Tek Plakalı Kesme Bağlantısı Nasıl Tasarlanır

Tek plakalı kesme bağlantısı tasarlamak için (bir kesme sekmesi) AISC'ye 360, sen cıvataları kontrol et, Kiriş ucu reaksiyonuna karşı plaka ve kaynak. Bu cıvata kesme anlamına gelir, cıvata yatağı ve yırtılma, blok kesme, plaka kesme akması ve kopması, plaka bükülmesi, ve kaynak mukavemeti, artı bağlantıyı basit bir destek görevi görecek kadar esnek tutan detaylandırma ve süneklik sınırları.

Bu sayfa baştan sona gerçek bir örnek üzerinden çalışmaktadır.: W14x90 kolonunun flanşına çerçevelenen bir W18x35 kiriş, bir ile 50 kip LRFD reaksiyonu, üç 1 A490-N cıvatalarında ve 1/2 tabakta, AISC'ye göre tasarlandı 360-16 ve AISC Kılavuzu 15. Baskı. 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

Tek plakalı kesme bağlantısı nedir?

Tek plakalı kesme bağlantısı, destek elemanına atölyede kaynaklanmış ve desteklenen kirişin ağına sahada cıvatalanmış bir çelik plakadır.. Kirişin uç kesme kuvvetini aktarır, ve AISC kapsamında basit bir bağlantı olarak sınıflandırılır 360-16 B3.4, bu nedenle momente direnmek yerine döndürmek için ayrıntılıdır. Aynı zamanda kesme tırnağı veya kesme plakası olarak da adlandırılır.

Bu en yaygın olanıdır kesme bağlantısı ABD'deki çelik binalarda tek plakaya ihtiyaç duyulduğu için, bir kaynak ve bir sıra cıvata, ve kiriş montaj sırasında yan taraftan yerine döndürülebilir. Aynı işin alternatifleri çift ​​açılı bağlantı, NS tek açılı bağlantı ve kesme uç plaka bağlantısı. Bunu doğrudan şuradan kontrol edebilirsiniz: tek plaka bağlantı hesaplayıcısı.

Örnek bağlantının yüksekliği. Plaka kolon flanşına kaynaklanmış ve kiriş gövdesine cıvatalanmıştır., cıvata hattı ile 2 kaynaktan içeri.

Bölüm A-A. Plakanın yatay kısa oluklu delikleri vardır ve 5/16 her iki tarafta köşe kaynağında.

Tek plakalı kesme bağlantısını nasıl tasarlarsınız?? Bir bakışta adımlar

1. Kirişteki detay sınırlarını kontrol edin: cıvata aralığı, kenar mesafeleri, plaka derinliği.
2. Anlık dönme merkezi ile cıvata grubu kesme mukavemetini bulun.
3. Plaka sünekliğini kontrol edin: plaka cıvatalardan daha güçlü olmamalıdır.
4. Cıvata yatağını ve plakadaki yırtılmayı kontrol edin.
5. Kiriş ağındaki cıvata yatağını ve yırtılmayı kontrol edin.
6. Kesmeyi birleştir, Etkin grup gücü için cıvata başına yatak ve yırtılma.
7. Plakanın blok kesmesini kontrol edin.
8. Plakanın kesme akmasını ve kesme kopmasını kontrol edin.
9. Çift başlıklı kiriş prosedürünü kullanarak plakanın esnekliğini kontrol edin.
10. Kesme ve eğilme etkileşimini kontrol edin, akmak ve kopmak için.
11. Destekteki detaylandırma sınırını kontrol edin.
12. Plakayı geliştirmek için kaynağı boyutlandırın.
13. Kolon flanşının kaynak mukavemetini kontrol edin.

Bu örnek için tasarım girdileri

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

 

 

Adım 1: Kiriş tarafındaki limitlerin detaylandırılması (AISC 360-16 J3.3, J3.4)

Herhangi bir güç kontrolünden önce, Cıvata düzeni oluşturulabilir olmalı ve mukavemet denklemlerinin ardındaki varsayımlarla eşleşmelidir.. Çok yakın cıvatalar delikler arasında yırtılır, çok yakın kenarlar yırtılıyor, ve çok kısa veya çok derin bir plaka bağlantının dönüş şeklini değiştirir.

