Kesme Uç Plakası Bağlantı Tasarımı

AISC'ye kesme uç plakası bağlantı tasarımı 360 bir plakanın iki tarafını kaplar. kirişte, plakayı kiriş ağına birleştiren köşe kaynaklarını ve kiriş ağını kesme kuvveti altında kontrol edersiniz. Destekte, cıvata kesmeyi kontrol edersiniz, uç plakasında ve sütun flanşında cıvata yatağı ve yırtılma, blok kesme, kesme akması ve plakanın yırtılması, plaka bükülmesi, kesme ve moment etkileşimi. Derinlik sınırlarının detaylandırılması, aralık, kenar mesafesi ve ölçü her iki tarafta da geçerlidir.

Bu sayfa baştan sona gerçek bir örnekle çalışıyor: bir W14x90 kolonunun flanşına çerçevelenen bir W18x50 kiriş 150 kip LRFD reaksiyonu. Bağlantı bir 5/16 x içinde 8 1/2 x içinde 15 A36 uç plakasında, kiriş ağına kaynaklanmıştır 1/4 her iki tarafta fileto halinde ve on adet cıvata ile kolona cıvatalanmıştır. 3/4 beşli iki sütun halinde A325-N cıvatalarında. Tasarım AISC'ye göredir 360-16 ve AISC Kılavuzu 15. Baskı. Her denklem sayılarıyla yazılmıştır, AISC hesaplama tablosuyla aynı sırada SkyCiv Bağlantı Tasarımı modül bu bağlantı için üretir.

ÜCRETSİZ ARACIMI ŞİMDİ DENEYİN SATIN ALMA BAĞLANTISI TASARIM MODÜLÜ

Kesme uç plakası bağlantısı nedir?

Kesme uç plakası bağlantısı, kiriş ağının ucuna kare şeklinde kaynak yapılmış ve desteğe sahada cıvatalanmış tek plakalı atölye kaynaklı bir bağlantıdır. Plaka, kiriş ağının düz kısmına sığar, ağın her iki tarafında bir sütun cıvata ile. Kirişin uç kesme kuvvetini taşır ve AISC kapsamında basit bir bağlantıdır. 360-16 B3.4. Plaka, kiriş ucu döndükçe esneyebilmesi için ince tutulmuştur, bu da anı desteğin dışında tutuyor.

An uç plakasından farklıdır. Bir an bağlantısı aynı hizada veya uzatılmış uç plakası gibi, plakayı kiriş flanşlarına da kaynak yapar ve çok daha kalın bir plaka kullanır. Bir kesme uç plakası yalnızca ağ-yapıya kaynaklanır. Bu bir tür kesme bağlantısı, yanında tek plaka (kesme sekmesi) bağlantı, NS çift ​​açılı bağlantı ve tek açılı bağlantı. Bu örneği doğrudan kontrol edebilirsiniz. uç plaka bağlantı hesaplayıcısı.

Örnek bağlantının yüksekliği. Uç plakası atölyede kiriş ağına kaynaklanır ve sahada kolon flanşına cıvatalanır.

Bölüm A-A. Bir seferde beş cıvatadan oluşan iki sütun 5 1/2 ölçü olarak, ile 1 1/2 plakanın her tarafındaki kenar mesafelerinde.

Kesme uç plakası bağlantısını nasıl tasarlarsınız?? Bir bakışta adımlar

1. Kiriş tarafındaki detay limitini kontrol edin: minimum plaka derinliği.
2. Uç plakasından kiriş ağına kadar olan köşe kaynaklarını kontrol edin.
3. Kiriş ağını kesme akmasında kontrol edin.
4. Destek tarafındaki detaylandırma sınırlarını kontrol edin: aralık, kenar mesafeleri ve ölçü.
5. Cıvata grubunu kesme durumunda kontrol edin.
6. Cıvata yatağını ve uç plakadaki yırtılmayı kontrol edin.
7. Kolon flanşındaki cıvata yatağını ve yırtılmayı kontrol edin.
8. Kesmeyi birleştir, Etkin grup gücü için cıvata başına yatak ve yırtılma.
9. Uç plakasının blok kesmesini kontrol edin.
10. Uç plakasının kesme akmasını ve kesme kopmasını kontrol edin.
11. Çift koped prosedürünü kullanarak uç plakanın esnekliğini kontrol edin.
12. Uç plakasının kesme ve moment etkileşimini kontrol edin.

Bu örnek için tasarım girdileri

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

 

 

Plaka boyutları çizimden toplanır. Genişlik iki 1.5 kenar mesafeleri artı 5.5 ölçü olarak, 8.5 içinde. Derinlik ikidir 1.5 kenar mesafeleri artı dört 3 boşluklarda, 15 içinde.

