого 3.5 в длину. Сгибание занимает всего около 6% от предела текучести при такой гибкости.

шаг 22: Соединение перемычки со стороны W27x94

Стенки и расположение болтов справа одинаковые., так что пластина проверяет (опираясь на пластины, блоковый сдвиг пластин, сдвиг, растяжение и сжатие) дают те же результаты, что и слева. Проверки полотна балки изменяются, поскольку полотно W27x94 0.49 Вы можете заметить, что основное отличие заключается в соединении полок балки с опорной колонной., и проверка слипа использует [mathin] h_{f} = 0.85 [mathin] на этой стороне:

[math] \phi R_{n} = (0.85) \times (0.3) \times (1.13) \times (0.85) \times (64\,kip) \times (2) \times (5) \times (2) = 313.51\,kip [math]

Прочность на единицу размера сварного шва 284.28 кип / 313.51 кип = 0.907 < 1.0, Прочность на единицу размера сварного шва

Сводка проверок проекта

Соединение фланцевой пластины

Соединение веб-пластины

Соединение балок проходит все проверки. Сдвиговое разрушение перегородок регулируется при 0.998 с обеих сторон, и следующий разрыв фланцевых пластин при растяжении. 0.988. Оба являются проверками сечения сети через отверстия для болтов., итак, тарелки, не болты или балки, что ограничивает это соединение. Коэффициенты детализации 1.000 означают, что краевые расстояния находятся на минимальном коде, не то чтобы связь перенапряжена.

Что изменить, если проверка не удалась

• Разрыв перегородки при сдвиге или сдвиг блока: добавьте ряд болтов и сделайте стенки глубже, или используйте более толстые пластины.
• Разрыв фланцевой пластины от напряжения: используйте более толстую фланцевую пластину. Ширина пластины уже равна ширине полки балки., поэтому ширина недоступна.
• Проскальзывание фланца или болтов стенки: добавить столбец болтов, перейти на облицовочную поверхность класса B в Интернете, или уменьшите количество наполнителей, чтобы коэффициент наполнителя увеличился до 1.0.
• Блокируйте сдвиг или опору на полку или стенку балки: увеличить краевое расстояние на конце балки, или добавьте колонны болтов, чтобы удлинить плоскости среза.
• Натяжение балки или изгибный разрыв в отверстиях: это зависит от балки и расположения отверстий, поэтому используйте меньше отверстий поперек фланца, или переместите соединение в точку с меньшим моментом.
• Сжатие пластины: укоротите длину без раскосов, увеличив зазор или расстояние до края балки, или используйте более толстые пластины, чтобы снизить KL/r..

Часто задаваемые вопросы

Как распределяется нагрузка между полочными пластинами и стенками в стыке балки??

Перегородки принимают на себя весь сдвиг.. Осевая нагрузка делится по площади: Сеть занимает свою долю общей площади, Вот 135.34 кип 300 кип , а фланцы берут на себя остальное, половина каждого. Момент полностью передается фланцам как пара растяжения и сжатия.. В этом примере каждая фланцевая пластина имеет 266.52 кип .

Почему скольжение соединительных болтов критично??

Полочные пластины имеют отверстия увеличенного размера, а перегородки имеют короткие пазы, параллельные осевой нагрузке.. И то, и другое дает монтажнику возможность соединить балки вместе., и AISC 360-16 J3.2 допускает такие отверстия только в соединениях, критически важных для скольжения.. Болты, обеспечивающие скольжение, также удерживают соединение от перемещения при изменении момента или осевой силы., поэтому луч ведет себя как непрерывный.

Почему проверка стенки пластины объединяет результаты по сдвигу и осевому направлению??

Болты нагружены по диагонали., вертикальным сдвигом и горизонтальной осевой силой одновременно. В отчете проверяется сдвиг подшипника и блока в каждом направлении самостоятельно., затем складывает квадраты двух отношений. Результат ниже 1.0 означает, что комбинированная нагрузка находится внутри круговой кривой взаимодействия. Проверка скольжения напрямую использует результирующую силу..

Почему возникает зазор между концами балки?

В 1 в промежутке обеспечивает толерантность к эрекции, поэтому балки не нужно обрезать до точной длины. Потому что концы не соприкасаются, никакое сжатие не проходит через прямой подшипник, и все оно проходит через соединительные пластины.. Зазор также определяет свободную длину пластин для проверки сжатия..

Что происходит, когда два луча имеют разную глубину?

Полки более мелкой балки располагаются внутри плоскости фланцевых пластин., поэтому наполнители или прокладки упакованы, чтобы компенсировать разницу. Наполнители снижают сопротивление скольжению., вот почему AISC 360-16 J3.8 использует коэффициент заполнения 0.85 когда их двое и более. В этом примере также используется плечо рычага более мелкой балки для определения силы полки., что дает большую силу.

Соответствует ли этот пример 15-му изданию AISC или Руководству AISC 16-го издания??

Это следует за AISC 360-16 и Руководство AISC, 15-е издание., который написан вокруг этой спецификации. Руководство AISC, 16-е издание, сочетается с более поздним изданием. 360-22 Спецификация. Номера пунктов и некоторые положения, включая коэффициент заполнения для болтов, чувствительных к скольжению, изменено в новой редакции, поэтому проверьте ссылки на версию, которую использует ваш проект..

Как это изменится для AISC ASD вместо LRFD??

Предельные состояния и номинальная прочность одинаковы.. С помощью AISC ASD вы сравниваете силы на уровне эксплуатации с номинальной прочностью, разделенной на коэффициент запаса прочности, а не умножая на коэффициент сопротивления.. Коэффициент сопротивления 0.75 становится фактором безопасности 2.00, 0.90 становится 1.67, и 1.00 становится 1.50. Сочетания нагрузок тоже меняются., поэтому силы на фланце и перегородке ниже.

Бесплатно спроектируем соединение балок

Каждое число на этой странице получено из одного решения. Выберите конфигурацию соединения балок, войдите в свои два луча, тарелки, болты, момент, сдвиговая и осевая нагрузка, и просмотрите каждую из этих проверок в своем браузере. Нечего устанавливать.

РАЗРАБОТАЙТЕ СОЕДИНЕНИЕ БЕСПЛАТНО

Модуль SkyCiv Connection Design — это программное обеспечение для проектирования соединений, лежащее в основе этого примера.. Он дает вам полный отчет о расчетах с каждым уравнением и вашими числами в нем., как шаги выше, плюс каждая емкость и DCR, для AISC 360-16 (ЛРФД и АСД) и, как 4100:2020. В калькулятор болтов самостоятельно покрывает проверки затворной группы.

КУПИТЬ МОДУЛЬ КОНСТРУКЦИИ ПОДКЛЮЧЕНИЯ

Ссылки

• Aisc 360-16, Спецификация для зданий из конструкционной стали: Б4.3, Д3 (Таблица D3.1), E3 (уравнение. Е3-2, Е3-4), Ф13.1 (уравнение. Ф13-1), J3.2, J3.3, J3.4 (Таблица J3.4), J3.5 (Таблица J3.5), J3.8 (уравнение. J3-4, Таблица J3.1), J3.10 (уравнение. J3-6а, J3-6c), J4.1 (уравнение. J4-1, J4-2), J4.2 (уравнение. J4-3, J4-4), J4.3 (уравнение. Дж4-5), J4.4 (уравнение. J4-6); Комментарная таблица C-A-7.1.
• Руководство по стальным конструкциям AISC, 15й выпуск: Часть 1 свойства раздела.
• Проектирование стальных соединений с использованием AISC 360-16
• Болты в дизайне соединений SkyCiv