Kiriş Ek Bağlantı Tasarımı

AISC'ye kiriş ek bağlantı tasarımı 360 anı bölmeye geliyor, flanş plakaları ve gövde plakaları arasındaki kesme ve eksenel yük, daha sonra her cıvata grubunu kontrol ediyorum, yükün içinden geçtiği plaka ve kiriş kesiti, eklemin her iki tarafında. Flanş plakaları, çekme ve basma çifti olarak momenti artı eksenel yükteki paylarını taşır. Gövde plakaları kesme kuvvetini ve eksenel yükün geri kalanını taşır.

Bu sayfa baştan sona tek bir gerçek cıvatalı kiriş ek yeri üzerinden çalışır: W27x94'e eklenmiş bir W27x84, bir ile 400 kip-ft anı, a 250 kip kesme ve 300 eksenel gerilim veya sıkıştırma miktarı, AISC'ye göre tasarlandı 360-16 LRFD ve AISC Kılavuzu 15. Baskı. Her flanşın bir 3/4 flanş plakasında 1 A490 kayma açısından kritik cıvatalarda, ve web'de bir çift var 1/2 onlu web plakalarında 1 eklemenin her iki tarafında A490 kayma tehlikesi olan cıvatalarda. Her denklem sayılarıyla yazılmıştır, AISC hesaplama tablosuyla aynı sırada SkyCiv Bağlantı Tasarımı modül bunun için üretir.

ÜCRETSİZ ARACIMI ŞİMDİ DENEYİN SATIN ALMA BAĞLANTISI TASARIM MODÜLÜ

Kiriş ekleme bağlantısı nedir?

Bir kiriş ek yeri, iki kiriş parçasını uçtan uca birleştirir, böylece eleman sürekliymiş gibi davranır. Cıvatalı bir kiriş ek yerinde, ekleme plakaları flanşlar ve gövde üzerindeki bağlantı noktası boyunca bindirilir ve her iki kirişe cıvatalanır. Bir kirişin tek parça halinde nakledilmesi veya dikilmesi için çok uzun olması durumunda kullanılır., veya bölüm açıklık boyunca değiştiğinde, burada olduğu gibi W27x84'ten W27x94'e.

Bu örnekteki ekleme tam anlık bir eklemedir: a an bağlantısı bir kiriş ile bir sütun arasında değil, iki kiriş arasında. Flanş plakaları tam olarak bir aracın plakaları gibi çalışır. flanş plakası moment bağlantısı, bir kolona kaynaklanmak yerine her iki ucundan bir kiriş flanşına cıvatalanmaları haricinde. Ağ plakaları ağın her iki yüzüne de oturur, yani web cıvataları çift kesme durumundadır. Bu yapılandırmayı doğrudan kontrol edebilirsiniz. kiriş ekleme bağlantısı hesaplayıcısı. NS cıvatalı ek bağlantı hesaplayıcısı ve moment bağlantıları sayfa ilgili türleri kapsar.

Flanş ekleme planı. NS 3/4 flanş plakasında aynı anda iki cıvata çizgisi bulunur 5 1/2 ölçü olarak, W27x84 tarafında altı ve W27x94 tarafında beş cıvata sütunu, hepsi 3 aralıkta. Kiriş uçları 1 ayrı ayrı.

Bölüm A-A. Ağ plakaları 14 1/2 derinde, mafsalın her iki tarafında beş sıra iki cıvata ile 3 aralıkta. Yükler ek yerinde gösterilir.

Kiriş ekleme bağlantı tasarımı: bir bakışta adımlar

Yükler önce flanşlar ve gövde arasında bölünür. Daha sonra bağlantının her iki tarafındaki flanş plakası ek yeri kontrol edilir, ve ardından ağ plakası eklemesi.

1. Flanş plakası cıvatalarının detay sınırlarını kontrol edin.
2. Flanş kuvvetini bulun ve kayma açısından kritik flanş cıvatalarının kaymasını kontrol edin.
3. Flanş plakasındaki cıvata yatağını ve yırtılmayı kontrol edin.
4. Kiriş flanşındaki cıvata yatağını ve yırtılmayı kontrol edin.
5. Üç yırtma modeli için flanş plakasının blok kesmesini kontrol edin.
6. Kiriş flanşının blok kesmesini kontrol edin.
7. Flanş plakasındaki gerginlik ve kopmayı kontrol edin.
8. Kirişin gerilim kopmasını kontrol edin, kesme gecikmeli.
9. Flanş cıvata deliklerinde kirişin eğilme kopmasını kontrol edin.
10. Flanş plakasını basınç altında kontrol edin.
11. İkinci kiriş için flanş kontrollerini tekrarlayın.
12. Web plakası cıvatalarının detay sınırlarını kontrol edin.
13. Kesme ve eksenel yükün bileşkesi altında gövde cıvata grubunun kaymasını kontrol edin.
14. Ağ plakalarındaki cıvata yatağını kesme açısından kontrol edin, eksenel yük ve etkileşimleri.
15. Kiriş ağındaki cıvata yatağını kesme açısından kontrol edin, eksenel yük ve etkileşimleri.
16. Gövde plakalarının blok kesmesini kesme açısından kontrol edin, eksenel yük ve etkileşimleri.
17. Eksenel yük açısından kiriş gövdesindeki blok kesmeyi kontrol edin.
18. Ağ plakalarının kesme akmasını ve kesme kopmasını kontrol edin.
19. Ağ plakalarının gerilim esnekliğini ve kopmasını kontrol edin.
20. Kiriş ağının gerilim kopmasını kontrol edin, kesme gecikmeli.
21. Sıkıştırılmış ağ plakalarını kontrol edin.
22. İkinci ışın için web kontrollerini tekrarlayın.