Minimum cıvata aralığı [mathin] 2\tfrac{2}{3} d_{b} [mathin] J3.3'ten. Minimum kenar mesafesi 1 cıvatada 1 1/4 Tablo J3.4'ten. Plaka üzerinde, yatay kenar kısa yuva boyunca ölçülür, böylece Tablo J3.5 artışı onu yükseltir 1.375 içinde. Plaka derinliği kirişin T boyutunun en az yarısı kadar olmalıdır, böylece bağlantı kiriş ucunu destekleyecek kadar sert olur, ve aynı zamanda kiriş ağının içine de sığmalıdır.

[math] s_{min} = 2\tfrac{2}{3}\, d_{b} = 2.667 \times (1\,in) = 2.667\,in [math]

Minimum limit için oran, limitin gerçek değere oranıdır, ve maksimum olarak gerçek limit aşımıdır. Yönetim sırası plakanın yatay kenar mesafesidir:

[math] DCR = \frac{1.375\,in}{1.5\,in} = 0.917 [math]

DCR = 0.917 < 1.0, TAMAM MI

Adım 2: Anlık dönme merkezine göre cıvata grubu kesme mukavemeti (AISC 360-16 J3.6)

Kiriş reaksiyonu cıvata hattından uzakta hareket eder, böylece cıvatalar kesme kuvvetinin yanı sıra küçük bir moment de taşırlar. Anlık dönme merkezi (ICOR) yöntem, cıvata grubunun döndüğü noktayı bulur ve bunu bir C katsayısına dönüştürür, kaç tane cıvata var’ Grubun gerçekte sağladığı kesme mukavemeti.

Tasarımın tuhaflığı

Cıvata hattı 2 kaynaktan içeri, ancak cıvata grubu eksantriklik için tasarlanmıştır 1 içinde, çünkü AISC Manuel Tablosu 10-9 geleneksel tek plakalı bağlantı için tasarım eksantrikliğini ayarlar, ve bu cıvata sayısı ve delik tipi için kaynak-cıvata mesafesinin yarısı kadardır:

[math] e = \frac{a}{2} = \frac{2\,in}{2} = 1\,in [math]

Bir cıvatanın gücü

[math] \phi r_{v} = \phi\, F_{nv}\, \frac{\pi}{4} d_{b}^{2}\, N_{s}\, h_{f} [math]

[math] \phi r_{v} = (0.75) \times (68\,ksi) \times \frac{\pi}{4} (1\,in)^{2} \times (1) \times (1) = 40.055\,kip [math]

Buraya [mathin] h_{f} = 1 [mathin] çünkü dolgu maddesi yok (AISC 360-16 J5.2(a)):

[math] h_{f} = 1 – 0.4 \left( t – 0.25\,in \right) = 1 – 0.4 \left( 0\,in – 0.25\,in \right) \le 1 \;\Rightarrow\; h_{f} = 1 [math]

Anlık merkezi bulma

cıvata 1 satırın en altında, aşağıdaki koordinatlarla. IC yinelemeyle bulunur, AISC Manuel Denklemin yük-deformasyon eğrisini kullanarak (7-1) sayfalarda 7-6 -e 7-8. NS ICOR kullanarak cıvata grubu hesaplaması bu yinelemeyi tam olarak yürütür.

Yineleme IC ile birleşir:

[math] x_{ic} = -5.7728\,in, \qquad y_{ic} = 3\,in [math]

Bu konumdaki cıvata reaksiyonları:

Bu, tasarımın geri kalanında kullanılan iki katsayıyı verir:

[math] C = 2.71 \qquad C’ = 5.889\,in [math]

C = 2.71 üç cıvata için şu anlama gelir: 1 eksantrikliğin gruba maliyeti 10% eşmerkezli kuvvetinden. C’ tek başına anın katsayısıdır, Adımda süneklik kontrolü 3 kullanır.

