Kolon Ek Bağlantı Tasarımı

AISC'ye sütun ekleme bağlantı tasarımı 360 tek soruyla başlıyor: eklemin taşıması bitti mi? Kolon uçları frezelenmiş ve taşımaya uygunsa, eksenel sıkıştırma doğrudan üst kolondan alt kolona geçer, ve ekleme plakalarının yalnızca anı taşıması gerekiyor, kesme ve herhangi bir gerilim. Flanş plakaları momenti çekme ve basma çifti olarak taşır, ağ plakaları kesmeyi taşır, ve her cıvata grubu, o yol üzerindeki plaka ve kolon kesiti derz üstü ve altı kontrol edilir.

Bu sayfa, baştan sona tek bir gerçek cıvatalı sütun eklemesiyle çalışır: W14x211 alt sütuna birleştirilmiş bir G14x90 üst sütun, ile 1000 sıkıştırma kipi, 50 gerginlik kip, a 150 kip kesme ve bir 100 kip-ft anı, AISC'ye göre tasarlandı 360-16 LRFD ve AISC Kılavuzu 15. Baskı. Her flanşın bir 1/2 tarafından 14.5 altılı flanş plakasında 1 Bağlantının her iki tarafındaki A490 kayma tehlikesi olan cıvatalarda, bir arada iki cıvata çizgisi 11.5 üç sıra ölçüyle. Web'de bir çift var 7/8 web plakalarında, 6 geniş, dört ile 1 her iki tarafta A490 kayma kritik cıvatalarında. 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

Sütun ekleme bağlantısı nedir?

Bir sütun ek yeri iki uzunluktaki sütunu uçtan uca birleştirir. Sütunlar genellikle her iki veya üç katta bir eklenir, zemin seviyesinin biraz üstünde, çünkü bu, bir sütunun tek parça halinde nakledilip dikilebileceği uzunluktadır. Bölüm genellikle binadan yukarı doğru çıkıldığında daha hafif hale gelir, burada durum nedir: alttaki ağır W14x211, üstündeki katları taşır, ve yukarıdaki W14x90 daha az taşır.

Cıvatalı bir sütun ek yerinde, flanş plakaları her iki flanşın dış kısmındaki bağlantı noktası boyunca biner, ve bir çift ağ plakası ağ boyunca sarılır. İki sütun farklı derinliklerdedir, böylece dolgular veya dolgular sığ kolon ile plakalar arasındaki boşluğu doldurur. Bu yapılandırmayı şuradan kontrol edebilirsiniz: sütun ekleme bağlantısı hesaplayıcısı. Flanş ve gövde plakaları, bir kiriş ekleme bağlantısı, ve cıvatalı ek bağlantı hesaplayıcısı daha basit bindirme eklemelerini kapsar.

Flanş ek yerinin yüksekliği. NS 1/2 flanş plakasında aynı anda iki cıvata çizgisi bulunur 11 1/2 ölçü olarak, 1 1/2 her plaka kenarından içeri, ve bağlantının her iki yanında üç cıvata sırası 3 aralıkta, ile 1 3/4 son mesafelerde. Kolon uçları taşımaya uygun.

Bölüm A-A. NS 7/8 ağ plakalarında ağın her iki yüzüne de oturur (NS/FS), mafsalın her iki tarafında iki sıra iki cıvata ile 3 aralıkta ve 1 1/2 kenar ve uç mesafelerinde. Şim plakaları kolonlar ve plakalar arasındaki her boşluğu doldurur.

Sütun ek bağlantı tasarımı: bir bakışta adımlar

Önce yükler bölünür: sıkıştırma rulmana gider, ve an, gerilim ve kesme plakalara gider. Daha sonra alt kolonda ve üst kolonda flanş plakası ek yeri kontrol edilir., ardından ağ plakası eklemesi gelir.

1. Flanş plakası cıvatalarının detay sınırlarını kontrol edin.
2. Dolgu faktörünü bulun ve kayma açısından kritik flanş cıvatalarının kaymasını kontrol edin.
3. Flanş plakasındaki cıvata yatağını ve yırtılmayı kontrol edin.
4. Kolon flanşındaki cıvata yatağını ve yırtılmayı kontrol edin.
5. Üç yırtma modeli için flanş plakasının blok kesmesini kontrol edin.
6. Kolon flanşının blok kesmesini kontrol edin.
7. Flanş plakasındaki gerginlik ve kopmayı kontrol edin.
8. Kolonun gerilim kopmasını kontrol edin, kesme gecikmeli.
9. Flanş cıvata deliklerinde kolonun eğilme kopmasını kontrol edin.
10. Flanş plakasını basınç altında kontrol edin.
11. Üst kolon 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. Kolon 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 kolon 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. Kolon ağının gerilim kopmasını kontrol edin, kesme gecikmeli.
21. Sıkıştırılmış ağ plakalarını kontrol edin.
22. Üst sütun için web kontrollerini tekrarlayın.

Bu örnek için tasarım girdileri

Tasarım kodu AISC'dir 360-16 LRFD. Bölüm özellikleri AISC Kılavuzundan alınmıştır.

 

 

 

Bir sütunda cıvatalar eleman boyunca yerleştirilmiştir, hangisi dikey. Rapor, kiriş ek yerinin adlandırılmasını korur, yani “cıvata sütunları” Flanş ek yerinin her sütununda istiflenmiş üç sıra cıvata vardır, ve “yatay” kenar mesafesi, plaka ucuna veya sütun ucuna olan uç mesafedir.

Flanş boyunca kenar mesafeleri ölçüm cihazından gelir. NS 14.5 bir tabakta 11.5 ölçü yapraklarında [mathin] (14.5 – 11.5)/2 = 1.5\,in [mathin] her iki tarafta, ve bu da öyle 14.5 W14x90 flanşında. Alt sütun W14x211 detaylandırma flanş genişliğini kullanır 15 3/4 içinde, Bu yüzden [mathin] L_{ev,c} = (15.75 – 11.5)/2 = 2.125\,in [mathin].

Yükler bir sütun ekinde nasıl bölünür?