Bu örnek için tasarım girdileri

Tasarım kodu AISC'dir 360-16 LRFD. Bölüm özellikleri AISC Kılavuzundan alınmıştır. Sol ışın W27x84 ve sağ ışın W27x94'tür.

 

 

 

Kiriş ek yeri flanşlar ve ağ arasındaki yükü nasıl paylaşır?

Herhangi bir kontrolden önce, hangi plakanın hangi yükü taşıdığına bağlantı elemanı karar vermelidir. Rapor, kirişin toplam brüt alanı üzerinden gövde alanına göre eksenel yükü gövdeye oranlar, eksenel yükün geri kalanını ve momentin tamamını flanşlara verir. Ağ aynı zamanda tüm kesme kuvvetini de taşır.

Web üzerindeki eksenel kuvvet:

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

Flanş kuvveti, kalan eksenel yükün yarısı artı momentin flanş merkezleri arasındaki mesafeye bölünmesiyle elde edilir.. [mathin] C_{bp} [mathin] kiriş uçları arasında doğrudan yataklamayla taşınan herhangi bir sıkıştırmadır. Kirişler 1 ayrı ayrı, yani hiçbir şey dayanmıyor ve sıfır:

[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]

Hem gerilim hem de kompresyon 300 kip, Bu yüzden [mathin] T_{flange} [mathin] aynı mı, ve tasarım flanş kuvveti:

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

Raporda her iki taraftaki moment kolu için W27x84'ün derinliği ve flanş kalınlığı kullanılıyor. İki ışından daha sığ olanıdır, dolayısıyla kaldıraç kolu daha kısa ve flanş kuvveti daha büyük, W27x94 tarafı için muhafazakar olan.

Gövde cıvataları kesme ve gövde eksenel yükünü birlikte görür. Bunların sonucu:

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

Bölüm 1: flanş plakası ek yeri

Adımlar 1 -e 10 flanş plakasını ve sol taraftaki W27x84 flanşını kontrol edin. 266.52 kip flanş kuvveti. Adım 11 bunları sağdaki W27x94 için tekrarlıyor.

Adım 1: Flanş plakası cıvatalarının detaylandırma sınırları (AISC 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

Herhangi bir güç kontrolünden önce, Cıvata düzeni oluşturulabilir olmalı ve mukavemet denklemlerinin ardındaki varsayımlarla eşleşmelidir.. Çok yakın cıvatalar delikler arasında yırtılır, ve çok yakın olan kenarlar yırtılır.

Minimum cıvata aralığı [mathin] 2\tfrac{2}{3} d_{b} [mathin] J3.3'ten, ve buradaki maksimum 6 içinde. Minimum kenar mesafesi 1 cıvatada 1 1/4 Tablo J3.4'ten, kiriş flanşındaki sınır budur, deliklerin standart olduğu yer. Flanş plakasında büyük boyutlu delikler bulunur, yani Tablo J3.5 şunu ekliyor: 1/8 içeri ve kenar mesafesi sınırları 1.375 içinde. Göstergenin kendi minimum değeri vardır, böylece iki cıvata hattı flanşın üzerine oturacak ve cıvataların takılması için yer bırakılacaktır.

Minimum limit için oran, limitin gerçek değere oranıdır, ve maksimum olarak gerçek limit aşımıdır. Yönetici sıra, kiriş flanşındaki yatay kenar mesafesidir, kirişin ucundan ilk cıvata kolonuna kadar:

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

DCR = 1.000 ≤ 1.0, TAMAM MI

bir oran 1.0 kenar mesafesinin kod minimumunda olduğu anlamına gelir, detaylandırmada yaygın olan. Kısa kiriş uç mesafesi aynı zamanda flanş plakasının desteksiz uzunluğunu da kısa tutar. 10.

Adım 2: Flanşta kritik cıvata mukavemeti kayması (AISC 360-16 J3.8)

Flanş plakası cıvataları flanş kuvvetini kaymadan taşımalıdır. Flanş plakasında büyük boyutlu delikler olduğundan bu cıvatalar kayma açısından kritik öneme sahiptir, hangi AISC 360-16 J3.2 yalnızca kayma açısından kritik bağlantılara izin verir.