Adım 1: Kiriş tarafındaki detaylandırma sınırı

Uç plakası, kiriş ucunu kendi ekseni etrafında dönmeye karşı destekleyecek ve kaynaklara yeterli uzunlukta verecek kadar derin olmalıdır.. Minimum, kirişin T boyutunun yarısıdır, yani T = olan bir W18x50 için 15.5 içinde 7.75 içinde.

[math] DCR = \frac{d}{c} = \frac{(7.75)}{(15)} = 0.51667 [math]

DCR = 0.517 < 1.0, TAMAM MI

Adım 2: Uç plakadan kiriş ağına köşe kaynağı (AISC 360-16 J2.4)

Reaksiyonun tamamı kiriş ağından iki köşe kaynağı yoluyla uç plakaya geçer, Web'in her yüzünde bir tane. Güçleri büyüklük ve uzunluğa bağlıdır, ve kaynağın her iki tarafındaki ana metal, kaynak boyutunun ne kadarının önemli olduğunu sınırlayabilir.

Kaynak boyutunda ana metal sınırı (AISC Manuel Denklem. 9-2)

Bu en büyük kaynak boyutudur, bir inçin onaltıda biri kadar, bağlı parçaların destekleyebileceği. Her kaynak hattının arkasında tam uç plakası bulunur, ancak kiriş ağı her iki yüzünde de bir kaynak taşır, yani her kaynak için ağ kalınlığının yalnızca yarısı kullanılabilir. İle [mathin] t_{p} = 0.3125\,in [mathin], [mathin] F_{up} = 58\,ksi [mathin], [mathin] t_{wb} = 0.355\,in [mathin] ve [mathin] F_{ub} = 65\,ksi [mathin]:

[math] D_{max} = \frac{t_{p} F_{up} \le \frac{t_{wb}}{2} F_{ub}}{3.09\,kip/in \times F_{EXX}/F_{E70XX}} [math]

[math] D_{max} = \frac{(0.3125\,in) \times (58\,ksi) \le (0.1775\,in) \times (65\,ksi)}{(3.09\,kip/in) \times (1)} [math]

[math] D_{max} = 3.7338 [math]

Kiriş ağ tarafı daha küçük değeri verir, sadece bu yüzden 3.7338/16 içinde, hakkında 0.233 içinde, of 1/4 kaynakta sayılabilir.

Etkili kaynak uzunluğu

Kaynak sadece ağın düz kısmı boyunca ilerleyebilir, yani uzunluğu plaka derinliğinin en küçüğüdür, kirişin T boyutu, ve kiriş derinliğinden üst ve alt kısımdaki baş veya kdet bölgesi çıkarıldığında. Başa çıkacak bir şey yok, yani kdet'i 1.25 her iki uçta da geçerlidir. Daha sonra iki kaynak hattının her biri, son geri dönüşler için 2W azaltılır.. İle [mathin] W = 0.25\,in [mathin], [mathin] d_{p} = 15\,in [mathin], [mathin] T_{bm} = 15.5\,in [mathin], [mathin] d_{bm} = 18\,in [mathin] ve [mathin] k_{det,bm} = 1.25\,in [mathin]:

[math] L_{w} = 2 \left[ \min\left( d_{p},\, T_{bm},\, d_{bm} – \max\left(D_{ct}, k_{det,bm}\right) – \max\left(D_{cb}, k_{det,bm}\right) \right) – 2W \right] [math]

[math] L_{w} = 2 \times \left[ \min\left( (15\,in),\, (15.5\,in),\, (18\,in) – \max\left((0\,in), (1.25\,in)\right) – \max\left((0\,in), (1.25\,in)\right) \right) – 2 \times (0.25\,in) \right] [math]

[math] L_{w} = 29\,in [math]

Kaynak gücü

Yük kaynaklara paralel ilerler, Bu yüzden [mathin] \theta = 0 [mathin] ve yönlü bir artış yok. İle [mathin] F_{EXX} = 70\,ksi [mathin] ve [mathin] \phi = 0.75 [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi\, 0.6\, F_{EXX} \frac{\sqrt{2}}{2} \left( W \le \frac{D_{max}}{16} \right) \left[ 1 + 0.5 \left( \sin\theta \right)^{1.5} \right] L_{w} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times 0.6 \times (70\,ksi) \times \frac{\sqrt{2}}{2} \times \left( (0.25\,in) \le \frac{(3.7338)}{(16)} \right) \times \left[ 1 + 0.5 \times (\sin(0))^{1.5} \right] \times (29\,in) [math]

[math] \phi R_{n} = 150.74\,kip [math]

DCR = 150 kip / 150.74 kip = 0.995 < 1.0, TAMAM MI

Bu idari çek. Kaynak sadece yeterli, ve onu büyütmenin bir faydası olmaz, çünkü 0.355 ışın ağı zaten kullanılabilir boyutu şu şekilde sınırlıyor: 0.233 içinde.