Kolon uçları frezelenmiştir ve taşımaya uygundur, bu yükseklikle ilgili not. AISC 360-16 J1.4, kompresyonun bitmiş bir yatak bağlantısından geçmesine izin verir, böylece ekleme plakalarının onu taşımasına gerek kalmaz. Frezelenmiş yüzeyin taşıma gücü J7'yi kullanır, küçük kolonun taşıma alanı ile:

[math] C_{u,brg} = \min\left( C_{u},\, \phi\, 1.8\, F_{y}\, A_{brg} \right) = \min\left( (1000\,kip),\, (0.75) \times 1.8 \times (50\,ksi) \times (26.125\,in^{2}) \right) = 1000\,kip [math]

Yatak alanı 26.125 in², W14x90'ın nominal boyutlarından iki flanşı ve ağıdır, [mathin] 2 \times 14.5 \times 0.71 + (14 – 2 \times 0.71) \times 0.44 = 26.125\,in^{2} [mathin], böylece filetoları dışarıda bırakır 26.5 in² tablolanmış alan şunları içerir:. Herşey 1000 bir miktar sıkıştırma devreye giriyor, yani ağ plakaları için kalan sıkıştırma sıfırdır:

[math] C_{web} = 0\,kip [math]

Moment, daha sığ olan üst kolonun kaldıraç kolu kullanılarak flanş kuvveti çiftine dönüştürülür., [mathin] d – t_{f} = 14 – 0.71 = 13.29\,in [mathin]. Sıkıştırma flanş kuvveti yalnızca moment çiftidir, çünkü rulmandan herhangi bir sıkıştırma kalmaz:

[math] C_{flange} = \frac{C_{u} – C_{u,brg} – C_{web}}{2} + \frac{M_{u}}{d_{uc} – t_{f,uc}} = \frac{(1000\,kip) – (1000\,kip) – (0\,kip)}{2} + \frac{(100\,kip\text{-}ft)}{(14\,in) – (0.71\,in)} = 90.293\,kip [math]

Gerilim rulmandan geçemez, böylece flanşlar ve ağ arasında paylaşılır. Web bundan payını alıyor 50 kip brüt alan üzerindeki ağ alanıyla orantılıdır, [mathin] T_{web} = 9.9423\,kip [mathin], ve flanşlar gerisini alır, her birinin yarısı:

[math] T_{flange} = \frac{T_{u} – T_{web}}{2} + \frac{M_{u}}{d_{uc} – t_{f,uc}} = \frac{(50\,kip) – (9.9423\,kip)}{2} + \frac{(100\,kip\text{-}ft)}{(14\,in) – (0.71\,in)} = 110.32\,kip [math]

[math] P_{flange} = \max\left( T_{flange},\, C_{flange} \right) = \max\left( (110.32\,kip),\, (90.293\,kip) \right) = 110.32\,kip [math]

Ağ plakaları tam kesme artı gerilimin ağ payını taşır. Bunların sonuçları ağ cıvatası kayma kontrolü için kullanılır:

[math] P_{web} = 9.9423\,kip, \quad R_{u} = \sqrt{V_{u}^{2} + P_{web}^{2}} = \sqrt{(150\,kip)^{2} + (9.9423\,kip)^{2}} = 150.33\,kip [math]

Rulman burada büyük bir fark yaratıyor. Onsuz, her flanş plakasının yarısını taşıması gerekir 1000 ikinci çift, hangisi bu 1/2 plakada ve altı cıvata yapamadı. Çizimdeki taşımaya uygun not tasarımın bir parçasıdır, imalat detayı değil.

Bölüm 1: Alt kolondaki flanş plakası ek yeri

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

Flanş cıvataları sıkılacak kadar aralıklı olmalı ve grup olarak hareket edecek kadar birbirine yakın olmalıdır., ve her cıvatanın hem plaka hem de kolon flanşı üzerinde yeterli kenar mesafesine ihtiyacı vardır.

Plakanın büyük boyutlu delikleri var, yani Tablo J3.5 şunu ekliyor: 1/8 Tablo J3.4'e göre minimum kenar mesafesi 1.25 içinde, verme 1.375 tabağın içinde. Kolon flanşı standart deliklere sahiptir ve 1.25 içinde.

DCR = 1.375 içinde / 1.5 içinde = 0.917 < 1.0, TAMAM MI

Flanş plakası boyunca kenar mesafesi geçerlidir. bir ile 11.5 ölçümde bir 14.5 tabakta, her cıvata hattı oturur 1.5 plaka kenarından içeri, sadece 1/8 minimum büyük delik boyutundan daha fazla.

Adım 2: Flanşta kayma açısından kritik cıvata mukavemeti (AISC 360-16 J3.8, Manuel Tablo 14-3)

Plakalarda büyük boyutlu delikler var, hangi AISC 360-16 J3.2 yalnızca kayma açısından kritik bağlantılara izin verir. Cıvata grubu flanş kuvvetine sürtünme yoluyla karşı koymalıdır, yatağa kaymadan. Plaka ile sütun arasındaki dolgular kayma direncini azaltır, yani ilk önce dolgu kalınlığı bulunur.

Dolgu kalınlığı ve dolgu faktörü

Detaylandırma derinlikleri [mathin] d_{det,lc} = 15.75\,in [mathin] W14x211 için ve [mathin] d_{det,uc} = 14\,in [mathin] W14x90 için, derinlikler en yakın değere yuvarlanır 1/16 AISC Kılavuzunun detaylandırmaya yönelik listelerinde. Flanş plakaları daha derindeki alt sütun üzerinde düz durur, yani bu tarafta dolgu maddesi sıfırdır (Manuel Tablo 14-3, Durum I-A ve I-B):

[math] t_{f} = \left\lceil \frac{\max\left( d_{det,uc} – d_{det,lc},\, 0 \right)}{2} + 0.125\,in \right\rceil_{0.125\,in} \text{ if } d_{det,lc} – d_{det,uc} \lt 0.25\,in, \text{ otherwise } 0 [math]

[math] t_{f} = 0\,in, \quad h_{f} = 1.0 [math]

Dolgu maddesi olmadan, doldurma faktörü [mathin] h_{f} [mathin] dır-dir 1.0.