Nerede [mathin] \phi = 0.85 [mathin] büyük boyutlu delikler için direnç faktörüdür, [mathin] \mu = 0.5 [mathin] B Sınıfı aşınma yüzeyleri için ortalama kayma katsayısıdır, [mathin] D_{u} = 1.13 [mathin] ortalama kurulu ön gerilimi belirtilen minimum değerle ilişkilendirir, [mathin] h_{f} = 0.85 [mathin] dolgu faktörüdür, [mathin] T_{b} = 64\,kip [mathin] bir şeyin asgari iddiasıdır 1 Tablo J3.1'den A490 cıvatada, ve var [mathin] N_{s} = 1 [mathin] kayma düzlemi:

[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]

DCR = 266.52 kip / 313.51 kip = 0.850 < 1.0, TAMAM MI

J3.8 dolgu faktörünü şu şekilde ayarlar: 1.0 katlar arasında dolgu maddesi veya tek dolgu maddesi olmadığında, ve 0.85 iki veya daha fazla için. W27x84 0.2 W27x94'ten daha sığ, bu nedenle flanşları, flanş plakalarının düzleminin içine oturur ve salmastraya ihtiyaç duyar. Rapor bu tarafı tasarlıyor 0.85 faktör.

Adım 3: Flanş plakasında cıvata yatağı ve yırtılma (AISC 360-16 J3.10)

Kayma açısından kritik cıvatalar aynı zamanda yatak cıvataları olarak da çalışmalıdır, eklemin kayması durumunda. Her cıvata plakadaki deliğin kenarını iter. Plaka ya delikte deforme olur (cıvata yatağı, sınırlı 2.4 d t Fu) veya bir şeridi bir sonraki deliğe veya plakanın ucuna kadar yırtın (yırtma, 1.2 lc t Fu).

Uç cıvataları için net mesafe, ile [mathin] d_{h} = 1.25\,in [mathin] büyük delikler için, dır-dir:

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

Diğer cıvataların arasında:

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

İki hattın her birindeki uç cıvata, [mathin] l_{c1} [mathin], ve her satırdaki diğer beşi kullanımda [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]

DCR = 266.52 kip / 943.31 kip = 0.283 < 1.0, TAMAM MI

Uç cıvataları yataklanarak kapatılmıştır. 2.4 d, çünkü onların 2 7/8 sonuçta mesafe uzun. İç cıvatalar, büyük boyutlu delikler arasındaki yırtılma nedeniyle sınırlıdır.

Adım 4: Kiriş flanşında cıvata yatağı ve yırtılma (AISC 360-16 J3.10)

Aynı kontrol kiriş flanşı için de geçerlidir, standart delikleri olan ([mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin]) ve 0.64 W27x84'te kalın. Uç cıvataları yalnızca 1 1/4 ışının sonundan itibaren, yani yırtılma onları yönetiyor.

[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]

DCR = 266.52 kip / 753.48 kip = 0.354 < 1.0, TAMAM MI

Adım 5: Flanş plakasının blok kesmesi (AISC 360-16 J4.3)

Flanş plakasının bir bloğu cıvata hatları boyunca yırtılabilir: bir delik hattı boyunca kesme artı plaka boyunca gerilim. İki cıvata çizgisiyle bunun gerçekleşmesinin üç yolu vardır, ve en zayıf olan yönetir. Her delik eklenir 1/16 Delme sırasında hasar için (B4.3), ve [mathin] d_{h} = 1.25\,in [mathin] büyük delikler için.

L deseni: bir kesme düzlemi, cıvataların bir kenarına kadar gerginlik

[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]

İle [mathin] U_{bs} = 1 [mathin] düzgün gerginlik için:

[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 deseni: iki kesme düzlemi, cıvata çizgileri arasındaki gerginlik

[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 deseni: iki kesme düzlemi, her cıvata hattından kenarına kadar gerginlik

[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]

Yönetim blok kesmesi

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

DCR = 266.52 kip / 445.15 kip = 0.599 < 1.0, TAMAM MI

L modeli geçerlidir çünkü tek bir kayma düzlemi vardır.

Adım 6: Kiriş flanşının blok kesmesi (AISC 360-16 J4.3)

Kiriş flanşı da aynı şekilde yırtılabilir. Kritik blok 2L formasyonudur: flanşın iki dış şeridi kiriş ucundan cıvata çizgileri boyunca kesilir ve gerilimle çekilir. Kiriş flanşında standart delikler bulunur, [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]

DCR = 266.52 kip / 467.22 kip = 0.570 < 1.0, TAMAM MI

Adım 7: Flanş plakasının gerilmesi ve kopması (AISC 360-16 J4.1)

Gergi flanşında, flanş plakası kısa bir gerilim elemanıdır. Brüt kesiti akmamalı, ve delik sırası boyunca uzanan net bölümü kopmamalıdır.

