单角度连接设计

符合 AISC 的单角度连接设计 360 意味着检查一个角度, 两个螺栓组和梁端抵抗梁反作用力. 在梁侧检查螺栓剪力, 角钢和梁腹板上的承载和撕裂, 块剪, 角的剪切屈服和破裂, 和角度弯曲. 如果横梁被应对, 您还检查了应对腹板的块剪切, 剪切和弯曲. 在支撑侧，对用螺栓固定在大梁上的支腿重复进行螺栓和角度检查, 其中螺栓组必须承受反应的偏心率. 详细说明间距限制, 螺栓的剪切强度, 量具, 应对深度和连接深度始终适用.

此页面从头到尾都是一个真实的例子: W12x14 横梁, 应对顶部法兰, 将 W18x35 梁的腹板框架成 20 kip LRFD反应, 通过一个 L4x3x3/8 角，有两排 3/4 每条腿上的 A325-N 螺栓. 设计符合AISC 360-16 和 AISC 手册第 15 版. 每个方程都用它的数字写出来, 与 AISC 计算表的顺序相同 SkyCiv连接设计 模块为此连接生成.

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什么是单角连接?

单角钢连接是指梁腹板一侧有一个角钢, 一只腿用螺栓固定 (或焊接) 固定在腹板上，另一条腿用螺栓固定在支撑构件上. 它传递梁端剪力，并在 AISC 下被归类为简单连接 360-16 B3.4, 所以角度是为了弯曲而不是抵抗力矩.

它是一个 剪力连接 用于较轻的反应, 并且只能到达梁腹板的一侧, 例如在另一个构件旁边构成梁腹板的梁. 因为只有一个角度, 梁侧螺栓处于单剪状态，载荷到达梁腹板一侧的支撑, 所以支撑螺栓必须承受偏心. 同一工作的其他选项是 双角连接, 的 单板 (剪切板) 联系 和剪切力 端板连接. 您可以直接在以下位置查看此示例 单角连接计算器.

示例连接的标高. 横梁已应对 2 7/8 在长和 1 在顶部深处以清除梁翼缘, 与一个 1/2 梁端与梁腹之间的间隙.

A-A部分. 长腿用螺栓固定在梁腹板上, 和 3 突出的腿用螺栓固定在梁网上.

如何设计单角连接? 步骤一览

1. 检查梁侧的细节限制: 间距, 边缘距离, 深度, 量具, 应付.
2. 检查单剪梁侧螺栓组.
3. 检查梁侧角度的螺栓轴承和撕裂情况.
4. 检查梁腹板上的螺栓轴承和撕裂情况.
5. 联合剪, 梁侧每个螺栓的承载和撕裂.
6. 检查梁侧角度的块剪.
7. 检查梁侧角的剪切屈服和剪切断裂.
8. 使用双端程序检查梁侧的角度弯曲.
9. 检查梁侧角度的剪力和力矩相互作用.
10. 检查顶部梁腹板的块剪力.
11. 检查内顶梁的剪切屈服和剪切断裂.
12. 检查内顶梁的弯曲度.
13. 检查支撑侧的详细限制.
14. 用 ICOR 检查支撑侧螺栓组的偏心率.
15. 检查支撑侧角度上的螺栓轴承和撕裂情况.
16. 检查梁腹上的螺栓轴承.
17. 联合剪, 支撑侧每个螺栓的轴承和撕裂.
18. 检查支撑侧角度的块剪力.
19. 检查支撑侧角的剪切屈服和剪切断裂.
20. 使用双牙程序检查支撑侧的角度弯曲.
21. 检查支撑侧角度的剪力和力矩相互作用.

本示例的设计输入

设计代码为AISC 360-16 LRFD. 截面属性来自 AISC 手册.

 

 

步 1: 梁侧的详细限制 (AISC 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

在进行任何力量检查之前, 螺栓布局必须是可构建的并且符合强度方程背后的假设. 螺栓距离太近导致孔之间撕裂, 太靠近的边缘会被撕裂, 太短或太深的角度会改变连接的旋转方式. 上顶部必须足够深以清除梁翼缘.