Kayma direnci

Nerede [mathin] \phi = 0.85 [mathin] büyük boyutlu delikler için, [mathin] \mu = 0.5 [mathin] B Sınıfı aşınma yüzeyleri için, [mathin] D_{u} = 1.13 [mathin], [mathin] T_{b} = 64\,kip [mathin] bir için 1 A490 cıvatasında, [mathin] N_{s} = 1 [mathin] kayma düzlemi, ve 2 cıvata hatları 3 cıvata satırları:

[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 (1) \times (64\,kip) \times (1) \times (2) \times (3) [math]

[math] \phi R_{n} = 184.42\,kip [math]

DCR = 110.32 kip / 184.42 kip = 0.598 < 1.0, TAMAM MI

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

Her cıvata plakadaki deliğinin yanında yer alır. Uç cıvatası plaka ucuna doğru yırtılabilir, ve diğerleri önlerindeki deliğe doğru. Büyük boyutlu bir delikte delik boyutu [mathin] d_{h} = 1.25\,in [mathin]:

[math] l_{c1} = L_{eh,fp} – \frac{d_{h}}{2} = (1.75\,in) – \frac{(1.25\,in)}{2} = 1.125\,in, \quad l_{c2} = s_{c} – d_{h} = (3\,in) – (1.25\,in) = 1.75\,in [math]

Nerede [mathin] t_{fp} = 0.5\,in [mathin], [mathin] F_{up} = 65\,ksi [mathin] ve [mathin] \phi = 0.75 [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 1.125\,in,\, 2.4\,in\right)(0.5\,in)(65\,ksi)(2) + \min\left(1.2 \times 1.75\,in,\, 2.4\,in\right)(0.5\,in)(65\,ksi)(2)(3 – 1) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = 270.56\,kip [math]

DCR = 110.32 kip / 270.56 kip = 0.408 < 1.0, TAMAM MI

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

Kolon flanşındaki aynı kontrolde standart delikler kullanılır, [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin], ve 1.56 W14x211'in kalın flanşında:

[math] l_{c1} = L_{eh,c} – \frac{d_{h}}{2} = (1.75\,in) – \frac{(1.125\,in)}{2} = 1.1875\,in, \quad l_{c2} = s_{c} – d_{h} = (3\,in) – (1.125\,in) = 1.875\,in [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times 1.1875\,in,\, 2.4\,in\right)(1.56\,in)(65\,ksi)(2) + \min\left(1.2 \times 1.875\,in,\, 2.4\,in\right)(1.56\,in)(65\,ksi)(2)(3 – 1) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = 901.19\,kip [math]

DCR = 110.32 kip / 901.19 kip = 0.122 < 1.0, TAMAM MI

Alt kolon flanşı plakanın kalınlığının üç katından fazladır, yani sütuna dayanmak bu tarafta bir sorun değil.

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

Flanş plakasının bir bloğu cıvataların etrafından yırtılabilir: cıvata çizgileri boyunca plaka ucuna kadar kesme, ve plaka boyunca gerginlik. Rapor üç modeli kontrol eder ve en düşük olanı alır. Her birinde, net alan için delik boyutu [mathin] d_{h} + 1/16\,in [mathin].

L deseni

Bir cıvata çizgisi boyunca bir kesme düzlemi, ve bu çizgiden uzak plaka kenarına kadar olan gerilim:

[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] = (0.5\,in) \times \left[ 0 + 11.5\,in + 1.5\,in – 1.5(1.3125\,in) \right] = 5.5156\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = t_{fp} \left[ L_{eh,fp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = (0.5\,in) \times \left[ 1.75\,in + 2(3\,in) \right] = 3.875\,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] = (0.5\,in) \times \left[ 7.75\,in – 2.5(1.3125\,in) \right] = 2.2344\,in^{2} [math]

[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 2.2344 + 1 \times 65 \times 5.5156 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 3.875 + 1 \times 65 \times 5.5156 \right) = 334.24\,kip [math]

U deseni

Her iki cıvata çizgisi boyunca iki kesme düzlemi, ve aralarındaki ölçü boyunca gerginlik:

[math] A_{gv} = 2t_{fp} \left[ L_{eh,fp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 7.75\,in^{2}, \quad A_{nv} = 4.4687\,in^{2} [math]

[math] A_{nt} = t_{fp} \left[ (n_{r} – 2)\, s_{r} + g_{a} – (n_{r} – 1)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.5\,in) \times \left[ 11.5\,in – 1.3125\,in \right] = 5.0938\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 4.4687 + 1 \times 65 \times 5.0938 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 7.75 + 1 \times 65 \times 5.0938 \right) = 379.03\,kip [math]

2L deseni

Her iki cıvata çizgisi boyunca iki kesme düzlemi, ve her çizgiden kendi plaka kenarına kadar gerginlik:

[math] A_{nt} = 2t_{fp} \left[ L_{ev,fp} – 0.5\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (1\,in) \times \left[ 1.5\,in – 0.5(1.3125\,in) \right] = 0.84375\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 4.4687 + 1 \times 65 \times 0.84375 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 7.75 + 1 \times 65 \times 0.84375 \right) = 171.84\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( 334.24\,kip,\, 379.03\,kip,\, 171.84\,kip \right) = 171.84\,kip [math]

DCR = 110.32 kip / 171.84 kip = 0.642 < 1.0, TAMAM MI

2L modeli geçerlidir. Geniş 11.5 ölçü aleti cıvata çizgileri arasına çok fazla gerilim alanı koyar, L ve U modellerine yardımcı olan, ama geriye sadece bir tane kalıyor 1.5 her satırın dışındaki şeritte. Yarım delik çıktıktan sonra, 2L bloğunda daha az var 0.85 net gerilim alanının inç²'si.

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

Kolon flanşı da aynı şekilde yırtılabilir. Kenarları flanş uçlarıdır, yani 2L modeli geçerlidir: her iki cıvata çizgisi boyunca kolon ucuna kadar kesme, ve her cıvata hattından flanş ucuna kadar gerginlik.