Gerginlik veren (Eşitlik. 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]

Gerilim kopması (Eşitlik. 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]

DCR = 266.52 kip / 269.65 kip = 0.988 < 1.0, TAMAM MI

Bu, flanş plakaları için geçerli kontroldür. Büyük boyutlu delikler 2.625 birinden 10 tabakta, dolayısıyla net kesit kopması brüt akmanın oldukça altında kontrol edilir. Daha geniş bir plaka burada bir seçenek değildir çünkü plaka zaten 10 flanş genişliğinde, yani düzeltme daha kalın bir plakadır.

Adım 8: Kayma gecikmeli kirişin gerilim kopması (AISC 360-16 D3, J4.1)

Flanş kuvvetinin kirişe de ulaşması gerekir. Işının yarısı, bir flanş ve ağın yarısından oluşan bir WT, gerilim elemanı olarak kabul edilir. Cıvatalar yalnızca flanşı bağlar, yani web stres alma konusunda geride kalıyor, ve kayma gecikme faktörü U etkili net alanı azaltır.

Tablo D3.1 durumundan 2, nerede [mathin] \bar{y} = 3.5359\,in [mathin] flanştan WT'nin merkez noktasına olan mesafedir ve l, bağlantının uzunluğudur, ilk cıvata sütunundan sonuncuya kadar:

[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]

DCR = 266.52 kip / 403.56 kip = 0.660 < 1.0, TAMAM MI

Adım 9: Flanş cıvata deliklerinde kirişin eğilme kopması (AISC 360-16 F13.1)

Cıvata delikleri, bağlantı yerindeki kirişin germe flanşından malzemeyi alır. F13.1 bu deliklerin kirişin bükülme mukavemetini azaltıp azaltmadığını kontrol eder, ve eğer yaparlarsa, ne kadar.

Gergi flanşının brüt ve net alanı

[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]

Çekme kopması geçerli mi?

[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]

Çünkü [mathin] F_{u} A_{fn} \lt Y_{t} F_{y} A_{fg} [mathin] küçük bir farkla, net flanş, brüt flanş akmadan önce kırılır ve çekme kopmasının sınır durumu uygulanır.

Deliklerdeki eğilme mukavemeti (Eşitlik. F13-1)

[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]

Flanş kuvveti olarak, ile karşılaştırmak [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]

DCR = 266.52 kip / 365.69 kip = 0.729 < 1.0, TAMAM MI

Adım 10: Flanş plakasının sıkıştırma mukavemeti (AISC 360-16 J4.4)

Sıkıştırma flanşında flanş plakası, kiriş uçları arasındaki boşluk boyunca kısa bir sütundur. Yeterince tıknaz ise, bükülmeden akma yüküne ulaşır, ve AISC 360-16 J4.4, Bölüm E sütun kontrolünün tamamını atlamanıza olanak tanır.

Desteklenmemiş uzunluk [mathin] L_{b} = 3.5\,in [mathin], mafsalın her iki tarafındaki ilk cıvata kolonları arasındaki mesafe: 1.25 kenar mesafesinde, NS 1 boşlukta, ve 1.25 tekrar. İle [mathin] K = 1.2 [mathin] (Açıklama Tablosu C-A-7.1, her iki uçta sabit dönüş, tek seferde çeviri ücretsiz) ve [mathin] r = t_{fp} / \sqrt{12} [mathin] dikdörtgen bir tabak için:

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

KL/r şundan fazla olmadığından 25, Eşitlik. J4-6 geçerlidir:

[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]

DCR = 266.52 kip / 337.5 kip = 0.790 < 1.0, TAMAM MI

Adım 11: W27x94 tarafında flanş plakası ek yeri

Eklemenin sağ tarafı aynı şeyi taşır 266.52 aynı plakadan geçen kip flanş kuvveti, ancak daha kalın flanşlı bir W27x94'e (0.745 içinde) ve bir tane daha az cıvata sütunu (beş). Adımlardaki her kontrol 1 -e 10 bu değerlerle tekrarlanır, ve detaylandırma tablosu aynı.

Kayma kontrolü en çok değişendir. Raporun kullandığı [mathin] h_{f} = 1 [mathin] bu tarafta, dolgusuz veya tek dolgulu için J3.8 değeri, ve beş cıvata sütunu:

[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]

DCR = 266.52 kip / 307.36 kip = 0.867 < 1.0, TAMAM MI

Eğilme kopmasında W27x94 flanş ve kesit modülü kullanılır:

[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]

Diğer sağ taraftaki sonuçlar:

Sağ tarafta beş cıvata sütunu, solda ise altı sütun bulunur, dolayısıyla kayma ve blok kesme oranları daha yüksektir. W27x94 flanşı daha kalın olduğundan kiriş kontrolleri daha düşüktür. Flanş plakası gerginliği aynı 0.988 her iki tarafta, sadece plakaya bağlı olduğundan.