Adım 3: Kesme akmasında kiriş ağı (AISC 360-16 J4.2)

Reaksiyon kiriş ağı boyunca kaynaklara doğru ilerler, bu nedenle ağın kendisinin tam kesme kuvvetini esnemeden taşıması gerekir. Işın başa çıkılmadı, böylece ışının tam derinliği etki eder.

[math] A_{gv} = d_{bm}\, t_{wb} = (18\,in) \times (0.355\,in) = 6.39\,in^{2} [math]

İle [mathin] F_{yb} = 50\,ksi [mathin] ve [mathin] \phi = 1 [mathin]:

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{yb} A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (50\,ksi) \times (6.39\,in^{2}) = 191.7\,kip [math]

DCR = 150 kip / 191.7 kip = 0.782 < 1.0, TAMAM MI

Adım 4: Destek tarafındaki limitlerin detaylandırılması (AISC 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

Cıvata düzeni oluşturulabilir olmalı ve mukavemet denklemlerinin ardındaki varsayımlarla eşleşmelidir.. Çok yakın cıvatalar delikler arasında yırtılır, çok yakın kenarlar yırtılıyor, ve mastarın kiriş ağı için yer bırakması gerekir, kaynaklar ve cıvata başları.

için 3/4 cıvatada minimum aralık [mathin] 2\tfrac{2}{3} d_{b} = 2\,in [mathin] (J3.3) ve minimum kenar mesafesi 1 içinde (Tablo J3.4). Uç plakanın yatay kısa yuvaları vardır, ve yatay kenar mesafesi yuvanın ucundan ölçülür, yani Tablo J3.5 artışı 1/8 minimumunu yükseltir 1.125 içinde. Kolon flanşında, yatay kenar mesafesi, flanşın cıvataların dışında kalan kısmıdır, [mathin] (b_{fs} – g_{s})/2 = (14.5 – 5.5)/2 = 4.5\,in [mathin].

Minimum limit için oran, limitin gerçek değere oranıdır, ve maksimum olarak gerçek limit aşımıdır. Yönetici sıra, destekteki minimum cıvata ölçüsüdür:

[math] DCR = \frac{d}{c} = \frac{(4.375)}{(5.5)} = 0.79545 [math]

DCR = 0.795 < 1.0, TAMAM MI

Adım 5: Destek tarafında cıvata grubu kesmesi (AISC 360-16 J3.6)

Cıvatalar sütunun yüzüne oturur, tepki doğrultusunda, ve iki cıvata kolonu kiriş ağı etrafında simetriktir. Böylece cıvata grubu eksantriklik olmadan saf kesme kuvveti taşır, ve her cıvata eşit pay alır.

Nerede [mathin] \phi = 0.75 [mathin], [mathin] F_{nv} = 54\,ksi [mathin], [mathin] d_{b} = 0.75\,in [mathin], [mathin] N_{s} = 1 [mathin], [mathin] N_{V} = 10 [mathin] ve [mathin] h_{f} = 1 [mathin] çünkü dolgu maddesi yok (J5.2(a)):

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{nv}\, \frac{\pi}{4} \left( d_{b} \right)^{2} N_{s}\, N_{V}\, h_{f} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times (54\,ksi) \times \frac{\pi}{4} \times \left( (0.75\,in) \right)^{2} \times (1) \times (10) \times (1) [math]

[math] \phi R_{n} = 178.92\,kip [math]

DCR = 150 kip / 178.92 kip = 0.838 < 1.0, TAMAM MI

Adım 6: Uç plakasında cıvata yatağı ve yırtılma (AISC 360-16 J3.10)

Her cıvata, uç plakadaki deliğin kenarına dayanır. Plaka ya delikte deforme olur (rulman, sınırlı 2.4 d t Fu) veya bir şeridi bir sonraki deliğe veya plakanın ucuna kadar yırtın (yırtma, 1.2 lc t Fu). Plakanın ucuna en yakın cıvata en kısa net mesafeye sahiptir, yani zayıf olan bu.