[math] A_{nt} = t_{f,lc} \left[ b_{f,lc} – g_{a} – (n_{r} – 1)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (1.56\,in) \times \left[ 15.8\,in – 11.5\,in – 1.1875\,in \right] = 4.8555\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2t_{f,lc} \left[ L_{eh,c} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 2 \times (1.56\,in) \times \left[ 1.75\,in + 2(3\,in) \right] = 24.18\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2t_{f,lc} \left[ L_{eh,c} + (n_{c} – 1)\, s_{c} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 14.918\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 14.918 + 1 \times 65 \times 4.8555 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 24.18 + 1 \times 65 \times 4.8555 \right) = 673.04\,kip [math]

DCR = 110.32 kip / 673.04 kip = 0.164 < 1.0, TAMAM MI

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

Flanş plakası, bağlantı boyunca tam flanş kuvvetini taşır, yani brüt kesiti akmamalı ve iki delikten geçen net kesiti kopmamalı.

[math] \phi R_{n,ty} = \phi\, F_{yp}\, t_{fp}\, b_{fp} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (0.5\,in) \times (14.5\,in) = 326.25\,kip [math]

[math] \phi R_{n,tr} = \phi\, F_{up}\, t_{fp} \left[ b_{fp} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.5\,in) \times \left[ 14.5\,in – 2 \times (1.3125\,in) \right] = 289.45\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( 326.25\,kip,\, 289.45\,kip \right) = 289.45\,kip [math]

DCR = 110.32 kip / 289.45 kip = 0.381 < 1.0, TAMAM MI

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

Flanş kuvvetinin de kolona girmesi gerekir. Yalnızca flanş cıvatalanmıştır, bu nedenle rapor kolonun yarısını T şeklinde ele alır ve Tablo D3.1'deki kesme gecikmesini uygular, Durum 2. Tişörtün ağırlık merkezi [mathin] \bar{y} = 1.5842\,in [mathin] flanşın dışından, ve bağlantı uzunluğu [mathin] l = (n_{c} – 1)\, s_{c} = 6\,in [mathin]:

[math] U = 1 – \frac{\bar{y}}{l} = 1 – \frac{1.5842\,in}{6\,in} = 0.73606 [math]

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{u}\, U \left[ 0.5\, A_{lc} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) t_{f,lc} \right] = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.73606) \times \left[ 0.5 \times (62\,in^{2}) – 2 \times (1.1875\,in) \times (1.56\,in) \right] [math]

[math] \phi R_{n} = 979.43\,kip [math]

DCR = 110.32 kip / 979.43 kip = 0.113 < 1.0, TAMAM MI

Üç cıvata sırası bir 6 bağlantı uzunluğunda, böylece kayma gecikmesi faktörü yaklaşık olarak düşer 0.74. Derin bir T parçası üzerindeki kısa bir bağlantı, uzun bağlantıya göre net alanından daha fazlasını kesme gecikmesi nedeniyle kaybeder.

Adım 9: Cıvata deliklerinde kolonun eğilme kopması (AISC 360-16 F13.1)

Germe flanşındaki cıvata delikleri kolonun bükülme mukavemetini azaltabilir. F13.1, net flanşın kopma mukavemetini brüt flanşın akma mukavemeti ile karşılaştırarak bunların geçerli olup olmadığına karar verir..

[math] A_{fg} = b_{f,lc}\, t_{f,lc} = (15.8\,in) \times (1.56\,in) = 24.648\,in^{2} [math]

[math] A_{fn} = A_{fg} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) t_{f,lc} = (24.648\,in^{2}) – 2 \times (1.1875\,in) \times (1.56\,in) = 20.943\,in^{2} [math]

oran [mathin] F_{y}/F_{u} = 50/65 = 0.76923 [mathin] daha fazla değil 0.8, Bu yüzden [mathin] Y_{t} = 1.0 [mathin]:

[math] F_{u}\, A_{fn} = (65\,ksi) \times (20.943\,in^{2}) = 1361.3\,kip \ge Y_{t}\, F_{y}\, A_{fg} = (1) \times (50\,ksi) \times (24.648\,in^{2}) = 1232.4\,kip [math]

Çünkü [mathin] F_{u} A_{fn} [mathin] daha az değil [mathin] Y_{t} F_{y} A_{fg} [mathin], çekme kopmasının sınır durumu geçerli değildir, ve delikler esnekliği sınırlamaz. Kolon plastik momentini koruyor:

[math] M_{n} = F_{y}\, Z_{x} = (50\,ksi) \times (390\,in^{3}) = 1625\,kip\text{-}ft [math]

Bu moment kolonun kendi kaldıraç kolu üzerinde flanş kuvvetine dönüştürülür, böylece flanş kuvvetiyle karşılaştırılabilir:

[math] \phi R_{n} = \frac{\phi\, M_{n}}{d_{lc} – t_{f,lc}} = \frac{(0.9) \times (1625\,kip\text{-}ft)}{(15.7\,in) – (1.56\,in)} = 1241.2\,kip [math]

DCR = 110.32 kip / 1241.2 kip = 0.089 < 1.0, TAMAM MI

Adım 10: Flanş plakasının sıkıştırma mukavemeti (AISC 360-16 J4.4, E3)

Anın sıkıştırma tarafında, flanş plakası, bağlantının üstündeki ve altındaki en yakın cıvatalar arasında kısa bir sütun olarak uzanır. Sıkıştırma talebi 90.293 yük paylaşımından an çift, çünkü eksenel sıkıştırma rulmandan geçer.

İle [mathin] K = 1.2 [mathin], [mathin] L_{b} = 3.5\,in [mathin] ve [mathin] r = t_{fp}/\sqrt{12} [mathin]:

[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, böylece J4.4 plakayı Bölüm E'ye gönderir. 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_{yp}/F_{e}} F_{yp} = 0.658^{(50/338.03)} \times (50\,ksi) = 46.998\,ksi [math]

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{cr}\, t_{fp}\, b_{fp} = (0.9) \times (46.998\,ksi) \times (0.5\,in) \times (14.5\,in) = 306.66\,kip [math]

DCR = 90.293 kip / 306.66 kip = 0.294 < 1.0, TAMAM MI

Burkulma sadece yaklaşık olarak sürer 6% bu narinlikte akma stresinden kurtulun. Daha ince bir plaka veya daha uzun desteksiz bir uzunluk daha pahalıya mal olur, çünkü r levha kalınlığıyla birlikte düşer.