Bölüm 2: ağ plakası ek yeri

Adımlar 12 -e 21 iki ağ plakasını ve sol taraftaki W27x84 ağını kontrol edin, için 250 kip kesme ve 135.34 kip web eksenel kuvveti. Adım 22 W27x94 tarafını kapsar. Çünkü gövde kesme kuvvetinin yanı sıra eksenel yük de taşır, mesnet ve blok kesme kontrolleri her yönde yapılır ve ardından birleştirilir.

Adım 12: Web plakası cıvataları için detaylandırma sınırları (AISC 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

Web cıvatası düzeni, flanşla aynı aralık ve kenar mesafesi kurallarını karşılamalıdır., ve ağ plakaları kiriş ağını stabilize edecek kadar derin olmalı ancak flanşların arasına sığmalıdır.

Plakadaki yatay kısa yuvalar, plakanın dikey uç kenarına dik olarak uzanır, yani Tablo J3.5 şunu ekliyor: 1/8 yatay kenar mesafesine kadar, verme 1.375 içinde. Dikey kenar mesafesi Tablo J3.4 değerinde kalır. 1.25 içinde.

DCR = 1.000 ≤ 1.0, TAMAM MI

Her iki plaka kenar mesafesi de kod minimumundadır. Bu, web plakalarını kompakt tutar, Adımdaki sıkıştırma kontrolü için önemli olan 21.

Adım 13: Ağda kritik cıvata mukavemetini kaydırın (AISC 360-16 J3.8)

Gövde cıvataları kesme kuvvetini ve gövde eksenel kuvvetini birlikte taşır, yani kayma kontrolü onların sonucunu kullanır, 284.28 kip. Cıvatalar kayma açısından kritiktir çünkü plakalar eksenel yüke paralel uzanan kısa yarıklara sahiptir.

Nerede [mathin] \phi = 0.85 [mathin] yüke paralel kısa yuvalar için, [mathin] \mu = 0.3 [mathin] A Sınıfı aşınma yüzeyleri için, [mathin] D_{u} = 1.13 [mathin], [mathin] h_{f} = 1 [mathin], [mathin] T_{b} = 64\,kip [mathin], ve [mathin] N_{s} = 2 [mathin] kayma düzlemleri çünkü ağın her yüzünde bir ağ plakası vardır:

[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]

DCR = 284.28 kip / 368.83 kip = 0.771 < 1.0, TAMAM MI

İki kayma düzlemi her cıvatanın kayma direncini ikiye katlar, yani daha düşük A Sınıfı kayma katsayısına sahip olsa bile on cıvata yeterlidir.

Adım 14: Ağ plakalarındaki cıvata yatağı (AISC 360-16 J3.10)

Ağ plakası delikleri aynı anda iki yönde yüklenir: kesme kuvvetiyle aşağı doğru ve eksenel kuvvetle kiriş boyunca. Cıvata yatağı ve yırtılma her yönde ayrı ayrı kontrol edilir, o yönde geçerli olan net mesafeleri kullanarak, ve sonra birleştirildi. Her iki plaka birlikte çalışır, yani kalınlık [mathin] 2t_{wp} = 1\,in [mathin].

Kesme yönü

Yuva boyunca, delik boyutu [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin]. Her sütundaki alt cıvata plakanın alt kenarına doğru yırtılır, ve diğerleri aşağıdaki deliğe doğru:

[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]

Parantez bir sütun cıvatayı toplar, ve [mathin] C / n_{r} [mathin] bunu tüm gruba ölçeklendirir. Yük eşmerkezlidir, dolayısıyla cıvata grubu katsayısı C cıvata sayısıdır, 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]

DCR = 250 kip / 957.94 kip = 0.261 < 1.0, TAMAM MI

Eksenel yön

Yuva boyunca, delik boyutu [mathin] d_{h} = 1.3125\,in [mathin]. Her sıradaki dış cıvata plakanın uç kenarına doğru yırtılır:

[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]

DCR = 135.34 kip / 703.83 kip = 0.192 < 1.0, TAMAM MI

Etkileşim

İki yön karelerin toplamı olarak birleştirilir, belirli bir açıyla yüklenen bir cıvata için taşıma mukavemetini dairesel bir etkileşim olarak ele alan yöntem:

[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]

DCR = 0.105 < 1.0, TAMAM MI

Adım 15: Kiriş ağındaki cıvata yatağı (AISC 360-16 J3.10)

Kiriş ağının standart delikleri vardır, [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin], ve sadece 0.46 W27x84'te kalın, bu nedenle taşıma açısından plaka çiftinden daha zayıftır.