Cıvata grubu gücü

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times (68\,ksi) \times \frac{\pi}{4} (1\,in)^{2} \times (1) \times (2.71) \times (1) [math]

[math] \phi R_{n} = 108.55\,kip [math]

DCR = 50 kip / 108.55 kip = 0.461 < 1.0, TAMAM MI

Adım 3: Plaka sünekliği, maksimum plaka kalınlığı (AISC Manuel Denklem. 10-3, 10-4)

Kiriş saptıkça kesme tırnağının dönmesi gerekir. Plaka bükülmede cıvataların kesmede olduğundan daha güçlüyse, plaka akmadan önce cıvatalar kırılıyor, bu ani bir durum, kırılgan başarısızlık. Plaka kalınlığının sınırlandırılması, plakanın ilk önce akmasını sağlar.

İlk, cıvata grubunun moment kuvveti, C kullanarak’ Adımdan 2:

[math] M_{max} = \frac{F_{nv}}{0.90}\, \frac{\pi}{4} d_{b}^{2}\, C’ [math]

[math] M_{max} = \frac{68\,ksi}{0.90} \times \frac{\pi}{4} (1\,in)^{2} \times (5.889\,in) = 29.122\,kip\text{-}ft [math]

Daha sonra plastik momenti aşmayan en kalın plaka:

[math] t_{max} = \frac{6\, M_{max}}{F_{yp}\, d_{p}^{2}} [math]

[math] t_{max} = \frac{6 \times (29.122\,kip\text{-}ft)}{(50\,ksi) \times (9\,in)^{2}} = 0.51772\,in [math]

DCR = 0.5 içinde / 0.51772 içinde = 0.966 < 1.0, TAMAM MI

Şurada: 0.966 bu bağlantıdaki en sıkı güç kontrolüdür. Bir 5/8 plakada başarısız olur, daha kalın bir plaka görünse de “Daha güçlü”.

Adım 4: Tek plaka üzerinde cıvata yatağı ve yırtılma (AISC 360-16 J3.10)

Her cıvata plakadaki deliğin kenarını aşağı doğru iter. Plaka ya delikte deforme olur (rulman, sınırlı 2.4 d t Fu) veya bir şeridi bir sonraki deliğe veya alt kenara doğru yırtın (yırtma, 1.2 lc t Fu). Alt cıvata en kısa net mesafeye sahiptir, yani zayıf olan bu.

Kenar cıvatası için net mesafe, ile [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin], eleman uzunluğu boyunca delik boyutu:

[math] l_{c1} = L_{ev,pl} – \frac{d_{h}}{2} = 1.5\,in – \frac{1.125\,in}{2} = 0.9375\,in [math]

İç cıvatalar arasındaki mesafeyi temizleyin:

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

Grubun taşıma ve yırtılma mukavemeti, C ile ölçeklendirilmiş / n eksantriklik için:

[math] \phi R_{n} = \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] \frac{C}{n_{r}} [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \left[ \min\left(1.125,\, 2.4\right)(0.5)(65) + \min\left(2.25,\, 2.4\right)(0.5)(65)(3 – 1) \right] \times \frac{2.71}{3} [math]

[math] \phi R_{n} = 123.86\,kip [math]

DCR = 50 kip / 123.86 kip = 0.404 < 1.0, TAMAM MI

Adım 5: Kiriş ağındaki cıvata yatağı ve yırtılma (AISC 360-16 J3.10)

Aynı kontrol kiriş ağı için de geçerlidir. Kiriş başa çıkmamıştır ve alt flanşı cıvataların çok altındadır, yani yırtılacak bir kenar yok, ve her cıvata bir iç cıvata gibi dayanır.

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

[math] \phi R_{n} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{wb} F_{ub}\, C [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times 1.875\,in,\, 2.4 \times 1\,in\right) \times (0.3\,in) \times (65\,ksi) \times (2.71) [math]

[math] \phi R_{n} = 89.176\,kip [math]

DCR = 50 kip / 89.176 kip = 0.561 < 1.0, TAMAM MI

Kiriş ağı ve plaka aynı çekme mukavemetine sahiptir (65 ksi), fakat 0.3 web'de olduğundan daha incedir 1/2 tabakta, yani web ikisinden daha düşük kapasiteye sahip.

