A vertical brace carries lateral load down through a braced bay as axial force, rather than by bending the frame. At each end the brace force has to be resolved into the beam and the column, and that is the job of the gusset plate. The connection is therefore three interfaces working together: brace to gusset, gusset to beam, and gusset to column.
SkyCiv Connection Design checks the vertical brace connection to Aisc 360-16 в ASD или LRFD. It resolves the gusset interface forces by the Uniform Force Method, then returns every check with its utilization ratio and the clause behind it.
Braced Frames Against Moment Frames
A braced frame resists lateral load axially. The members work in tension and compression, so they stay light, and the connections are mostly bolted shear and bearing work that a fabricator can produce without special procedures. A moment frame resists the same load in flexure, which needs heavier members and connections stiff enough to transfer moment, often with complete joint penetration welds at the flanges. For the same drift limit, the braced frame is usually the cheaper structure.
What the braced frame costs is the bay itself. A diagonal running corner to corner blocks that bay for doors, glazing and services, and the architect has to plan around it. A moment frame leaves the bay clear, which is why it survives in frontages and open floor plates despite costing more. Bracing saves steel; it constrains the layout rather than freeing it.
Where a full diagonal will not fit, the usual answers are a шевронная скоба, which frees the centre of the bay for an opening, или knee brace, which sits in the corner.
The module designs these connections to AISC 360-16. Seismic force-resisting detailing, the ductility and capacity-design rules in AISC 341, is not covered. If the brace is part of a seismic force-resisting system, the demands you enter have to come from that assessment.
Designing a Vertical Brace Connection in SkyCiv
Код дизайна может быть AISC. 360-16 ASD или LRFD, и единицы измерения английский/имперский или СИ/метрический. Крепление доступно только в рамках AISC.; it is not offered under AS 4100.
Click any tile to start. There are four connections to the column, одиночная пластина, двойной угол, торцевая пластина and directly welded, and each comes in a lower brace only, upper brace only, or lower and upper variant. The choice sets both the beam to column connection and the gusset to column connection. Each configuration can frame to the column flange or the column web.
Детали вкладка
Запишите подробности проекта здесь. Ничто из этого не меняет расчеты, но это входит в отчет.
Вкладка "Сборка"
The tabs under Assembly are the Column, Луч, the Brace or Braces, и связь, which holds the gusset plate and any angle. A configuration with both an upper and a lower brace has a tab for each, so the count is four or five depending on the tile you picked.
Вкладка столбца
Вкладка «Луч»
Нижняя или верхняя вкладка распорки
Раскос может быть одноугольным., двойной угол, квадратный или прямоугольный HSS, или раздел WT. The shape drives how the brace meets the gusset. An angle connects through one leg, which puts the load off the brace centreline and brings shear lag into the net section check. An HSS is normally slotted over the plate and welded each side, which keeps the load concentric but needs the slot end checked.
The brace angle matters as much as the section. It sets how the brace force splits into the horizontal and vertical components that the gusset has to deliver, so a shallow brace drives the beam interface and a steep one drives the column interface.
Вкладка «Подключение»
Set the gusset plate and angle properties here. For this example we selected the “Нижняя и верхняя распорка – Двойной угол к колонне” плитка.
The gusset has to be deep enough to develop the brace connection and still reach both the beam and the column, так что следите за 3D-рендерером при выборе размера. Its proportions are not free: the Uniform Force Method sets the interface forces from the gusset geometry, so changing the plate dimensions changes the load split, not just the capacity.
Вкладка «Светильники»
Four interfaces are set here: beam to column, brace to gusset, gusset to beam, and gusset to column. Каждый из них может быть прикреплен болтами или сваркой., and each is checked separately.
Where an interface is bolted, марка болтов — А307., А325, A490 или на заказ. A325 и A490 — марки согласно ASTM F3125., который объединил старые автономные спецификации. Где он приварен, указать материал шва, или «Пользовательский’ со своим собственным Fnw, и размер сварного шва.
Подробнее о застежке, см. документацию по болты и сварные швы.
Вкладка "Нагрузки"
Enter the brace loads and the beam reaction here. Наведите указатель мыши на всплывающие подсказки, чтобы узнать порядок знаков и направление каждого из них..
Сопоставьте нагрузки с методом расчета, который вы выбрали вначале.. LRFD принимает учтенные нагрузки в зависимости от расчетной прочности; АСД воспринимает эксплуатационные нагрузки в пределах допустимой прочности. Программное обеспечение не может определить, что вы набрали. Check the brace in compression as well as tension, because the compression case governs the gusset buckling check and often the plate thickness with it.
Результаты вкладка
Нажмите “Выполнить проверки конструкции”. Все, что отсутствует на предыдущих вкладках, помечается здесь, а не автоматически по умолчанию..
В сводке показано, прошло ли соединение, с коэффициентом использования по каждому чеку. Across the four interfaces that covers gusset buckling and tension, сдвиг блока, срез болта, bearing and tearout, prying, способность сварки, shear and moment interaction, and the detailing limits on plate thickness and edge distance.
Если это не удалось, измените входные данные на предыдущих вкладках и нажмите “Повторно запустите проверку проекта”. Когда это пройдет, парить “отчет” и выбрать “Отчет” или “Полный отчет”.
Это выдержка из полного отчета. Каждая проверка содержит ссылку на руководство или спецификацию AISC., и работа соответствует порядку, используемому в спецификации, поэтому инженер-рецензент может прочитать его построчно вместо того, чтобы перепроектировать число..
Вотэто PDF-копия полного подробного отчета о расчетах..
Попробуйте сами
Pick the vertical brace, введите свою скобку, косынка и нагрузки, и просматривать каждую проверку со ссылкой на код. Он запускается в браузере, нечего устанавливать.
См. также vertical bracing connection calculator, и шевронная скоба и knee brace калькуляторы для других конфигураций связей.