Kesme yönü

Her ağ cıvatasının altında ya başka bir delik ya da alt flanşa kadar uzanan uzun bir ağ bulunur, böylece her cıvata delikler arasındaki net mesafeyi kullanır, [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]

DCR = 250 kip / 504.56 kip = 0.495 < 1.0, TAMAM MI

Eksenel yön

Işın boyunca, kiriş ucuna en yakın cıvata kolonu ona doğru yırtılır, ile [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]

DCR = 135.34 kip / 344.78 kip = 0.393 < 1.0, TAMAM MI

Etkileşim

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

DCR = 0.400 < 1.0, TAMAM MI

Adım 16: Gövde plakalarının blok kesmesi (AISC 360-16 J4.3)

Ağ plakalarından oluşan bir blok kesme etkisi altında yırtılabilir, eksenel kuvvet altında, veya her ikisinin altında. Her yön kendi yırtma modeliyle kontrol edilir, ve iki oran, rulmanla aynı şekilde birleştirilir.

Kesme yükü

Blok, iç cıvata kolonu boyunca plakaların tabanına doğru kesilir ve alt sıra boyunca plaka ucuna kadar gerilim nedeniyle yırtılır.. Gerginlik alanı yuva uzunluğunu kullanır, [mathin] d_{h} = 1.3125\,in [mathin], ve kesme alanı yarık genişliğini kullanır, 1.125 içinde:

[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]

İki cıvatalı kolonla blok boyunca çekme gerilimi eşit değildir, Bu yüzden [mathin] U_{bs} = 0.5 [mathin], AISC Kılavuzunun çok sütunlu cıvata grupları için kullandığı gibi:

[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]

DCR = 250 kip / 287.62 kip = 0.869 < 1.0, TAMAM MI

Eksenel yük

Eksenel yük altında, rapor iki modeli kontrol ediyor. L modelinde, blok, cıvata sıralarından aşağıya ve alt kenardan dışarı doğru gerginlikle yırtılır, ve üst cıvata sırası boyunca plaka ucuna kadar kesme:

[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]

U'da (veya C) model, üst ve alt cıvata sıraları arasındaki blok dışarı çıkıyor, her iki dış sıra boyunca kesme:

[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]

DCR = 135.34 kip / 453.07 kip = 0.299 < 1.0, TAMAM MI

Etkileşim

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

DCR = 0.845 < 1.0, TAMAM MI

Kesme terimi tek başına katkıda bulunur 0.755 of 0.845.

Adım 17: Kiriş ağının blok kesmesi (AISC 360-16 J4.3)

Eksenel yük altında, Cıvataların etrafındaki kiriş ağ bloğu kiriş ucundan dışarı çekilebilir: üst ve alt cıvata sıraları arasındaki gerginlik, ve her iki sıra boyunca kirişin sonuna kadar makaslayın. Bu C modelidir.

[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]

DCR = 135.34 kip / 229.02 kip = 0.591 < 1.0, TAMAM MI

Adım 18: Ağ plakalarının kesme akması ve kesme kopması (AISC 360-16 J4.2)

İki ağ plakası tam yükü taşır 250 ek yeri boyunca kip kesme. Brüt kesitleri kesme sırasında akmamalı, ve cıvata deliklerinden geçen net kesiti kopmamalıdır.

Kesme akması (Eşitlik. 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]

Kesme yırtılması (Eşitlik. 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]

DCR = 250 kip / 250.45 kip = 0.998 < 1.0, TAMAM MI

Bu, tüm kiriş ek yerinin yönetim kontrolüdür. Beş delik kaldır 41% plaka derinliği, dolayısıyla net bölümün kesme kopması kesme akmasının çok altındadır. Başka bir cıvata sırası veya daha derin bir plaka doğrudan net alan katacaktır.

Adım 19: Ağ plakalarının gerilmesi ve kopması (AISC 360-16 J4.1)

Eksenel gerilim altında, ağ plakaları şunları taşır 135.34 bir gerilim elemanı olarak eklem boyunca ağ kuvvetini azaltın.

[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]

DCR = 135.34 kip / 417.42 kip = 0.324 < 1.0, TAMAM MI

Adım 20: Kiriş ağının kayma gecikmeli gerilim kopması (AISC 360-16 D3, J4.1)

Web eksenel kuvvetinin de kirişin içine girmesi gerekir. Burada cıvatalar yalnızca ağı bağlar, bu nedenle flanşlar stresi almada geride kalıyor. Geniş flanş bölümünün tamamı gergi elemanıdır, ve kayma gecikme faktörünün kullanımları [mathin] \bar{x} = 1.3614\,in [mathin], kesitin yarısının ağdan merkeze olan uzaklığı, üzerinde 3 bağlantı uzunluğunda:

[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]

DCR = 135.34 kip / 585.17 kip = 0.231 < 1.0, TAMAM MI

Adım 21: Ağ plakalarının sıkıştırma mukavemeti (AISC 360-16 J4.4, E3)

Eksenel basınç altında gövde plakaları kiriş uçları arasındaki boşluğu kısa sütunlar halinde kaplar. Her plaka kendi başına bükülebilir, yani dönme yarıçapı bire eşittir 1/2 tabakta, alan her iki plakanın alanına eşitken.