Adım 6: 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 sağlar, ve grup gücü cıvata başına değerlerin toplamıdır.

Cıvata başına yatak ve yırtılma mukavemetleri, plaka kenar cıvatası için, bir plaka iç cıvatası ve kiriş ağı:

[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(1.125\,in,\, 2.4\,in\right) \times (0.5\,in) \times (65\,ksi) = 27.422\,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(2.25\,in,\, 2.4\,in\right) \times (0.5\,in) \times (65\,ksi) = 54.844\,kip [math]

[math] \phi r_{n2} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{wb} F_{ub} = (0.75) \times \min\left(2.25\,in,\, 2.4\,in\right) \times (0.3\,in) \times (65\,ksi) = 32.906\,kip [math]

Cıvatalar burada çizginin üst kısmından itibaren numaralandırılmıştır, yani cıvata 3 plakanın üzerindeki kenar cıvatası:

[math] \sum \phi r_{eff} = n_{1}\, \phi r_{eff,1} + n_{2}\, \phi r_{eff,2} = (2) \times (32.906\,kip) + (1) \times (27.422\,kip) = 93.234\,kip [math]

[math] \phi R_{n,eff} = \frac{C}{n_{r}} \sum \phi r_{eff} = \frac{2.71}{3} \times (93.234\,kip) = 84.222\,kip [math]

DCR = 50 kip / 84.222 kip = 0.594 < 1.0, TAMAM MI

Üç cıvatanın hiçbiri AISC cıvata kesme kuvveti ile sınırlı değildir. Kiriş ağındaki yatak ve plakanın alt kısmındaki yırtılma, Cıvataların yüksek mukavemetli ve katların ince olması durumunda bu durum tipiktir. Aynı bağlantıyı şurada da çalıştırabilirsiniz: ücretsiz bağlantı tasarımı hesaplayıcısı ve hangi cıvatanın hareket ettiğini görmek için cıvata derecesini veya plaka kenar mesafesini değiştirin.

Adım 7: Tek plakanın blok kesmesi (AISC 360-16 J4.3)

Plakanın bir bloğu cıvata hattı boyunca yırtılabilir: delik hattını ve kısa bacak boyunca plakanın serbest kenarına kadar olan gerilimi kesin. Bir cıvata sütunu ile bu L şeklinde bir bloktur.

Net gerilim alanı eleman uzunluğu boyunca delik boyutunu kullanır, [mathin] d_{h} = 1.3125\,in [mathin], çünkü yuvalar yatay olarak çalışır. Her delik eklenir 1/16 Delme sırasında hasar için (B4.3):

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

[math] A_{nt} = (0.5\,in) \times \left[ (0)(0\,in) + 1.5\,in – (0.5)(1.3125\,in + 0.0625\,in) \right] = 0.40625\,in^{2} [math]

Brüt ve net kesme alanları, ile [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin] üye uzunluğu boyunca:

[math] A_{gv} = t_{p} \left[ L_{ev,pl} + (n_{r}-1)\, s_{r} \right] = (0.5\,in) \times \left[ 1.5\,in + (2)(3\,in) \right] = 3.75\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = t_{p} \left[ d_{p} – L_{ev,pl} – (n_{r} – 0.5)\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.5\,in) \times \left[ 9\,in – 1.5\,in – (2.5)(1.1875\,in) \right] = 2.2656\,in^{2} [math]

Blok kesme mukavemeti, ile [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 2.2656 + 1 \times 65 \times 0.40625 \right) \le (0.75) \left( 0.6 \times 50 \times 3.75 + 1 \times 65 \times 0.40625 \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 86.074\,kip [math]

DCR = 50 kip / 86.074 kip = 0.581 < 1.0, TAMAM MI

Adım 8: Tek plakanın kesme akması ve kesme kopması (AISC 360-16 J4.2)

Reaksiyonun tamamı plakadan dikey kayma olarak geçer. Brüt kesit akmamalı, ve cıvata deliklerinden geçen net kısım kopmamalıdır.