Adım 11: Üst kolondaki flanş plakası ek yeri

W14x90'da aynı flanş plakası ve cıvata düzeni kullanılıyor, yani plaka kontrol ediliyor (plaka üzerinde taşıyan, plakanın blok kesmesi, Plaka gerilimi ve plaka sıkıştırması) alt sütundakiyle aynı sonuçları verin. Üç şey değişir: kolon flanşı daha incedir 0.71 içinde, minimum gösterge düşer 4.875 içinde, ve artık bir dolgu maddesi var.

Üst sütundaki dolgu

W14x90 1.75 W14x211'den daha sığ, bu nedenle flanş plakaları flanşlarından ayrı durur ve her iki tarafta da bir dolgu maddesine ihtiyaç duyulur. Rapor, onu Manuel Tablo ile boyutlandırıyor 14-3, I-A ve I-C vakaları:

[math] t_{f} = \left\lfloor \frac{d_{det,lc} – d_{det,uc}}{2} – 0.125\,in \right\rfloor_{0.125\,in} \text{ if } d_{det,lc} – d_{det,uc} \gt 0.625\,in, \text{ otherwise } 0 [math]

[math] t_{f} = 0.625\,in [math]

Bundan daha kalın herhangi bir dolgu maddesi 1/8 dolgu faktörünü düşürür 0.85, hangisi alır 15% kayma direncini kapatmak:

[math] h_{f} = 1.0 \text{ if } t_{f} \le 0.125\,in, \text{ otherwise } 0.85 \quad \Rightarrow \quad h_{f} = 0.85 [math]

[math] \phi R_{n} = (0.85) \times (0.5) \times (1.13) \times (0.85) \times (64\,kip) \times (1) \times (2) \times (3) = 156.75\,kip [math]

DCR = 110.32 kip / 156.75 kip = 0.704 < 1.0, TAMAM MI

Bu, en yüksek flanş mukavemeti kontrolüdür. Aynı altı cıvatanın DCR'si 0.598 alt sütunda ve 0.704 üst sütunda, ve tek fark dolgu faktörüdür.

Üst sütundaki diğer kontroller

W14x90 flanşı aynıdır 14.5 plaka genişliğinde, yani kenar mesafesi de 1.5 içinde. Kolon flanşında standart delikler bulunur ve 1.25 asgari olarak, yani oranı 0.833. Flanş plakası kenar mesafesi hala detaylandırmayı yönetmektedir. 0.917.

Kolon flanşının blok kesmesi bu taraftaki en yüksek kolon kontrolüdür. 0.422. W14x90 üzerindeki 2L gergi şeridi yalnızca 1.5 her iki tarafta geniş ve 0.71 kalın.

Bölüm 2: Alt sütundaki ağ plakası eklemesi

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 gövde plakaları minimum bağlantı derinliğini karşılayacak kadar derin olmalı ancak yine de kolon flanşları arasına sığmalıdır.

DCR = 1.375 içinde / 1.5 içinde = 0.917 < 1.0, TAMAM MI

Her iki ağ plakası kenar mesafesi de 1.5 minimum büyük boyutlu deliğe karşı 1.375 içinde. NS 6 plakada tam olarak 1.5 + 3 + 1.5 içinde, yani yedek genişlik yok.

Adım 13: Ağda kayma açısından kritik cıvata mukavemeti (AISC 360-16 J3.8)

Ağ cıvataları kesme ve ağ gerilimini birlikte taşır, yani kayma kontrolü onların sonucunu kullanır, 150.33 kip. Cıvataların kayması kritiktir çünkü gövde plakaları büyük boyutlu deliklere sahiptir.

Alt sütun ağı daha kalın olanıdır, yani bu tarafta dolgu yok. Detaylandırma web kalınlıklarını kullanma, 7/16 W14x90 için ve 1 W14x211 için:

[math] t_{f} = \max\left( \frac{tw_{det,uc} – tw_{det,lc}}{2},\, 0 \right) = \max\left( \frac{(0.4375\,in) – (1\,in)}{2},\, 0 \right) = 0\,in, \quad h_{f} = 1 [math]

Nerede [mathin] \phi = 0.85 [mathin], [mathin] \mu = 0.5 [mathin], [mathin] D_{u} = 1.13 [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} = (0.85) \times (0.5) \times (1.13) \times (1) \times (64\,kip) \times (2) \times (2) \times (2) = 245.89\,kip [math]

DCR = 150.33 kip / 245.89 kip = 0.611 < 1.0, TAMAM MI

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

Ağ plakası delikleri aynı anda iki yönde yüklenir: kesme kuvveti ile kolon boyunca, ve kolon boyunca web gerilimi ile. Rulman ve yırtılma her yönde ayrı ayrı kontrol edilir ve daha sonra birleştirilir. Her iki plaka birlikte çalışır, yani kalınlık [mathin] 2t_{wp} = 1.75\,in [mathin], ve cıvata grubu katsayısı [mathin] C = 4 [mathin] çünkü yük eşmerkezlidir.

Kesme yönü

[math] l_{c1} = L_{ev,wp} – \frac{d_{h}}{2} = (1.5\,in) – \frac{(1.25\,in)}{2} = 0.875\,in, \quad l_{c2} = s_{r} – d_{h} = (3\,in) – (1.25\,in) = 1.75\,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_{r} – 1 \right) \right] \frac{C}{n_{r}} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.05\,in,\, 2.4\,in\right)(1.75\,in)(65\,ksi) + \min\left(2.1\,in,\, 2.4\,in\right)(1.75\,in)(65\,ksi)(2 – 1) \right] \times \frac{4}{2} = 537.47\,kip [math]

DCR = 150 kip / 537.47 kip = 0.279 < 1.0, TAMAM MI

Eksenel yön

Web plakasındaki uç mesafe de 1.5 içinde, yani net mesafeler ve dayanım kesme yönündekiyle aynıdır:

[math] l_{c1} = L_{eh,wp} – \frac{d_{h}}{2} = (1.5\,in) – \frac{(1.25\,in)}{2} = 0.875\,in, \quad l_{c2} = s_{c} – d_{h} = 1.75\,in, \quad \phi R_{n} = 537.47\,kip [math]

DCR = 9.9423 kip / 537.47 kip = 0.018 < 1.0, TAMAM MI

Etkileşim

[math] \left( \frac{V_{u}}{\phi R_{n,v}} \right)^{2} + \left( \frac{P_{web}}{\phi R_{n,a}} \right)^{2} = \left( \frac{150}{537.47} \right)^{2} + \left( \frac{9.9423}{537.47} \right)^{2} = 0.078231 [math]

DCR = 0.078 < 1.0, TAMAM MI

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

Sütun ağı standart deliklere sahiptir, [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin], ve 0.98 W14x211'de kalın.