为一个 3/4 螺栓中的最小间距为 [mathin] 2\tfrac{2}{3} d_{b} = 2\,in [mathin] (J3.3) 最小边距为 1 在 (表J3.4). 梁侧腿上有水平短槽孔, 角度上的水平边缘距离是在槽末端测量的, 因此表 J3.5 的增量为 1/8 在一个短时隙中将其最小值提高到 1.125 在. 梁腹板上的水平边距是标距减去间隙, [mathin] 2.5\,in – 0.5\,in = 2\,in [mathin]. 该角度必须至少为梁 T 尺寸的一半, 所以它的硬度足以支撑梁端, 并且不超过梁网所能承受的深度. 梁侧腿上的螺栓量规必须留出空间以进入并拧紧螺栓.

对于最小限制，该比率是实际值的限制, 对于最大值来说，它实际上超出了限制. 控制行是最小连接深度, 一半 10 3/8 T 尺寸为 W12x14:

[math] DCR = \frac{d}{c} = \frac{(5.1875)}{(6)} = 0.86458 [math]

DCR = 0.865 < 1.0, 行

步 2: 梁侧螺栓群剪力 (AISC 360-16 J3.6)

每个梁侧螺栓仅穿过角钢和梁腹板, 所以它有一个剪切面. 两个螺栓必须承受它们之间的全部反作用力.

螺栓组系数

梁侧螺栓线为 2.5 从斜跟处, 但这里忽略了偏心率. AISC 手册页 10-116 允许单排垂直螺栓的偏心率不超过 3 在, 所以螺栓组系数就是螺栓的数量:

[math] C = 2 [math]

螺栓组强度

在哪里 [mathin] \phi = 0.75 [mathin], [mathin] d_{b} = 0.75\,in [mathin], [mathin] F_{nv} = 54\,ksi [mathin] 适用于包含螺纹的 A325-N 螺栓, [mathin] N_{s} = 1 [mathin] 和 [mathin] h_{f} = 1 [mathin] 因为没有填充物 (J5.2(一个)):

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{nv}\, \frac{\pi}{4} \left( d_{b} \right)^{2} N_{s}\, C\, 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 (2) \times (1) [math]

[math] \phi R_{n} = 35.785\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 35.785 基普= 0.559 < 1.0, 行

步 3: 梁侧单角螺栓承载和撕裂 (AISC 360-16 J3.10)

每个梁侧螺栓都会推动角钢中孔的边缘. 角度要么在孔处变形 (轴承, 上限为 2.4 螺栓的剪切强度) 或将条带撕到下一个孔或其下边缘 (撕掉, 1.2 螺栓的剪切强度). 横梁将螺栓向下推到角度上, 所以底部螺栓, 最接近角度的下边缘, 是弱者.

孔是水平延伸的短槽，负载是垂直的, 因此载荷方向的孔尺寸为标准 [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin]. 边缘螺栓的净距, 与 [mathin] L_{ev,a} = 1.5\,in [mathin]:

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

螺栓之间的净距离, 与 [mathin] s_{r} = 3\,in [mathin]:

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

在哪里 [mathin] t_{a} = 0.375\,in [mathin], [mathin] F_{ua} = 58\,ksi [mathin], [mathin] C = 2 [mathin] 和 [mathin] n_{r} = 2 [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{a} F_{ua} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{a} F_{ua} \left( n_{r} – 1 \right) \right] \left( \frac{C}{n_{r}} \right) [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times (1.0938\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) + \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) \times \left( (2) – 1 \right) \right] \times \left( \frac{(2)}{(2)} \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 50.773\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 50.773 基普= 0.394 < 1.0, 行

撕裂控制边缘螺栓, 因为 1.2 lc1 小于 2.4 D b. 另一个螺栓受轴承限制.

步 4: 梁腹板上的螺栓承载和撕裂 (AISC 360-16 J3.10)

相同的检查适用于梁腹板. 此处，腹板向下移动以抵住由角钢固定的螺栓, 所以螺栓压在腹板孔的顶部, 边缘螺栓是顶部的, 3.575 在上腔切割边缘下方.