İle [mathin] K = 1.2 [mathin] ve [mathin] L_{b} = 3.5\,in [mathin], flanş plakalarıyla aynı desteksiz uzunluk:

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

KL/r yukarıda 25, J4.4 plakaları Bölüm E'ye gönderiyor. İncelik aşağıda [mathin] 4.71\sqrt{E/F_{y}} = 113.43 [mathin], yani Denklem. E3-2 geçerlidir:

[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]

DCR = 135.34 kip / 613.33 kip = 0.221 < 1.0, TAMAM MI

NS 1/2 ağ plakalarında daha incedir 3/4 flanş plakalarında, yani KL/r ='yi geçerler 25 aynı sınır 3.5 uzunluğunda. Burkulma sadece yaklaşık sürer 6% bu narinlikte akma dayanımının dışında.

Adım 22: W27x94 tarafında web plakası ekleme yeri

Web plakaları ve cıvata düzeni sağda aynıdır, yani plaka kontrol ediliyor (plakalara dayanmak, plakaların blok kesmesi, makaslama, gerginlik ve sıkıştırma) soldakiyle aynı sonuçları verin. Kiriş ağı kontrolleri W27x94 ağının değişmesi nedeniyle değişir. 0.49 kalın, ve kayma kontrolü kullanımları [mathin] h_{f} = 0.85 [mathin] bu tarafta:

[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]

DCR = 284.28 kip / 313.51 kip = 0.907 < 1.0, TAMAM MI

Tasarım kontrollerinin özeti

Flanş plakası ek yeri

Web plakası ekleme

Kiriş ek yeri her kontrolü geçer. Ağ plakalarının kayma kopması şu durumlarda geçerlidir: 0.998 her iki tarafta, ve flanş plakalarının gerilim kopması bir sonraki aşamadadır 0.988. Her ikisi de cıvata deliklerinden net kesit kontrolüdür, yani tabaklar, cıvatalar veya kirişler değil, bu eklemeyi sınırlayan şey nedir. Detaylandırma oranları 1.000 kenar mesafelerinin kod minimumunda olduğu anlamına gelir, bağlantının aşırı gerildiği anlamına gelmiyor.

Bir kontrol başarısız olursa ne değiştirilmelidir?

• Web plakası kesme kopması veya blok kesme: bir cıvata sırası ekleyin ve ağ plakalarını daha derin hale getirin, veya daha kalın plakalar kullanın.
• Flanş plakası gerginlik kopması: daha kalın bir flanş plakası kullanın. Plaka zaten kiriş flanşı kadar geniştir, yani genişlik mevcut değil.
• Flanş veya gövde cıvatalarının kayması: cıvata sütunu ekle, ağ üzerinde B Sınıfı bir yüzeyin değişmesi, veya dolgu faktörünün artması için dolgu sayısını azaltın 1.0.
• Kiriş flanşında veya ağda blok kesme veya yataklama: kiriş ucundaki kenar mesafesini artırın, veya kesme düzlemlerini uzatmak için cıvata sütunları ekleyin.
• Deliklerde kiriş gerilimi veya bükülme kopması: bunlar kirişe ve delik düzenine bağlıdır, bu nedenle flanş boyunca daha az delik kullanın, veya eklemeyi daha düşük momentli bir noktaya taşıyın.
• Plaka sıkıştırma: boşluğu veya kiriş kenar mesafesini daraltarak desteklenmemiş uzunluğu kısaltın, veya KL/r'yi düşürmek için daha kalın plakalar kullanın.

Sıkça Sorulan Sorular

Bir kiriş ekinde flanş plakaları ile gövde plakaları arasında yük nasıl paylaşılır??

Ağ plakaları tüm kesme kuvvetini taşır. Eksenel yük alana göre bölünür: web brüt alandan payını alıyor, İşte 135.34 kip 300 kip, ve flanşlar gerisini alır, her birinin yarısı. Moment, bir çekme ve sıkıştırma çifti olarak tamamen flanşlara gider. Bu örnekte her bir flanş plakası şunları taşır: 266.52 kip.

Bağlantı cıvataları neden kayma açısından kritiktir??

Flanş plakalarında büyük boyutlu delikler bulunur ve gövde plakalarında eksenel yüke paralel kısa yarıklar bulunur. Her ikisi de kirişleri birbirine sığdırmak için montajcıya yer veriyor, ve AISC 360-16 J3.2 bu deliklere yalnızca kayma açısından kritik bağlantılarda izin verir. Kayma açısından kritik cıvatalar aynı zamanda moment veya eksenel kuvvet tersine döndüğünde bağlantının hareket etmesini de önler, böylece ışın sürekli davranır.