Kesme yönü

Kolon boyunca cıvataların her iki yanında ağ vardır, böylece her cıvata delikler arasındaki net mesafeyi kullanır, [mathin] l_{c2} = 3 – 1.125 = 1.875\,in [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{w,lc}\, F_{u,lc}\, C = (0.75) \times \min\left(2.25\,in,\, 2.4\,in\right) \times (0.98\,in) \times (65\,ksi) \times (4) = 429.98\,kip [math]

DCR = 150 kip / 429.98 kip = 0.349 < 1.0, TAMAM MI

Eksenel yön

Sütun boyunca, sütun ucuna en yakın cıvata sırası ona doğru yırtılır, ile [mathin] l_{c1} = L_{eh,c} – d_{h}/2 = 1.5 – 0.5625 = 0.9375\,in [mathin]:

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.125\,in,\, 2.4\,in\right)(0.98\,in)(65\,ksi) + \min\left(2.25\,in,\, 2.4\,in\right)(0.98\,in)(65\,ksi)(2 – 1) \right] \times \frac{4}{2} = 322.48\,kip [math]

DCR = 9.9423 kip / 322.48 kip = 0.031 < 1.0, TAMAM MI

Etkileşim

[math] \left( \frac{150}{429.98} \right)^{2} + \left( \frac{9.9423}{322.48} \right)^{2} = 0.12265 [math]

DCR = 0.123 < 1.0, TAMAM MI

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

Ağ plakalarından oluşan bir blok kesme veya eksenel kuvvet altında yırtılabilir. Her yönün kendi yırtma deseni vardır, ve iki oran, rulmanla aynı şekilde birleştirilir.

Kesme yükü

Blok, dış cıvata sırası boyunca plaka kenarına doğru kesilir ve cıvata kolonları boyunca plaka ucuna doğru gerilim nedeniyle yırtılır.:

[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] = (1.75\,in) \times \left[ 3\,in + 1.5\,in – 1.5(1.3125\,in) \right] = 4.4297\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2t_{wp} \left[ L_{ev,wp} + (n_{r} – 1)\, s_{r} \right] = (1.75\,in) \times \left[ 1.5\,in + 3\,in \right] = 7.875\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2t_{wp} \left[ b_{wp} – L_{ev,wp} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (1.75\,in) \times \left[ 6\,in – 1.5\,in – 1.5(1.3125\,in) \right] = 4.4297\,in^{2} [math]

İki cıvatalı kolonla blok boyunca çekme gerilimi eşit değildir, Bu yüzden [mathin] U_{bs} = 0.5 [mathin]:

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 4.4297 + 0.5 \times 65 \times 4.4297 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 7.875 + 0.5 \times 65 \times 4.4297 \right) = 237.54\,kip [math]

DCR = 150 kip / 237.54 kip = 0.631 < 1.0, TAMAM MI

Eksenel yük

L modelinde, blok, cıvata sıraları boyunca ve plaka kenarından dışarı doğru gerilim nedeniyle yırtılır, ve bir cıvata sırası boyunca plaka ucuna kadar keser:

[math] A_{nt} = 4.4297\,in^{2}, \quad A_{gv} = 2t_{wp} \left[ L_{eh,wp} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 7.875\,in^{2}, \quad A_{nv} = 2t_{wp} \left[ L_{wp} – L_{eh,c} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 4.4297\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,L} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 4.4297 + 1 \times 65 \times 4.4297 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 7.875 + 1 \times 65 \times 4.4297 \right) = 345.52\,kip [math]

U'da (veya C) model, iki cıvata sırası arasındaki blok dışarı çıkıyor, her iki 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] = (1.75\,in) \times \left[ 3\,in – 1.3125\,in \right] = 2.9531\,in^{2}, \quad A_{gv} = 15.75\,in^{2}, \quad A_{nv} = 8.8594\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,U} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 8.8594 + 1 \times 65 \times 2.9531 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 15.75 + 1 \times 65 \times 2.9531 \right) = 403.1\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( 345.52\,kip,\, 403.1\,kip \right) = 345.52\,kip [math]

DCR = 9.9423 kip / 345.52 kip = 0.029 < 1.0, TAMAM MI

Etkileşim

[math] \left( \frac{150}{237.54} \right)^{2} + \left( \frac{9.9423}{345.52} \right)^{2} = 0.39958 [math]

DCR = 0.400 < 1.0, TAMAM MI

Neredeyse hepsi 0.400 kesme teriminden gelir. Eksenel terim yaklaşık olarak ekler 0.001.

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

Eksenel gerilim altında, Cıvataların etrafındaki kolon ağ bloğu kolon ucundan dışarı çekilebilir: iki cıvata sırası arasındaki gerilim, ve her iki sıra boyunca sütunun sonuna kadar kes. Bu C modelidir.