顶部螺栓的净距离, 与 [mathin] L_{ev,bm} = 3.575\,in [mathin] 和 [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin]:

[math] l_{c1} = L_{ev,bm} – \frac{d_{h}}{2} = (3.575\,in) – \frac{(0.8125\,in)}{2} = 3.1688\,in [math]

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

在哪里 [mathin] t_{wb} = 0.2\,in [mathin], [mathin] F_{ub} = 65\,ksi [mathin], [mathin] C = 2 [mathin] 和 [mathin] n_{r} = 2 [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{wb} F_{ub} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{wb} F_{ub} \left( n_{r} – 1 \right) \right] \left( \frac{C}{n_{r}} \right) [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times (3.1688\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.2\,in) \times (65\,ksi) + \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.2\,in) \times (65\,ksi) \times \left( (2) – 1 \right) \right] \times \left( \frac{(2)}{(2)} \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 35.1\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 35.1 基普= 0.570 < 1.0, 行

两个螺栓均由轴承盖住 2.4 D b, 因为上颚下方的长边距离使撕裂无法发挥作用. 的 0.2 在网络中比在网络中更薄 3/8 成角度, 所以它是梁侧较弱的层.

步 5: 梁侧螺栓组有效强度 (AISC 360-16 J3.6 评论)

螺栓剪, 轴承和撕裂并不是真正分开的检查. 每个螺栓在其穿过的每一层中都具有最小的剪切强度和承载或撕裂强度, 组强度是每个螺栓值的总和.

单个螺栓单剪强度:

[math] \phi r_{v} = \phi\, F_{nv}\, \frac{\pi}{4} \left( d_{b} \right)^{2} N_{s}\, h_{f} = (0.75) \times (54\,ksi) \times \frac{\pi}{4} \times \left( (0.75\,in) \right)^{2} \times (1) \times (1) = 17.892\,kip [math]

角钢上一颗螺栓的承载和撕裂, 用于边缘螺栓和内螺栓:

[math] \phi r_{n1e} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{a} F_{ua} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (1.0938\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) = 21.41\,kip [math]

[math] \phi r_{n1i} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{a} F_{ua} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) = 29.363\,kip [math]

梁腹板上一根螺栓的承载和撕裂, 用于边缘螺栓和内螺栓:

[math] \phi r_{n2e} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{wb} F_{ub} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (3.1688\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.2\,in) \times (65\,ksi) = 17.55\,kip [math]

[math] \phi r_{n2i} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{wb} F_{ub} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.2\,in) \times (65\,ksi) = 17.55\,kip [math]

螺栓从行顶部开始编号. 螺栓 1 是梁腹板上的边缘螺栓和角钢上的内部螺栓; 螺栓的剪切强度 2 是角上的边缘螺栓:

[math] \phi r_{eff,1} = \min\left( \phi r_{v},\, \phi r_{n1i},\, \phi r_{n2e} \right) = \min\left( (17.892\,kip),\, (29.363\,kip),\, (17.55\,kip) \right) = 17.55\,kip [math]

[math] \phi r_{eff,2} = \min\left( \phi r_{v},\, \phi r_{n1e},\, \phi r_{n2i} \right) = \min\left( (17.892\,kip),\, (21.41\,kip),\, (17.55\,kip) \right) = 17.55\,kip [math]

[math] \sum \phi r_{eff} = n_{1}\, \phi r_{eff,1} + n_{2}\, \phi r_{eff,2} = (1) \times (17.55\,kip) + (1) \times (17.55\,kip) = 35.1\,kip [math]

[math] \phi R_{n,eff} = \left( \frac{C}{n_{r}} \right) \sum \phi r_{eff} = \left( \frac{(2)}{(2)} \right) \times (35.1\,kip) = 35.1\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 35.1 基普= 0.570 < 1.0, 行

梁腹板上的轴承控制着两个螺栓, 虽然螺栓剪力只是 2% 更高. 您可以在以下位置运行相同的连接 免费连接设计计算器 并尝试第三排螺栓，看看比率如何变化.

步 6: 梁侧单角块剪 (AISC 360-16 J4.3)

角块可沿螺栓线撕下: 剪掉孔线, 加上角度自由边缘的张力. 带有一个螺栓柱，这是一个 L 形块.

受拉净面积. 张力面水平运行, 沿着插槽, 所以它使用槽长度 [mathin] d_{h} = 1\,in [mathin], 与 [mathin] t_{a} = 0.375\,in [mathin], [mathin] n_{c} = 1 [mathin], [mathin] s_{c} = 0\,in [mathin] 和 [mathin] L_{eh,a} = 1.5\,in [mathin]. 每个孔增加 1/16 冲压过程中的损坏 (B4.3):

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

[math] A_{nt} = (0.375\,in) \times \left[ ((1)-1) \times (0\,in) + (1.5\,in) – ((1) – 0.5) \times ((1\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 0.36328\,in^{2} [math]

剪切总面积和净面积. 剪切面垂直延伸, 穿过插槽, 所以它使用 [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin]:

[math] A_{gv} = t_{a} \left[ L_{ev,a} + (n_{r}-1)\, s_{r} \right] = (0.375\,in) \times \left[ (1.5\,in) + ((2)-1) \times (3\,in) \right] = 1.6875\,in^{2} [math]

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

[math] A_{nv} = (0.375\,in) \times \left[ (6\,in) – (1.5\,in) – ((2) – 0.5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 1.1953\,in^{2} [math]

块体剪切强度, 与 [mathin] U_{bs} = 1 [mathin] 为了均匀张力, [mathin] F_{ua} = 58\,ksi [mathin], [mathin] F_{ya} = 36\,ksi [mathin] 和 [mathin] \phi = 0.75 [mathin]:

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (58\,ksi) \times (1.1953\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (0.36328\,in^{2}) \le 0.6 \times (36\,ksi) \times (1.6875\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (0.36328\,in^{2}) \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 43.14\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 43.14 基普= 0.464 < 1.0, 行

方程的剪切屈服侧决定. A36 屈服拉伸比低, 因此总剪切面在净剪切面破裂之前屈服.

步 7: 梁侧单角钢的剪切屈服和剪切断裂 (AISC 360-16 J4.2)

全部反应作为垂直剪切通过角腿向下传递. 总截面不得产生, 穿过螺栓孔的净截面不得破裂.

剪切屈服 (情商. J4-3)

[math] A_{gv} = d_{a}\, t_{a} = (6\,in) \times (0.375\,in) = 2.25\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{ya} A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (36\,ksi) \times (2.25\,in^{2}) = 48.6\,kip [math]

剪切断裂 (情商. J4-4)

[math] A_{nv} = t_{a} \left[ d_{a} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.375\,in) \times \left[ (6\,in) – (2) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 1.5938\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{ua} A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (58\,ksi) \times (1.5938\,in^{2}) = 41.597\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( \phi R_{n,sy},\, \phi R_{n,sr} \right) = \min\left( (48.6\,kip),\, (41.597\,kip) \right) = 41.597\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 41.597 基普= 0.481 < 1.0, 行

步 8: 梁侧单角挠度, 双应对手术 (AISC 360-16 F11.2)

反作用力从梁侧螺栓线传递到角钢根部, 因此腿在弯曲时充当短悬臂板. 一个深, 细腿在屈服之前可能会侧向弯曲. AISC 手册通过在两个翼缘处处理梁的程序来处理此问题, 将腿部视为梁腹板，将凸缘切除. 无支撑长度为梁侧量规, [mathin] L_{b} = 2.5\,in [mathin]. 还通过螺栓孔检查支腿是否弯曲断裂.

范围检查

在哪里 [mathin] E = 29000\,ksi [mathin], [mathin] F_{ya} = 36\,ksi [mathin], [mathin] d_{a} = 6\,in [mathin] 和 [mathin] t_{a} = 0.375\,in [mathin]:

[math] \frac{L_{b} d}{t^{2}} = \frac{(2.5\,in) \times (6\,in)}{(0.375\,in)^{2}} = 106.67 [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]

所以 [mathin] \frac{0.08E}{F_{y}} \lt \frac{L_{b} d}{t^{2}} \le \frac{1.9E}{F_{y}} [mathin], 和情商. F11-2适用.

角腿截面模数

[math] Z = \frac{t_{a} \left( d_{a} \right)^{2}}{4} = \frac{(0.375\,in) \times ((6\,in))^{2}}{4} = 3.375\,in^{3} [math]

[math] S = \frac{t_{a} \left( d_{a} \right)^{2}}{6} = \frac{(0.375\,in) \times ((6\,in))^{2}}{6} = 2.25\,in^{3} [math]

横向扭转屈曲修正系数 (AISC 手动方程式. 9-15)

角度上没有应对, [mathin] d_{ct} = 0\,in [mathin]:

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

[math] C_{b} = \left[ 3 + \ln\left( \frac{(2.5\,in)}{(6\,in)} \right) \right] \times \left( 1 – \frac{(0\,in)}{(6\,in)} \right) \ge 1.84 [math]

[math] C_{b} = 2.1245 [math]

弯曲屈服强度和屈曲强度

和 [mathin] \phi = 0.9 [mathin]:

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

[math] \phi M_{n} = (0.9) \times \left[ (2.1245) \times \left[ 1.52 – 0.274 \times ((106.67)) \times \left( \frac{(36\,ksi)}{(29000\,ksi)} \right) \right] \times (36\,ksi) \times (2.25\,in^{3}) \le (36\,ksi) \times (3.375\,in^{3}) \right] [math]

[math] \phi M_{n} = 9.1125\,kip\text{-}ft \;(109.35\,kip\text{-}in) [math]

塑料力矩帽 [mathin] F_{ya} Z [mathin] 管辖, 所以腿在这个深度和厚度下不容易弯曲. 等效剪切承载力为:

[math] \phi V_{n,y} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b}} = \frac{(9.1125\,kip\text{-}ft)}{(2.5\,in)} = 43.74\,kip [math]

弯曲断裂 (AISC手册部分 15 桌子 15-3, 部分 9 情商. 9-4)

净塑性截面模量去除螺栓孔, 与 [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin] 和 [mathin] s_{r} = 3\,in [mathin]. 对于偶数行，最后一项为零:

[math] Z_{net} = \frac{t_{a} \left( d_{a} \right)^{2}}{4} – t_{a} \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_{a} \left( d_{h} + 0.0625\,in \right)^{2}}{4} [math]

[math] Z_{net} = \frac{(0.375\,in) \times ((6\,in))^{2}}{4} – (0.375\,in) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \times (3\,in) \times \left\lfloor \frac{(2)^{2}}{4} \right\rfloor – \left[ (2)\ \text{odd} \right] \times \frac{(0.375\,in) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in))^{2}}{4} = 2.3906\,in^{3} [math]

[math] \phi M_{n} = \phi\, F_{ua} Z_{net} = (0.75) \times (58\,ksi) \times (2.3906\,in^{3}) = 8.666\,kip\text{-}ft [math]

[math] \phi V_{n,r} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b}} = \frac{(8.666\,kip\text{-}ft)}{(2.5\,in)} = 41.597\,kip [math]

控制弯曲能力

[math] \phi V_{n} = \min\left( \phi V_{n,y},\, \phi V_{n,r} \right) = \min\left( (43.74\,kip),\, (41.597\,kip) \right) = 41.597\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 41.597 基普= 0.481 < 1.0, 行

弯曲断裂控制. 它恰好给出了相同的 41.597 kip 作为 Step 中的剪切断裂 7.

步 9: 梁侧单角剪力与力矩相互作用 (AISC 手动方程式. 10-5)

角腿在同一截面上同时承受剪力和弯曲力, 所以两者必须一起检查. 本手册使用剪切屈服强度和弯曲强度之间的循环相互作用.

角度处的力矩是反作用力乘以无支撑长度, 与 [mathin] V_{r} = 20\,kip [mathin] 和 [mathin] L_{b} = 2.5\,in [mathin]:

[math] M_{r} = V_{r}\, L_{b} = (20\,kip) \times (2.5\,in) = 4.1667\,kip\text{-}ft [math]

和 [mathin] \phi V_{n} = 48.6\,kip [mathin] 来自步骤中的剪切屈服 7 和 [mathin] \phi M_{n} = 9.1125\,kip\text{-}ft [mathin] 从步骤 8:

[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{(20\,kip)}{(48.6\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(4.1667\,kip\text{-}ft)}{(9.1125\,kip\text{-}ft)} \right)^{2} = 0.37843 [math]

DCR = 0.37843 / 1.0 = 0.378 < 1.0, 行

步 10: 顶部梁腹板的块剪 (AISC 360-16 J4.3)

顶部上盖移除了连接处梁的顶部法兰, 所以一块腹板可以沿着螺栓线撕开: 将孔线剪切到上模的切割边缘, 加上横梁端部的张力.

受拉净面积, 与 [mathin] t_{wb} = 0.2\,in [mathin], [mathin] L_{eh,bm} = 2\,in [mathin] 和标准孔 [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin]:

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

[math] A_{nt} = (0.2\,in) \times \left[ ((1)-1) \times (0\,in) + (2\,in) – ((1) – 0.5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 0.3125\,in^{2} [math]

剪切总面积, 从上边缘向下到底部螺栓, 与 [mathin] L_{ev,bm} = 3.575\,in [mathin]:

[math] A_{gv} = t_{wb} \left[ L_{ev,bm} + (n_{r}-1)\, s_{r} \right] = (0.2\,in) \times \left[ (3.575\,in) + ((2)-1) \times (3\,in) \right] = 1.315\,in^{2} [math]