Yuvalar yatay olarak uzanır ve yük dikeydir, dolayısıyla eleman uzunluğu boyunca delik boyutu standarttır [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin]. Kenar cıvatası için net mesafe, ile [mathin] L_{ev} = 1.5\,in [mathin]:

[math] l_{c1} = L_{ev} – \frac{d_{h}}{2} = (1.5\,in) – \frac{(0.8125\,in)}{2} = 1.0938\,in [math]

Cıvatalar arasındaki mesafeyi temizleyin, ile [mathin] s_{r} = 3\,in [mathin]:

[math] l_{c2} = s_{r} – d_{h} = (3\,in) – (0.8125\,in) = 2.1875\,in [math]

Nerede [mathin] t_{p} = 0.3125\,in [mathin], [mathin] F_{up} = 58\,ksi [mathin], [mathin] N_{V} = 10 [mathin], [mathin] n_{r} = 5 [mathin] ve [mathin] \phi = 0.75 [mathin]. Braket, beş cıvatadan oluşan bir sıranın gücüdür, ve N_V faktörü / n_r = 2 her iki satırı da sayar:

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

[math] \phi R_{n,tearout} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times (1.0938\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.3125\,in) \times (58\,ksi) + \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.3125\,in) \times (58\,ksi) \times \left( (5) – 1 \right) \right] \times \left( \frac{(10)}{(5)} \right) [math]

[math] \phi R_{n,tearout} = 231.43\,kip [math]

DCR = 150 kip / 231.43 kip = 0.648 < 1.0, TAMAM MI

Yırtma kenar cıvatasını yönetir, Çünkü 1.2 LC1 daha az 2.4 Çelik Taban Plakası Tasarımı, Beton mesnedi kontrol eder. İç cıvatalar rulmanla kapatılmıştır.

Adım 7: Kolon flanşında cıvata yatağı ve yırtılma (AISC 360-16 J3.10)

Aynı kontrol kolon flanşı için de geçerlidir. Cıvatalar uzun bir sütunun ortasındadır, üstünde veya altında kenar yok, yani her cıvata bir iç cıvata gibi taşınır.

[math] l_{c2} = s_{r} – d_{h} = (3\,in) – (0.8125\,in) = 2.1875\,in [math]

Nerede [mathin] t_{fs} = 0.71\,in [mathin], [mathin] F_{us} = 65\,ksi [mathin] ve [mathin] N_{V} = 10 [mathin]:

[math] \phi R_{n,tearout} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{fs} F_{us}\, N_{V} [math]

[math] \phi R_{n,tearout} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.71\,in) \times (65\,ksi) \times (10) [math]

[math] \phi R_{n,tearout} = 623.03\,kip [math]

DCR = 150 kip / 623.03 kip = 0.241 < 1.0, TAMAM MI

NS 0.71 Kolon flanşındaki kalınlık uç plakanın iki katından daha fazladır, bu nedenle ince kesme uç plakasında kolon üzerinde taşıma nadiren sorun olur.

Adım 8: Cıvata grubunun etkin gücü (AISC 360-16 J3.6 Açıklama)

Cıvata kesme, yataklama ve yırtılma gerçekte ayrı kontroller değildir. Her cıvata, içinden geçtiği her katta kendi kesme mukavemetinin ve taşıma veya kopma mukavemetinin en azını taşır, ve grup gücü cıvata başına değerlerin toplamıdır.

Tek kesmede bir cıvatanın mukavemeti:

[math] \phi r_{v} = \frac{\phi R_{n}}{N_{V}} = \frac{(178.92\,kip)}{(10)} = 17.892\,kip [math]

Uç plakadaki bir cıvatanın yataklanması ve sökülmesi, kenar cıvatası ve iç cıvata için:

[math] \phi r_{n1e} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{p} F_{up} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (1.0938\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.3125\,in) \times (58\,ksi) = 17.842\,kip [math]

[math] \phi r_{n1i} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{p} F_{up} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.3125\,in) \times (58\,ksi) = 24.469\,kip [math]

Kolon flanşındaki bir cıvatanın yatağı:

[math] \phi r_{n2} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{fs} F_{us} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.71\,in) \times (65\,ksi) = 62.303\,kip [math]

Cıvatalar her satırın üstünden numaralandırılır, ve rapor cıvata alıyor 5 kenar cıvatası olarak. Üst ve alt kenar mesafeleri her ikisi de 1.5 içinde, yani kenar cıvatası aynı 1.0938 hangi uçta olursa olsun açık bir mesafede:

[math] \phi r_{eff,1} = \min\left( \phi r_{v},\, \phi r_{n1i},\, \phi r_{n2} \right) = \min\left( (17.892\,kip),\, (24.469\,kip),\, (62.303\,kip) \right) = 17.892\,kip [math]

[math] \phi r_{eff,2} = \min\left( \phi r_{v},\, \phi r_{n1e},\, \phi r_{n2} \right) = \min\left( (17.892\,kip),\, (17.842\,kip),\, (62.303\,kip) \right) = 17.842\,kip [math]

Tek satırda topla, ile [mathin] n_{1} = 4 [mathin] iç değerde cıvatalar ve [mathin] n_{2} = 1 [mathin] kenar değerinde:

[math] \sum \phi r_{eff} = n_{1}\, \phi r_{eff,1} + n_{2}\, \phi r_{eff,2} = (4) \times (17.892\,kip) + (1) \times (17.842\,kip) = 89.411\,kip [math]