[math] A_{nt} = t_{w,lc} \left[ (n_{r} – 1)\, s_{r} – (n_{r} – 1)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.98\,in) \times \left[ 3\,in – 1.1875\,in \right] = 1.7762\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = 2t_{w,lc} \left[ L_{eh,c} + (n_{c} – 1)\, s_{c} \right] = 2 \times (0.98\,in) \times \left[ 1.5\,in + 3\,in \right] = 8.82\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = 2t_{w,lc} \left[ (n_{c} – 1)\, s_{c} + L_{eh,c} – (n_{c} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = 5.3288\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left( 0.6 \times 65 \times 5.3288 + 1 \times 65 \times 1.7762 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 8.82 + 1 \times 65 \times 1.7762 \right) = 242.46\,kip [math]

DCR = 9.9423 kip / 242.46 kip = 0.041 < 1.0, TAMAM MI

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

İki ağ plakası tam yükü taşır 150 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} = b_{wp} \times 2t_{wp} = (6\,in) \times (1.75\,in) = 10.5\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{yp}\, A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (50\,ksi) \times (10.5\,in^{2}) = 315\,kip [math]

Kesme yırtılması (Eşitlik. J4-4)

[math] A_{nv} = 2t_{wp} \left[ b_{wp} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (1.75\,in) \times \left[ 6\,in – 2 \times (1.3125\,in) \right] = 5.9062\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{up}\, A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (65\,ksi) \times (5.9062\,in^{2}) = 172.76\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( 315\,kip,\, 172.76\,kip \right) = 172.76\,kip [math]

DCR = 150 kip / 172.76 kip = 0.868 < 1.0, TAMAM MI

Bu, tüm sütun ek yerindeki en yüksek mukavemet kontrolüdür. İki büyük boy delik 2.625 birinden 6 tabakta, daha fazla 40% genişliği, dolayısıyla net kesit kopması kesme akmasının çok altındadır. Üçüncü cıvata sırasına sahip daha derin bir ağ plakası, veya daha kalın plakalar, net alanı doğrudan ekleyecektir.

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

Gerilim davası altında, ağ plakaları şunları taşır 9.9423 bir gerilim elemanı olarak eklem boyunca ağ kuvvetini azaltın.

[math] \phi R_{n,ty} = \phi\, F_{yp}\, 2t_{wp}\, b_{wp} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (1.75\,in) \times (6\,in) = 472.5\,kip [math]

[math] \phi R_{n,tr} = \phi\, F_{up}\, 2t_{wp} \left[ b_{wp} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.75) \times (65\,ksi) \times (1.75\,in) \times \left[ 6\,in – 2 \times (1.3125\,in) \right] = 287.93\,kip [math]

DCR = 9.9423 kip / 287.93 kip = 0.035 < 1.0, TAMAM MI

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

Web geriliminin de sütuna girmesi gerekiyor. Yalnızca web cıvatalanmıştır, bu nedenle flanşlar stresi almada geride kalıyor, ve kolon kesitinin tamamı Tablo D3.1'deki kayma gecikmesi faktörü ile kontrol edilir., Durum 2. Raporun kullandığı [mathin] \bar{x} = 3.2088\,in [mathin] W14x211 ve kesme gecikme faktörü için [mathin] U = 0.175 [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{u,lc}\, U \left[ A_{lc} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) t_{w,lc} \right] = (0.75) \times (65\,ksi) \times (0.175) \times \left[ 62\,in^{2} – 2 \times (1.1875\,in) \times (0.98\,in) \right] = 509.08\,kip [math]

DCR = 9.9423 kip / 509.08 kip = 0.020 < 1.0, TAMAM MI

Buraya [mathin] \bar{x} [mathin] bundan daha büyüktür 3 bağlantı uzunluğunda, Bu yüzden [mathin] 1 – \bar{x}/l [mathin] olumsuz olurdu, ve rapor bunun yerine düşük bir U kullanıyor. DCR hâlâ yalnızca 0.020.

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

Sıkıştırma altında ağ plakaları bağlantı boyunca kısa sütunlar gibi davranacaktır. Her plaka kendi başına bükülebilir, yani dönme yarıçapı bire eşittir 7/8 tabakta. İle [mathin] K = 1.2 [mathin] ve [mathin] L_{b} = 3\,in [mathin]:

[math] \frac{K L}{r} = \frac{(1.2) \times (3\,in)}{(0.875\,in) / \sqrt{12}} = 14.252 \le 25 [math]

KL/r en fazla değil 25, yani Denklem. J4-6 geçerlidir, ve plakalar bükülmeden tam verime ulaşır:

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{yp}\, 2t_{wp}\, b_{wp} = (0.9) \times (50\,ksi) \times (1.75\,in) \times (6\,in) = 472.5\,kip [math]

DCR = 0 kip / 472.5 kip = 0.000 < 1.0, TAMAM MI

Talep sıfırdır çünkü sıkıştırmanın tamamı frezelenmiş uçlardaki rulmanlardan geçer. Bağlantının dayanılması tamamlanmadıysa kontrol hala önemlidir, çünkü o zaman plakalar sıkıştırmayı taşıyacaktır.

Adım 22: Üst sütundaki ağ plakası eklemesi

Web plakaları ve cıvata düzeni W14x90'da aynıdır, yani plaka kontrol ediliyor (plakalara dayanmak, plakaların blok kesmesi, plaka kesme, gerginlik ve sıkıştırma) alt sütundakiyle aynı sonuçları verin. Sütun ağı, W14x90 ağının yalnızca 0.44 kalın.

İnce ağın ayrıca bir dolguya ihtiyacı var. Ayrıntılı web kalınlıkları ile 1 içinde ve 7/16 içinde:

[math] t_{f} = \max\left( \frac{tw_{det,lc} – tw_{det,uc}}{2},\, 0 \right) = \max\left( \frac{(1\,in) – (0.4375\,in)}{2},\, 0 \right) = 0.28125\,in [math]

Dolgu maddesi daha kalındır 1/8 içinde, Bu yüzden [mathin] h_{f} = 0.85 [mathin]:

[math] \phi R_{n} = (0.85) \times (0.5) \times (1.13) \times (0.85) \times (64\,kip) \times (2) \times (2) \times (2) = 209\,kip [math]

DCR = 150.33 kip / 209 kip = 0.719 < 1.0, TAMAM MI

İnce W14x90 ağ üzerinde hareket, en yüksek sütun ağ kontrolüdür, -de 0.777 kesmede. Ağı W14x211'in yarısı kadar kalın, ve taşıma gücü kalınlıkla orantılıdır.

Tasarım kontrollerinin özeti

Flanş plakası ek yeri

Web plakası ekleme

Sütun eklemesi her kontrolü geçer. En yüksek oran, 0.917, detaylandırıyor: her plaka kenar mesafesi 1.5 karşı 1.375 minimum büyük boyutlu delik, bu, plakaların minimum koda yakın olduğu anlamına gelir, aşırı stresli değil. Güç kontrollerinden, ağ plakalarının kesme kopması şu durumlarda geçerlidir: 0.868 her iki tarafta. Daha sonra ince W14x90 ağ üzerinde hareket etme geliyor 0.777, üst ağ cıvatalarının kayması 0.719 ve üst flanş cıvatalarının kayması 0.704, son ikisi onunla 0.85 dolgu faktörü.