剪切净面积. 报告写得有深度 [mathin] d_{coped} = 10.15\,in [mathin]; 支架 [mathin] d_{coped} – L_{ev,bm} = 6.575\,in [mathin] 与总面积中的剪切面长度相同:

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

[math] A_{nv} = (0.2\,in) \times \left[ (10.15\,in) – (3.575\,in) – ((2) – 0.5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 1.0525\,in^{2} [math]

和 [mathin] F_{ub} = 65\,ksi [mathin], [mathin] F_{yb} = 50\,ksi [mathin], [mathin] U_{bs} = 1 [mathin] 和 [mathin] \phi = 0.75 [mathin]:

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (65\,ksi) \times (1.0525\,in^{2}) + (1) \times (65\,ksi) \times (0.3125\,in^{2}) \le 0.6 \times (50\,ksi) \times (1.315\,in^{2}) + (1) \times (65\,ksi) \times (0.3125\,in^{2}) \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 44.822\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 44.822 基普= 0.446 < 1.0, 行

步 11: 内顶梁的剪切屈服和剪切断裂 (AISC 360-16 J4.2)

在应对, 全部反应穿过切口下方留下的纤维网, 没有顶部法兰. 检查减小的腹板的总面积的剪切屈服和通过螺栓孔的剪切断裂.

剩余腹板的深度是梁深度减去上表面深度, [mathin] d_{coped} = 11.9\,in – 1\,in = 10.9\,in [mathin].

剪切屈服 (情商. J4-3)

[math] A_{gv} = d_{coped}\, t_{wb} = (10.9\,in) \times (0.2\,in) = 2.18\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{yb} A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (50\,ksi) \times (2.18\,in^{2}) = 65.4\,kip [math]

剪切断裂 (情商. J4-4)

[math] A_{nv} = t_{wb} \left[ d_{coped} – n_{r}\left( d_{h} + 0.0625\,in \right) \right] = (0.2\,in) \times \left[ (10.9\,in) – (2) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 1.83\,in^{2} [math]

[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{ub} A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (65\,ksi) \times (1.83\,in^{2}) = 53.528\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( (65.4\,kip),\, (53.528\,kip) \right) = 53.528\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 53.528 基普= 0.374 < 1.0, 行

步 12: 顶部梁的弯曲 (AISC手册部分 9, 情商. 9-7)

反应作用于梁端, 因此，上牙内侧表面的上牙部分承受的力矩等于反作用力乘以距螺栓的距离. 没有顶部凸缘，腹板有一个 T 形三通，顶部边缘处于压缩状态，无支撑, 可以局部弯曲. 手册的上盖梁程序根据取决于上盖几何形状的限制检查腹板的细长度.

输入: [mathin] F_{yb} = 50\,ksi [mathin], [mathin] D_{ct} = 1\,in [mathin], [mathin] c = L_{ct} = 2.875\,in [mathin], 无底应对, [mathin] \phi = 0.9 [mathin]. 上顶处剩余 T 形件的截面模数为 [mathin] S_{x} = 5.6132\,in^{3} [mathin] 和 [mathin] Z_{x} = 9.5686\,in^{3} [mathin].

纤细度 (情商. 9-11)

[math] \lambda = \frac{h_{o}}{t_{wb}} = \frac{(10.9\,in)}{(0.2\,in)} = 54.5 [math]

屈曲调整系数 (情商. 9-14一个) 和板屈曲系数 (情商. 9-13一个)

以来 [mathin] c \le d_{bm} [mathin] 和 [mathin] c \le h_{o} [mathin]:

[math] f = 2 \left( \frac{c}{d_{bm}} \right) = 2 \times \left( \frac{(2.875\,in)}{(11.9\,in)} \right) = 0.48319 [math]

[math] k = 2.2 \left( \frac{h_{o}}{c} \right)^{1.65} = 2.2 \times \left( \frac{(10.9\,in)}{(2.875\,in)} \right)^{1.65} = 19.835 [math]

限制紧凑网的细长 (情商. 9-12)

[math] \lambda_{p} = 0.475 \sqrt{\frac{\left( f k \ge 1.61 \right) E}{F_{yb}}} [math]

[math] \lambda_{p} = 0.475 \times \sqrt{\frac{\left( (0.48319) \times (19.835) \ge 1.61 \right) \times (29000\,ksi)}{(50\,ksi)}} = 35.414 [math]