[math] \phi R_{n,eff} = \left( \frac{N_{V}}{n_{r}} \right) \sum \phi r_{eff} = \left( \frac{(10)}{(5)} \right) \times (89.411\,kip) = 178.82\,kip [math]

DCR = 150 kip / 178.82 kip = 0.839 < 1.0, TAMAM MI

Cıvata kesme kuvveti her satırdaki dört cıvatayı yönetir, ve üzerinde yırtılma 5/16 plakada kenar cıvatası şu şekilde yönetilir: 0.05 kip. Bu nedenle etkili dayanım, Step'teki cıvata kesme dayanımının bir kısmı altında ortaya çıkar. 5. Aynı bağlantıyı şurada da çalıştırabilirsiniz: ücretsiz bağlantı tasarımı hesaplayıcısı ve iki değerin buluştuğunu görmek için daha büyük bir kenar mesafesini deneyin.

Adım 9: Uç plakanın blok kesmesi (AISC 360-16 J4.3)

Kiriş ağının her iki yanında uç plakanın bir bloğu yırtılabilir: cıvata çizgisi boyunca plakanın ucuna kadar kesme, artı plakanın dış kenarı boyunca gerilim. Bu iki L şeklinde blok yapar, cıvata sütunu başına bir tane, yani aşağıdaki alanlar kullanılıyor [mathin] 2t_{p} = 0.625\,in [mathin] ve her iki tarafta birer cıvata sütunu sayın.

Gerginlikteki net alan. Gerilim düzlemi yatay olarak çalışır, yuvalar boyunca, bu yüzden yuva uzunluğunu kullanır [mathin] d_{h} = 1\,in [mathin], ile [mathin] n_{c} = 2 [mathin], [mathin] s_{c} = 0\,in [mathin] ve [mathin] L_{eh} = 1.5\,in [mathin]. Her delik eklenir 1/16 Delme sırasında hasar için (B4.3):

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

[math] A_{nt} = (0.625\,in) \times \left[ ((1)-1) \times (0\,in) + (1.5\,in) – ((1) – 0.5) \times ((1\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 0.60547\,in^{2} [math]

Kesmede brüt ve net alanlar. Kesme düzlemi dikey olarak çalışır, yuvalar boyunca, yani net alan kullanır [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin]:

[math] A_{gv} = 2t_{p} \left[ L_{ev} + (n_{r}-1)\, s_{r} \right] = (0.625\,in) \times \left[ (1.5\,in) + ((5)-1) \times (3\,in) \right] = 8.4375\,in^{2} [math]

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

[math] A_{nv} = (0.625\,in) \times \left[ (15\,in) – (1.5\,in) – ((5) – 0.5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 5.9766\,in^{2} [math]

Blok kesme mukavemeti, ile [mathin] U_{bs} = 1 [mathin] çünkü her bloğun tek bir cıvata kolonu vardır ve gerilim tekdüzedir, [mathin] F_{up} = 58\,ksi [mathin], [mathin] F_{yp} = 36\,ksi [mathin] ve [mathin] \phi = 0.75 [mathin]:

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (58\,ksi) \times (5.9766\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (0.60547\,in^{2}) \le 0.6 \times (36\,ksi) \times (8.4375\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (0.60547\,in^{2}) \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 163.03\,kip [math]

DCR = 150 kip / 163.03 kip = 0.920 < 1.0, TAMAM MI

Denklemin kesme akma tarafı geçerlidir. A36'nın akma-gerilme oranı düşüktür, yani brüt kayma düzlemi, net kayma düzlemi kırılmadan önce akıyor. Bu, bağlantıdaki en yüksek ikinci orandır.

Adım 10: Uç plakanın kesme akması ve kesme kopması (AISC 360-16 J4.2)

Tam reaksiyon, iki düzlemde dikey kesme olarak uç plakadan aşağı doğru geçer, kiriş ağının her iki tarafında bir tane. Brüt kesit akmamalı, ve cıvata deliklerinden geçen net kısım kopmamalıdır.

Kesme akması (Eşitlik. J4-3)

İle [mathin] n_{sp} = 2 [mathin] kesme düzlemleri:

[math] A_{gv} = d_{p}\, n_{sp}\, t_{p} = (15\,in) \times (0.625\,in) = 9.375\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{yp} A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (36\,ksi) \times (9.375\,in^{2}) = 202.5\,kip [math]

Kesme yırtılması (Eşitlik. J4-4)

[math] A_{nv} = n_{sp}\, t_{p} \left[ d_{p} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.625\,in) \times \left[ (15\,in) – (5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 6.6406\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{up} A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (58\,ksi) \times (6.6406\,in^{2}) = 173.32\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( \phi R_{n,sy},\, \phi R_{n,sr} \right) = \min\left( (202.5\,kip),\, (173.32\,kip) \right) = 173.32\,kip [math]