Kesme akması (Eşitlik. J4-3)

[math] A_{gv} = d_{p}\, t_{p} = (9\,in) \times (0.5\,in) = 4.5\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{yp} A_{gv} = (1.00) \times 0.6 \times (50\,ksi) \times (4.5\,in^{2}) = 135\,kip [math]

Kesme yırtılması (Eşitlik. J4-4)

[math] A_{nv} = t_{p} \left[ d_{p} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.5\,in) \times \left[ 9\,in – 3 \times (1.1875\,in) \right] = 2.7188\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{up} A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (65\,ksi) \times (2.7188\,in^{2}) = 79.523\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( 135\,kip,\, 79.523\,kip \right) = 79.523\,kip [math]

DCR = 50 kip / 79.523 kip = 0.629 < 1.0, TAMAM MI

Adım 9: Çift başlıklı kiriş prosedürünü kullanarak plaka bükülmesi (AISC 360-16 F11.2)

Reaksiyon eylemleri 2 kaynaktan içeri, yani plaka bükülmede kısa bir konsoldur. derin bir, ince plaka akmadan önce yanlara doğru bükülebilir. AISC Kılavuzu bunu, her iki flanşta da başa çıkan bir kiriş için prosedürle ele alır., flanşları kesilerek plakayı bir kiriş ağı gibi işlemek. Desteklenmemiş uzunluk, kaynak-cıvata mesafesidir, [mathin] L_{b} = 2\,in [mathin].

Eğilme akması ve yanal burulmalı burkulma

İlk, Plakanın Denklem'in olduğu aralıkta olduğunu doğrulayın. F11-2 geçerlidir:

[math] \frac{L_{b} d}{t^{2}} = \frac{(2\,in)(9\,in)}{(0.5\,in)^{2}} = 72 [math]

[math] \frac{0.08 E}{F_{y}} = \frac{0.08 \times 29000\,ksi}{50\,ksi} = 46.4 \lt 72 \le \frac{1.9 E}{F_{y}} = \frac{1.9 \times 29000\,ksi}{50\,ksi} = 1102 [math]

Plakanın kesit modülleri:

[math] Z = \frac{t_{p} d_{p}^{2}}{4} = \frac{(0.5\,in)(9\,in)^{2}}{4} = 10.125\,in^{3} \qquad S = \frac{t_{p} d_{p}^{2}}{6} = \frac{(0.5\,in)(9\,in)^{2}}{6} = 6.75\,in^{3} [math]

Yanal burulmalı burkulma modifikasyon faktörü, AISC Manuel Denklem. (9-15), başa çıkamadan ([mathin] d_{ct} = 0 [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\,in}{9\,in} \right) \right] \times \left( 1 – \frac{0\,in}{9\,in} \right) \ge 1.84 \;\Rightarrow\; C_{b} = 1.84 [math]

[math] \phi M_{n} = \phi\, 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 \phi\, F_{yp} Z [math]

[math] \phi M_{n} = (0.9)(1.84) \left[ 1.52 – 0.274 \times (72) \times \frac{50\,ksi}{29000\,ksi} \right] (50\,ksi)(6.75\,in^{3}) \le (0.9)(50\,ksi)(10.125\,in^{3}) [math]

[math] \phi M_{n} = 37.969\,kip\text{-}ft \;(455.6\,kip\text{-}in) [math]

Plastik moment kapağı geçerlidir, böylece plaka bu derinlik ve kalınlıkta bükülmeye eğilimli olmaz. Cıvata hattında eşdeğer kesme kuvveti olarak:

[math] \phi V_{n,y} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b}} = \frac{455.6\,kip\text{-}in}{2\,in} = 227.81\,kip [math]

Ağ bölümünde bükülme kopması

Deliklerden geçen net plastik kesit modülü, AISC Kılavuz Kısmından 15 Tablo 15-3:

[math] Z_{net} = \frac{t_{p} d_{p}^{2}}{4} – t_{p}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) s_{r} \left\lfloor \frac{n_{r}^{2}}{4} \right\rfloor – \left[ n_{r}\ \text{odd} \right] \frac{t_{p}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right)^{2}}{4} [math]

[math] Z_{net} = \frac{(0.5)(9)^{2}}{4} – (0.5)(1.1875)(3) \left\lfloor \frac{9}{4} \right\rfloor – (1) \frac{(0.5)(1.1875)^{2}}{4} = 6.3862\,in^{3} [math]

[math] \phi M_{n} = \phi\, F_{up} Z_{net} = (0.75) \times (65\,ksi) \times (6.3862\,in^{3}) = 25.944\,kip\text{-}ft \;(311.3\,kip\text{-}in) [math]

[math] \phi V_{n,r} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b}} = \frac{311.3\,kip\text{-}in}{2\,in} = 155.66\,kip [math]

[math] \phi V_{n} = \min\left( 227.81\,kip,\, 155.66\,kip \right) = 155.66\,kip [math]

DCR = 50 kip / 155.66 kip = 0.321 < 1.0, TAMAM MI

Adım 10: Tek plakanın kesme ve eğilme etkileşimi (AISC Kılavuz Parçası 10)

Plaka kesme ve eğilmeyi aynı anda aynı kesitte taşır, yani ikisinin birlikte kontrol edilmesi gerekiyor. Kılavuz döngüsel bir etkileşim kullanır, akma dayanımlarıyla bir kez ve kopma dayanımlarıyla bir kez yapılır.

Verim

[math] \left( \frac{V_{u}}{\phi V_{n,y}} \right)^{2} + \left( \frac{V_{u}}{\phi R_{n,sy}} \right)^{2} = \left( \frac{50\,kip}{227.81\,kip} \right)^{2} + \left( \frac{50\,kip}{135\,kip} \right)^{2} = 0.185 [math]

DCR = 0.185 < 1.0, TAMAM MI

yırtılma

[math] \left( \frac{V_{u}}{\phi V_{n,r}} \right)^{2} + \left( \frac{V_{u}}{\phi R_{n,sr}} \right)^{2} = \left( \frac{50\,kip}{155.66\,kip} \right)^{2} + \left( \frac{50\,kip}{79.523\,kip} \right)^{2} = 0.498 [math]

DCR = 0.498 < 1.0, TAMAM MI

Adım 11: Destek tarafında detaylandırma sınırı

Köşe kaynağı kolon flanşı ile kirişin ucu arasındaki boşluğa oturur, bu nedenle kaynak, kiriş açıklığından daha büyük olamaz veya kiriş sığmaz.

[math] DCR = \frac{W}{clr} = \frac{0.3125\,in}{0.5\,in} = 0.626 [math]

DCR = 0.626 < 1.0, TAMAM MI

Adım 12: Tek plakayı geliştirmek için kaynak gerekli (AISC Kılavuz Parçası 10)

Adımdaki süneklik kontrolü 3 önce plaka verimini sağlar. Bu yalnızca plaka arızalanmadan önce kaynak arızalanmazsa işe yarar. İki fileto kaynağı, her biri en azından 5/8 plaka kalınlığı, plakanın gücünü geliştirin.

[math] W_{min} = \frac{5}{8}\, t_{p} = \frac{5}{8} \times (0.5\,in) = 0.3125\,in [math]

DCR = 0.3125 içinde / 0.3125 içinde = 1.000, TAMAM MI

Tam olarak bir oran 1.000 burada normal. NS 5/16 kaynakta bu kuraldan seçildi, yükten değil.

Adım 13: Kolon flanşına köşe kaynak kapasitesi (AISC 360-16 J2.4)

Son, Kaynaklar reaksiyonun kendisini taşımalıdır. Güçleri büyüklüğüne bağlıdır, uzunluk ve yük yönü. Kaynağın her iki tarafındaki ana metal, burada plaka ve sütun flanşı, kaynak boyutunun ne kadarının önemli olduğunu da sınırlayabilir.