抗弯强度 (情商. 9-7)

以来 [mathin] \lambda_{p} \lt \lambda \le 2\lambda_{p} [mathin], 纤维网是非致密的，强度是在塑性力矩和弹性力矩之间插值的:

[math] \phi M_{n} = \phi \left[ F_{yb} Z_{x} – \left( F_{yb} Z_{x} – F_{yb} S_{x} \right) \left( \frac{\lambda}{\lambda_{p}} – 1 \right) \right] [math]

[math] \phi M_{n} = (0.9) \times \left[ (50\,ksi) \times (9.5686\,in^{3}) – \left( (50\,ksi) \times (9.5686\,in^{3}) – (50\,ksi) \times (5.6132\,in^{3}) \right) \times \left( \frac{(54.5)}{(35.414)} – 1 \right) \right] [math]

[math] \phi M_{n} = 27.889\,kip\text{-}ft [math]

等效剪切能力

杠杆臂是上偏心距, 上长度加上梁端间隙, [mathin] e_{c} = 2.875\,in + 0.5\,in = 3.375\,in [mathin]:

[math] \phi V_{n} = \frac{\phi M_{n}}{e_{c}} = \frac{(27.889\,kip\text{-}ft)}{(3.375\,in)} = 99.16\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 99.16 基普= 0.202 < 1.0, 行

步 13: 详细说明支持方的限制 (AISC 360-16 J3.3, J3.4, J3.5)

突出的腿用螺栓固定在梁网上, 因此适用相同的间距和边缘规则, 加上规格限制，使螺栓远离梁腹板足够远，以便进入和拧紧. 这里的角孔是标准的, 所以水平边缘距离最小值是平原 1 来自表 J3.4. 实际边缘距离是 3 在腿外侧 1.75 在规格中, 1.25 在.

控制行是最小螺栓规格:

[math] DCR = \frac{d}{c} = \frac{(1.5)}{(1.75)} = 0.85714 [math]

DCR = 0.857 < 1.0, 行

步 14: 螺栓组在支撑侧受瞬时旋转中心剪切 (AISC 360-16 J3.6)

这是单角与双角最大不同的地方. 梁腹板位于支撑螺栓线的一侧, 所以反作用力到达梁螺栓 1.85 离线, 两个螺栓承受力矩和剪力. 瞬时旋转中心 (ICOR) 方法找到螺栓组旋转的点并将其转换为系数 C, 螺栓数量’ 该集团实际提供的剪切强度值.

设计偏心率

偏心率是支撑量规加上梁腹板的一半, 测量至梁腹板中心线:

[math] e = g + \frac{t_{wb}}{2} = 1.75\,in + \frac{0.2\,in}{2} = 1.85\,in [math]

一颗螺栓的强度

[math] \phi r_{v} = \phi\, F_{nv}\, \frac{\pi}{4} \left( d_{b} \right)^{2} N_{s}\, h_{f} = 17.892\,kip [math]

确定瞬时中心

螺栓 1 位于该行的底部, 与下面的坐标. 通过迭代找到IC, 使用 AISC 手动方程的载荷-变形曲线 (7-1) 在页面上 7-6 至 7-8. 的 使用 ICOR 进行螺栓组计算 完整地完成该迭代.

迭代与 IC 收敛于:

[math] x_{ic} = -1.2162\,in, \qquad y_{ic} = 1.5\,in [math]

该位置的螺栓反应为:

这给出了螺栓组系数:

[math] C = 1.24 [math]

螺栓组强度

和 [mathin] N_{s} = 1 [mathin], [mathin] h_{f} = 1 [mathin] (J5.2(一个)) 和 [mathin] \phi = 0.75 [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi\, F_{nv}\, \frac{\pi}{4} \left( d_{b} \right)^{2} N_{s}\, C\, 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 (1.24) \times (1) [math]

[math] \phi R_{n} = 22.187\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 22.187 基普= 0.901 < 1.0, 行

这是连接中的控制检查. 仅用两个螺栓 3 分开, 一个 1.85 偏心使团队脱离 2 螺栓’ 值得的力量 1.24, 一个 38% 损失.

步 15: 支撑侧单角螺栓轴承和撕裂 (AISC 360-16 J3.10)

在支撑侧，角钢被向下推，同时梁腹将螺栓固定到位, 所以螺栓向上压在角孔上. 顶部螺栓, 最接近角度的上边缘, 这里是边缘螺栓. 组强度按 C/n 缩放以考虑偏心率.