DCR = 150 kip / 173.32 kip = 0.865 < 1.0, TAMAM MI

Adım 11: Çift başa çıkma prosedürünü kullanarak uç plaka bükülmesi (AISC 360-16 F11.2)

Cıvatalar 2 3/4 her iki taraftan da ağdan dışarı, böylece uç plakanın her bir yarısı ağdan cıvata hattına kadar kısa bir konsol gibi bükülür. İnce bir levha bükülmeden önce yanlara doğru bükülebilir. AISC Kılavuzu bunu her iki flanşta da başa çıkan bir kiriş prosedürüyle ele alır., Flanşları kesilerek plakanın her bir yarısını bir kiriş ağı gibi işlemek. Desteklenmemiş uzunluk, ağ yüzeyinden cıvata çizgisine kadar olan mesafedir, [mathin] L_{b} = (g_{s} – t_{wb})/2 = (5.5 – 0.355)/2 = 2.5725\,in [mathin].

Aralık kontrolü

Nerede [mathin] E = 29000\,ksi [mathin], [mathin] F_{yp} = 36\,ksi [mathin], [mathin] d_{p} = 15\,in [mathin] ve [mathin] t_{p} = 0.3125\,in [mathin]:

[math] \frac{L_{b} d}{t^{2}} = \frac{(2.5725\,in) \times (15\,in)}{(0.3125\,in)^{2}} = 395.14 [math]

[math] \frac{0.08 E}{F_{y}} = \frac{0.08 \times (29000\,ksi)}{(36\,ksi)} = 64.444 \qquad \frac{1.9 E}{F_{y}} = \frac{1.9 \times (29000\,ksi)}{(36\,ksi)} = 1530.6 [math]

Yani [mathin] \frac{0.08E}{F_{y}} \lt \frac{L_{b} d}{t^{2}} \le \frac{1.9E}{F_{y}} [mathin], ve denklem. F11-2 geçerlidir.

Uç plakasının kesit modülleri

[math] Z = \frac{t_{p} \left( d_{p} \right)^{2}}{4} = \frac{(0.3125\,in) \times ((15\,in))^{2}}{4} = 17.578\,in^{3} [math]

[math] S = \frac{t_{p} \left( d_{p} \right)^{2}}{6} = \frac{(0.3125\,in) \times ((15\,in))^{2}}{6} = 11.719\,in^{3} [math]

Yanal burulmalı burkulma modifikasyon faktörü (AISC Manuel Denklem. 9-15)

Baş derinliği sıfır olarak alınır, [mathin] d_{ct} = 0\,in [mathin]:

[math] C_{b} = \left[ 3 + \ln\left( \frac{L_{b}}{d_{p}} \right) \right] \left( 1 – \frac{d_{ct}}{d_{p}} \right) \ge 1.84 [math]

[math] C_{b} = \left[ 3 + \ln\left( \frac{(2.5725\,in)}{(15\,in)} \right) \right] \times \left( 1 – \frac{(0\,in)}{(15\,in)} \right) \ge 1.84 [math]

[math] C_{b} = 1.84 [math]

Eğilme mukavemeti

İle [mathin] \phi = 0.9 [mathin], ve bir faktör 2 tabağın iki yarısı için:

[math] \phi M_{n} = \phi \left[ C_{b} \left[ 1.52 – 0.274 \left( \frac{L_{b} d}{t^{2}} \right) \left( \frac{F_{yp}}{E} \right) \right] F_{yp} S \le F_{yp} Z \right] 2 [math]

[math] \phi M_{n} = (0.9) \times \left[ (1.84) \times \left[ 1.52 – 0.274 \times ((395.14)) \times \left( \frac{(36\,ksi)}{(29000\,ksi)} \right) \right] \times (36\,ksi) \times (11.719\,in^{3}) \le (36\,ksi) \times (17.578\,in^{3}) \right] \times 2 [math]

[math] \phi M_{n} = 94.922\,kip\text{-}ft \;(1139.1\,kip\text{-}in) [math]

Plastik moment kapağı [mathin] F_{yp} Z [mathin] yönetir, yani burkulma bu kısa uzunluk boyunca mukavemeti azaltmaz.

Eşdeğer kesme kapasitesi

[math] \phi V_{n} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b}} = \frac{(94.922\,kip\text{-}ft)}{(2.5725\,in)} = 442.78\,kip [math]

DCR = 150 kip / 442.78 kip = 0.339 < 1.0, TAMAM MI

Adım 12: Uç plakanın kesme ve moment etkileşimi (AISC Manuel Denklem. 10-5)

Uç plaka aynı anda aynı bölümde kesme ve eğilmeyi taşır, yani ikisinin birlikte kontrol edilmesi gerekiyor. Kılavuz, kesme akma mukavemeti ile eğilme mukavemeti arasında dairesel bir etkileşim kullanır.