Web plakası kontrolü neden kesme ve eksenel sonuçları birleştiriyor??

Web cıvataları çapraz olarak yüklenir, düşey kesme kuvveti ve yatay eksenel kuvvet tarafından aynı anda. Rapor, her yöndeki yatak ve blok kesmesini kendi başına kontrol eder, daha sonra iki oranın karelerini toplar. Aşağıda bir sonuç 1.0 birleşik yükün dairesel etkileşim eğrisinin içinde olduğu anlamına gelir. Kayma kontrolü, ortaya çıkan kuvveti doğrudan kullanır.

Kiriş uçları arasında neden boşluk var??

NS 1 boşlukta ereksiyon toleransı verir, böylece kirişlerin kesin bir uzunluğa kesilmesine gerek kalmaz. Çünkü uçları birbirine değmiyor, doğrudan yataklamadan hiçbir sıkıştırma geçmez ve tamamı bağlantı plakalarından geçer. Boşluk ayrıca sıkıştırma kontrolü için plakaların desteksiz uzunluğunu da belirler.

İki ışın farklı derinliklere sahip olduğunda ne olur??

Daha sığ kirişin flanşları, flanş plakalarının düzleminin içine oturur, bu nedenle farkı telafi etmek için dolgular veya dolgular paketlenir. Dolgu maddeleri kayma direncini azaltır, bu yüzden AISC 360-16 J3.8 dolgu faktörünü kullanır 0.85 iki veya daha fazla olduğunda. Bu örnekte ayrıca flanş kuvvetini bulmak için sığ kirişin kaldıraç kolu kullanılmaktadır., bu daha büyük kuvveti verir.

Bu örnek AISC 15. baskıya mı yoksa AISC 16. baskı Kılavuzuna mı uyuyor??

AISC'yi takip ediyor 360-16 ve AISC Kılavuzu 15. Baskı, bu Şartnamenin etrafında yazılı olan. AISC 16. Baskı Kılavuzu daha sonraki sürümlerle eşleşir 360-22 Şartname. Madde numaraları ve bazı hükümler, Kayma açısından kritik cıvatalar için dolgu faktörü dahil, yeni baskıda değiştirildi, bu nedenle referansları projenizin kullandığı sürüme göre kontrol edin.

LRFD yerine AISC ASD için bu nasıl değişir??

Sınır durumları ve nominal güçler aynıdır. AISC ASD ile servis seviyesi kuvvetlerini, direnç faktörüyle çarpmak yerine, nominal mukavemetin güvenlik faktörüne bölünmesiyle karşılaştırırsınız. Bir direnç faktörü 0.75 bir güvenlik faktörü haline gelir 2.00, 0.90 olur 1.67, ve 1.00 olur 1.50. Yük kombinasyonları da değişiyor, böylece flanş ve web kuvvetleri daha düşüktür.

Ücretsiz olarak kiriş ek bağlantısı tasarlayın

Bu sayfadaki her sayı tek bir çözümden gelir. Kiriş ekleme konfigürasyonunu seçin, iki ışınınıza girin, plakalar, cıvatalar, an, kesme ve eksenel yük, ve bu kontrollerin her birini tarayıcınızda görün. Yüklenecek hiçbir şey yok.

ÜCRETSİZ BİR BAĞLANTI TASARLAYIN

SkyCiv Bağlantı Tasarımı modülü, bu örneğin arkasındaki bağlantı tasarımı yazılımıdır. Size her denklem ve içindeki sayılarla birlikte tam hesaplama raporu verir., yukarıdaki adımlar gibi, artı her kapasite ve DCR, AISC Bağlantı ve Taban Plakası Tasarımı 360-16 (LRFD ve ASD) ve benzeri 4100:2020. NS cıvata hesaplayıcı başlı başına cıvata grubu kontrollerini kapsar.

SATIN ALMA BAĞLANTISI TASARIM MODÜLÜ

Referanslar

• AISC 360-16, Kullanıcı iş akışını basitleştirmek ve hızlandırmak için UI İyileştirmeleri: B4.3, D3 (Tablo D3.1), E3 (Eşitlik. E3-2, E3-4), F13.1 (Eşitlik. F13-1), J3.2, J3.3, J3.4 (Tablo J3.4), J3.5 (Tablo J3.5), J3.8 (Eşitlik. J3-4, Tablo J3.1), J3.10 (Eşitlik. J3-6a, J3-6c), J4.1 (Eşitlik. J4-1, J4-2), J4.2 (Eşitlik. J4-3, J4-4), J4.3 (Eşitlik. J4-5), J4.4 (Eşitlik. J4-6); Açıklama Tablosu C-A-7.1.
• AISC Çelik Konstrüksiyon Kılavuzu, 15th Baskı: Bölüm 1 bölüm özellikleri.
• AISC kullanarak çelik bağlantıların tasarımı 360-16
• Cıvatalar SkyCiv Bağlantı Tasarımında