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

En büyük kaynak boyutu, bir inçin onaltıda biri kadar, daha ince bağlı parçanın destekleyebileceği. Plakanın her iki tarafı da kaynaklanmıştır, yani her kaynak için kalınlığının yarısı kullanılabilir:

[math] D_{max} = \frac{ \min\left( \frac{t_{p}}{2} F_{up},\; t_{fs} F_{us} \right) }{3.09\,kip/in \times \left( F_{EXX} / 70\,ksi \right)} = \frac{ \min\left( (0.25\,in)(65\,ksi),\; (0.71\,in)(65\,ksi) \right) }{(3.09\,kip/in)(1)} = 5.2589 [math]

Yani kadar 5.26/16 kaynak boyutu önemli. NS 5/16 kaynakta bunun altında, yani tam boyut kullanılıyor.

Etkili uzunluk

İki satır kaynak, her biri uçlarda 2W azaltıldı:

[math] L_{w} = 2 \left( d_{p} – 2W \right) = 2 \times \left[ 9\,in – 2 \times (0.3125\,in) \right] = 16.75\,in [math]

Kaynak gücü

Yük kaynaklara paralel ilerler, Bu yüzden [mathin] \theta = 0 [mathin] ve yönlü bir artış yok:

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times 0.6 \times (70\,ksi) \times \frac{\sqrt{2}}{2} \times (0.3125\,in) \times \left[ 1 + 0.5 \sin^{1.5}(0) \right] \times (16.75\,in) [math]

[math] \phi R_{n} = 116.59\,kip [math]

DCR = 50 kip / 116.59 kip = 0.429 < 1.0, TAMAM MI

Tasarım kontrollerinin özeti

Bağlantı her kontrolü geçiyor. İki oran yakınlarda duruyor 1.0, ve hiçbiri yükü kapasiteye göre ölçmüyor. Kaynak geliştirme kontrolü tam olarak 1.000 çünkü kaynak şu boyuttaydı: 5/8 kural, ve süneklik kontrolü 0.966 çünkü bir 1/2 Plaka, cıvatalar kırılmadan önce hala eğilen en kalın plakanın hemen altındadır. Yükü kapasiteyle karşılaştıran kontrollerden, plakanın yırtılması (0.629) en yüksek, Bunu yakından takip eden etkili cıvata grubu gücüdür (0.594), rulman ile ayarlanır 0.3 kiriş ağda ve plakanın alt kısmında yırtılma.

Bir kontrol başarısız olursa ne değiştirilmelidir?

• Cıvata grubu kesme veya etkin mukavemet: cıvata satırı ekle, bu C'yi yükseltir, veya daha büyük bir cıvata kullanın. Cıvata hattını kaynağa yaklaştırmak e'yi azaltır ve C'yi yükseltir.
• Süneklik (t_max): daha ince bir plaka kullanın, veya daha düşük mukavemetli bir plaka kalitesi. Daha kalın bir plaka bu kontrolü daha da kötüleştirir.
• Plaka üzerinde yırtılma: alt cıvatanın altındaki dikey kenar mesafesini artırın.
• Kiriş ağında rulman: bu web kalınlığına ve derecesine bağlıdır, bu yüzden bir cıvata sırası ekleyin veya daha ağır bir kiriş seçin.
• Blok kesme, kesme yırtılması veya bükülme kopması: başka bir cıvata sırası ile plakayı daha derin hale getirin, veya süneklik kontrolünde yer varsa daha kalın yapın.
• Plakayı geliştirmek için kaynak yapın: kaynağı arttırmak 5/8 plaka kalınlığı, hala kiriş açıklığına uyması şartıyla.

Sıkça Sorulan Sorular

Cıvata grubu neden 1 cıvatalar eksantriklikte 2 kaynaktan içeri?

AISC Manuel Tablosu 10-9 Cıvata sayısına ve delik tipine bağlı olarak geleneksel tek plakalı bağlantı için tasarım eksantrikliğini ayarlar. Bu üç cıvatalı bağlantı için kaynak hattı ile cıvata hattı arasındaki mesafenin yarısı kadardır, Bu yüzden 2 olur 1 içinde. Kaynak daha sonra yalnızca reaksiyon için tasarlanır. Bu kalibrasyon, gerçek kesme tırnakları üzerindeki testlerden elde edilmiştir., son anın çoğunu döndüren ve döken.