Plakadaki moment, reaksiyon çarpı çaprazlanmamış uzunluktur, ile [mathin] V_{r} = 150\,kip [mathin] ve [mathin] L_{b} = 2.5725\,in [mathin]:

[math] M_{r} = V_{r}\, L_{b} = (150\,kip) \times (2.5725\,in) = 32.156\,kip\text{-}ft [math]

İle [mathin] \phi V_{n} = 202.5\,kip [mathin] Adımdaki kesme akmasından 10 ve [mathin] \phi M_{n} = 94.922\,kip\text{-}ft [mathin] Adımdan 11:

[math] I_{nt} = \left( \frac{V_{r}}{\phi V_{n}} \right)^{2} + \left( \frac{M_{r}}{\phi M_{n}} \right)^{2} [math]

[math] I_{nt} = \left( \frac{(150\,kip)}{(202.5\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(32.156\,kip\text{-}ft)}{(94.922\,kip\text{-}ft)} \right)^{2} = 0.66346 [math]

DCR = 0.66346 / 1.0 = 0.663 < 1.0, TAMAM MI

Kısa kaldıraç kolu anı küçük tutar, yani etkileşimin çoğu kesmeden geliyor.

Kesme uç plakası bağlantı tasarımı kontrollerinin özeti

Bağlantı her kontrolü geçiyor. Kiriş tarafındaki kaynak şu şekilde yönetilir: 0.995, çünkü 0.355 kiriş ağındaki kullanılabilir kaynak boyutunu yaklaşık olarak sınırlar 0.233 içinde. Uç plakanın blok kesmesi bir sonraki aşamadadır 0.920, daha sonra uç plakanın kayma kopması 0.865. Plaka bükülmesi kritik olmaktan uzaktır 0.339, bu bir kesme uç plakası için tipiktir: cıvatalar ağa yakın durur, yani kaldıraç kolu kısa.

Bir kontrol başarısız olursa ne değiştirilmelidir?

• Kiriş tarafında kaynak yapın: daha uzun bir kaynak yardımcı olur, bu yüzden daha derin bir uç plakası kullanın, kirişin T boyutuna kadar. Daha büyük bir dolgu, kiriş web taban metal limiti geçerli olduğunda hiçbir şey eklemez. Daha kalın ağlı bir kiriş bu sınırı yükseltir.
• Kiriş web kesme: daha kalın veya daha derin ağlı bir kiriş seçin. Uç plakası bu kontrole yardımcı olamaz.
• Cıvata kesme veya etkin mukavemet: bir cıvata sırası ekleyin veya daha büyük bir cıvata kullanın. A325-X (konular hariç) veya A490 cıvatalar kesme gerilimini artırır.
• Uç plakada yırtılma: dikey kenar mesafesini artırın, veya daha kalın bir plaka kullanın.
• Blok kesme, uç plakanın kesme akması veya kesme kopması: daha kalın veya daha derin bir plaka kullanın. Daha uzun bir yatay kenar mesafesi aynı zamanda blok kesme gerilimi alanına da katkıda bulunur.
• Plaka bükülmesi veya etkileşimi: L_b'nin daha kısa olması için ölçüyü azaltın, veya daha kalın bir plaka kullanın. Plakayı esnek kalacak kadar ince tutun, çünkü sert uç plaka bir moment bağlantısı gibi davranmaya başlar.
• Destekteki ölçü veya kenar mesafesi: mastarı sütun flanş genişliği dahilinde ayarlayın. Mastarın plaka tarafındaki kiriş ağını ve kaynaklarını temizlemesi ve destek tarafındaki kolon flanşına uyması gerekir..

Sıkça Sorulan Sorular

Kesme uç plakası ile moment uç plakası arasındaki fark nedir??

Sadece kiriş ağına bir kesme uç plakası kaynaklanmıştır, ince (5/16 burada), ve kiriş ucunun dönebilmesi için esneyecek şekilde tasarlanmıştır. Bir an son plaka, gömme veya uzatılmış, ayrıca kiriş flanşlarına da kaynak yapılır, çok daha kalın, ve kirişin uç momentine direnmek için cıvatalarını gergin olarak kullanır. Bu örnek yalnızca dikey kesmeyi taşır, yani basit bir bağlantı.

Bu örnekte neden cıvata grubu eksantrikliği yok??

Cıvatalar sütunun yüzüne oturur, reaksiyonun iletildiği hatta, ve iki cıvata kolonu kiriş ağının her iki tarafına simetrik olarak yerleştirilir. Yani cıvata grubu saf kesme kuvveti taşır ve her cıvata aynı payı alır. Cıvata grubunun gücü basitçe bir cıvatanın on cıvatanın çarpımının kuvvetidir..