Bir kontrol başarısız olursa ne değiştirilmelidir?

• Web plakası kesme kopması veya blok kesme: ağ plakalarını daha derin hale getirin ve bir cıvata sırası ekleyin, veya daha kalın plakalar kullanın. W14x90'ın flanşları arasında daha derin bir plaka için yer vardır.
• Üst kolon ağında rulman: kesmeyi yaymak için cıvata ekleyin, veya sütun ucuna olan uç mesafeyi artırın. NS 0.44 W14x90'ın ağında zayıf taraf.
• Üst kolondaki cıvataların kayması: cıvata satırı ekle, veya tam kayma direncinin kullanılabilmesi için dolgu maddesini geliştirin. Bir dolgu faktörü 0.85 maliyetler 15% hem flanş hem de gövde üzerindeki kayma mukavemetinin.
• Flanş plakası blok kesme: burada 2L modeli geçerlidir, yani cıvata çizgilerinin dışındaki kenar şeritleri zayıf halkadır. Genişletmek için cıvata hatlarını içeri getirin, gösterge minimumun üzerinde kaldığı sürece, veya daha kalın bir plaka kullanın. Cıvata sıralarının eklenmesi kesme düzlemlerini de uzatır.
• Kenar mesafesi detaylandırması: plaka kenar mesafeleri oturur 1/8 büyük boyutlu delik minimumunun üstünde. Daha dar bir ölçü veya daha geniş bir ağ plakası kenar boşluğunu artırır.
• Plaka sıkıştırma: Bağlantının yakınındaki cıvata düzenini sıkarak desteklenmemiş uzunluğu kısaltın, veya KL/r'yi düşürmek için daha kalın plakalar kullanın. Eklemin taşıması tamamlanmadıysa, plakalar tüm sıkıştırmayı taşır ve bu kontrol genellikle yönetilir.
• Frezelenmiş uçlarda rulman: sıkıştırmanın küçük kolonun taşıma mukavemetinden fazla olması durumunda, fazlalık plakalara gider, bu yüzden önce yük dağılımını kontrol edin.

Sıkça Sorulan Sorular

Ekleme plakaları neden 1000 kip sıkıştırma?

Kolon uçları frezelenmiştir ve taşımaya uygundur. AISC 360-16 J1.4, bitmiş bir sütun ek yerindeki sıkıştırmanın doğrudan yataklama yoluyla geçmesine izin verir, ve W14x90 ucunun taşıma gücü, 1000 kip. Plakalar sadece anı çiftini taşıyor, kesme ve gerginlik. Hala sütunları aynı hizada tutmaları ve yükselme veya tersine dönmeden kaynaklanan her türlü gerilime direnmeleri gerekiyor., J1.4'ün tüm parçaları yerinde tutmaya yetecek kadar bağlantı malzemesi istemesinin nedeni budur.

Kolon ek yerinde flanş plakaları ile gövde plakaları arasında yük nasıl paylaşılır??

Ağ plakaları tüm kesme kuvvetini taşır. Eksenel gerilim alana göre bölünür: web brüt alandan payını alıyor, İşte 9.9423 kip 50 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: 110.32 gerilim içinde kıp ve 90.293 sıkıştırmada kip.

Dolgu maddelerine neden ihtiyaç duyulur?, ve cıvatalar için neden önemliler??

W14x90 1.75 W14x211'den daha sığ, ve ağı yarıdan daha az kalınlıkta, böylece plakalar her iki sütuna da düz oturamaz. Dolgular daha küçük sütundaki boşluğu doldurur. Bir dolgu maddesi kayabilecek bir yüzey ekler, yani AISC 360-16 J3.8 dolgu faktörü ile kayma direncini azaltır 0.85 dolgu maddesi daha kalın olduğunda 1/8 içinde. Bu örnekte bu faktör üst kolon flanş cıvatalarını DCR'den almaktadır. 0.598 -e 0.704.

Bağlantı cıvataları neden kayma açısından kritiktir??

Flanş ve ağ plakalarında büyük boyutlu delikler bulunur, bu da montajcıya iki sütunu hizalaması için yer sağlar. AISC 360-16 J3.2 yalnızca kayma açısından kritik bağlantılarda büyük boyutlu deliklere izin verir. Kayma açısından kritik cıvatalar aynı zamanda rüzgar veya sismik yük altında moment tersine döndüğünde bağlantının hareket etmesini de önler.

Kolon ek yeri nereye yerleştirilmelidir??

Sütun ekleri genellikle yaklaşık olarak yerleştirilir 4 yerden ft yükseklikte. Bu yükseklikte montajcı yerden ek yerine ulaşabilir, ve ekleme plakaları zemin seviyesindeki kiriş bağlantılarından uzak durur.

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 bir sütun ek bağlantısı tasarlayın

Bu sayfadaki her sayı tek bir çözümden gelir. Sütun ekleme yapılandırmasını seçin, iki sütununuzu girin, plakalar, cıvatalar, sıkıştırma, gerilim, kesme ve moment, 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, ve moment bağlantıları sayfa kirişten kolona tiplerini kapsar.

SATIN ALMA BAĞLANTISI TASARIM MODÜLÜ

Referanslar

• AISC 360-16, Kullanıcı iş akışını basitleştirmek ve hızlandırmak için UI İyileştirmeleri: B4.3b, D3 (Tablo D3.1), E3 (Eşitlik. E3-1, E3-2, E3-4), F2.1, F13.1, J1.4, J3.2, J3.3, J3.4 (Tablo J3.4), J3.5 (Tablo J3.5), J3.8 (Eşitlik. J3-4), 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), J7.
• AISC Çelik Konstrüksiyon Kılavuzu, 15th Baskı: Bölüm 1 kesit özellikleri ve detaylandırma boyutları; Tablo 14-3, sütun ekleme dolguları.
• AISC kullanarak çelik bağlantıların tasarımı 360-16
• Cıvatalar SkyCiv Bağlantı Tasarımında