Geleneksel ve genişletilmiş tek plaka konfigürasyonları arasındaki fark nedir??

Geleneksel konfigürasyon tek bir dikey sırayı kapsar. 2 -e 12 Cıvata hattı ile cıvatalar en fazla 3 1/2 kaynaktan içeri, artı Parçadaki kenar mesafesi ve kalınlık sınırları 10 AISC Kılavuzunun. Bu sınırlar dahilinde, basitleştirilmiş Tablo 10-9 bu örnekteki yaklaşım geçerlidir. Onların dışında herhangi bir şey, kolon flanşını geçerek daha derin bir cıvata hattına ulaşan daha uzun bir plaka gibi, genişletilmiş konfigürasyondur ve plaka burkulmasını da içeren daha kapsamlı bir analize ihtiyaç duyar.

Plaka neden kısa oluklu delikler kullanıyor??

Plakadaki yatay kısa yuvalar kiriş ucunun dönmesine izin verir ve montajcıya bir miktar montaj toleransı sağlar, her ikisi de basit bir bağlantıya uygundur. Çünkü yuvalar dikey yüke dik olarak uzanır, yatak ve yırtılma kontrolleri yuva boyunca delik boyutunu kullanır. Plaka üzerindeki yatay kenar mesafesi Tablo J3.5'ten küçük bir artış almaktadır., bu yüzden limiti 1.375 yerine 1.25 içinde.

Köşe kaynağının boyutu neden 5/8 plaka kalınlığı?

Tasarım, herhangi bir kırılganlık meydana gelmeden önce plakanın esnemesine dayanır. İki fileto kaynağı, her biri 5/8 plaka kalınlığı, plakayı geliştirecek kadar güçlü, dolayısıyla plaka aksa bile kaynak zayıf halka olamaz. için 1/2 veren plakada 5/16 kaynakta, işte bu yüzden çek tam olarak şu saatte geliyor 1.0.

Hangi kontrol genellikle bir kesme sekmesini yönetir??

Yüksek mukavemetli cıvatalara sahip tipik bir kesme tırnağı için, Daha ince kattaki dayanma veya yırtılma ve plaka kalınlığındaki süneklik sınırı, cıvata kesmesinden ziyade geçerli olma eğilimindedir. Bu örnekte en yüksek yük oranı plaka kesme kopmasıdır. 0.629, etkin cıvata grubu mukavemeti ile birlikte 0.594, kiriş ağında yataklanarak kontrol edilir. Süneklik kontrolü 0.966.

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. Tek plakalı kesme 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, ve kesme akması 1.00 olur 1.50. Yük kombinasyonları da değişiyor, yani talep daha düşük.

Bu tasarımda sütun kontrol edildi mi??

Kolon flanşı, Adımdaki kaynak esaslı metal kontrolünden girer. 13, kalınlığının ve çekme dayanımının kullanılabilir kaynak boyutunu sınırladığı durumlarda. Bu örnekte plaka, değil 0.71 sütun flanşında, sınırlayan kontroller. Kolon gövdesi ve flanş yerel sınır durumları bu tek plaka kontrolünün parçası değildir.

Ücretsiz olarak tek plakalı kesme bağlantısı tasarlayın

Bu sayfadaki her sayı tek bir çözümden gelir. Tek plaka konfigürasyonunu seçin, ışınına gir, destek, cıvatalar 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 7, sayfalar 7-6 -e 7-8 (Eşitlik. 7-1); Bölüm 9, Eşitlik. 9-2, 9-4 ve 9-15; Bölüm 10, Eşitlik. 10-3 ve 10-4, Tablo 10-9 ve sayfa 10-87; Bölüm 15, Tablo 15-3.
• ICOR kullanarak cıvata grubu hesaplaması
• AISC kullanarak çelik bağlantıların tasarımı 360-16
• Cıvatalar ve kaynaklar SkyCiv Bağlantı Tasarımında