Kiriş ağı neden, son plaka değil, kaynağı sınırlamak?

AISC Manuel Denklem. 9-2 kaynak boyutunu yanındaki ana metalin taşıyabileceği miktarla sınırlar. Kiriş ağının her iki yüzünde de köşe kaynağı vardır, böylece her kaynak yalnızca yarısı kadar desteklenir 0.355 internette. Her kaynak hattı tam 5/16 arkasındaki uç plakada. Web daha küçük değeri verir, 3.7338 on altıncılar, veya hakkında 0.233 içinde, hangisi daha azdır 1/4 belirtilen kaynakta.

Uç plakanın neden kısa yarıklı delikleri var??

Uç plakadaki yatay kısa yuvalar montajcıya kiriş boyunca bir miktar montaj toleransı sağlar, bu, kolon veya kiriş uzunluğunun biraz farklı olması durumunda yardımcı olur. Çünkü yuvalar yatay ve yük dikeydir, rulman ve yırtma işlemlerinde yuva boyunca standart delik boyutunu kullanın. Yuva uzunluğu yalnızca blok kesme gerilimi alanında ve 1/8 Tablo J3.5'ten kenar mesafesi artışında.

Kesme uç plakası ne kadar kalın olmalıdır??

Dönebilecek kadar ince. AISC Kılavuz Parçası 10 bu tür basit bağlantılarda uç plakaları sınırlar 1/4 içinde 3/8 kalın, bir ölçü ile 3 1/2 içinde 5 1/2 içinde, böylece kiriş ucu döndükçe plaka bükülebilir. Daha kalın bir plaka veya daha dar bir ölçü, bağlantıyı daha sert hale getirir ve kolona moment çekmeye başlar. Bu örnekte bir 5/16 bir tabakta 5 1/2 ölçü olarak.

Hangi kontrol genellikle kesme uç plakası bağlantısını yönetir??

İnce ağlı bir kiriş üzerinde, kiriş ağına yapılan kaynak genellikle yönetir, çünkü ağ ana metali kaynak boyutunu sınırlar ve kaynak uzunluğu kirişin T boyutuyla sınırlandırılır. Daha kalın bir ağ üzerinde uç plakanın kendisi, blok kesme veya kesme kopması yoluyla, genellikle devralır. Bu örnekte kaynak şu şekilde yönetilmektedir: 0.995, sonraki uç plakasının blok kesmesi ile 0.920.

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. Kesme uç plakası bağlantısı için sınır durumları her ikisinde de aynıdır, ancak madde ve sayfa referansları hareket ediyor, bu nedenle bunları projenizin kullandığı sürümle karşılaştırın.

LRFD yerine AISC ASD için bu nasıl değişir??

Sınır durumları ve nominal güçler aynıdır. AISC ASD ile servis seviyesi reaksiyonunu, direnç faktörüyle çarpmak yerine, nominal mukavemetin güvenlik faktörüne bölünmesiyle karşılaştırırsınız. Bir direnç faktörü 0.75 bir güvenlik faktörü haline gelir 2.00, kesme akması 1.00 olur 1.50, ve esneklik 0.90 olur 1.67. Yük kombinasyonları da değişiyor, yani talep daha düşük.

Ücretsiz bir kesme uç plakası bağlantısı tasarlayın

Bu sayfadaki her sayı tek bir çözümden gelir. Uç plaka konfigürasyonunu seçin, ışınına gir, sütun, tabak, cıvatalar, kaynak ve reaksiyon, 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 ve kaynak hesaplayıcı cıvata grubunu ve kaynak kontrollerini kendi başlarına kapsar.

SATIN ALMA BAĞLANTISI TASARIM MODÜLÜ

Referanslar

• AISC 360-16, Kullanıcı iş akışını basitleştirmek ve hızlandırmak için UI İyileştirmeleri: B3.4, B4.3, F11.2 (Eşitlik. F11-2), J2.4 (Eşitlik. J2-4), J3.3, J3.4 (Tablo J3.4), J3.5 (Tablo J3.5), J3.6 (Eşitlik. J3-1) ve Yorum, J3.10 (Eşitlik. J3-6a, J3-6c), J4.2 (Eşitlik. J4-3, J4-4), J4.3 (Eşitlik. J4-5), J5.2(a).
• AISC Çelik Konstrüksiyon Kılavuzu, 15th Baskı: Bölüm 9, Eşitlik. 9-2 ve denklem. 9-15 (sayfa 9-9); Bölüm 10, kaynak uzunluğu uçlarda 2w'den az, ve denklem. 10-5 (sayfa 10-90).
• AISC kullanarak çelik bağlantıların tasarımı 360-16
• Cıvatalar ve kaynaklar SkyCiv Bağlantı Tasarımında