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

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

在哪里 [mathin] t_{a} = 0.375\,in [mathin], [mathin] F_{ua} = 58\,ksi [mathin], [mathin] C = 1.24 [mathin] 和 [mathin] n_{r} = 2 [mathin]:

[math] \phi R_{n} = \phi \left[ \min\left(1.2\, l_{c1},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{a} F_{ua} + \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{a} F_{ua} \left( n_{r} – 1 \right) \right] \left( \frac{C}{n_{r}} \right) [math]

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left[ \min\left(1.2 \times (1.0938\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) + \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) \times \left( (2) – 1 \right) \right] \times \left( \frac{(1.24)}{(2)} \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 31.479\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 31.479 基普= 0.635 < 1.0, 行

步 16: 梁腹上的螺栓轴承 (AISC 360-16 J3.10)

螺栓还对梁腹板施加压力. 梁在两个方向上经过连接, 因此没有边缘可撕开，每个螺栓都像内螺栓一样承受力.

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

在哪里 [mathin] t_{ws} = 0.3\,in [mathin], [mathin] F_{us} = 65\,ksi [mathin] 和 [mathin] C = 1.24 [mathin]:

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.3\,in) \times (65\,ksi) \times (1.24) [math]

[math] \phi R_{n} = 32.643\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 32.643 基普= 0.613 < 1.0, 行

步 17: 支撑侧螺栓组有效强度 (AISC 360-16 J3.6 评论)

与光束侧一样, 每个螺栓在每层中提供的剪切强度和承载或撕裂强度最少, 团体力量是总和, 此处按 C/n 缩放偏心率.

[math] \phi r_{v} = \phi\, F_{nv}\, \frac{\pi}{4} \left( d_{b} \right)^{2} N_{s}\, h_{f} = (0.75) \times (54\,ksi) \times \frac{\pi}{4} \times \left( (0.75\,in) \right)^{2} \times (1) \times (1) = 17.892\,kip [math]

角钢上一颗螺栓的承载和撕裂, 用于边缘螺栓和内螺栓:

[math] \phi r_{n1e} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (1.0938\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) = 21.41\,kip [math]

[math] \phi r_{n1i} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.375\,in) \times (58\,ksi) = 29.363\,kip [math]

梁腹上一根螺栓的承载:

[math] \phi r_{n2} = \phi\, \min\left(1.2\, l_{c2},\, 2.4\, d_{b}\right) t_{ws} F_{us} = (0.75) \times \min\left(1.2 \times (2.1875\,in),\, 2.4 \times (0.75\,in)\right) \times (0.3\,in) \times (65\,ksi) = 26.325\,kip [math]

螺栓从行顶部开始编号, 所以螺栓 1 是支撑侧的边缘螺栓:

[math] \phi r_{eff,1} = \min\left( \phi r_{v},\, \phi r_{n1e},\, \phi r_{n2} \right) = \min\left( (17.892\,kip),\, (21.41\,kip),\, (26.325\,kip) \right) = 17.892\,kip [math]

[math] \phi r_{eff,2} = \min\left( \phi r_{v},\, \phi r_{n1i},\, \phi r_{n2} \right) = \min\left( (17.892\,kip),\, (29.363\,kip),\, (26.325\,kip) \right) = 17.892\,kip [math]

[math] \sum \phi r_{eff} = n_{1}\, \phi r_{eff,1} + n_{2}\, \phi r_{eff,2} = (1) \times (17.892\,kip) + (1) \times (17.892\,kip) = 35.785\,kip [math]

[math] \phi R_{n,eff} = \left( \frac{C}{n_{r}} \right) \sum \phi r_{eff} = \left( \frac{(1.24)}{(2)} \right) \times (35.785\,kip) = 22.187\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 22.187 基普= 0.901 < 1.0, 行

螺栓剪切力控制两个螺栓, 因此有效强度等于步骤中的螺栓组剪切强度 14.

步 18: 支撑侧单角块剪 (AISC 360-16 J4.3)

同样的L型块可以撕出突出的腿. 这里的孔是标准的, 所以张力平面和剪切平面都使用 [mathin] d_{h} = 0.8125\,in [mathin], 张力腿是 1.25 水平边缘距离.

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

[math] A_{nt} = (0.375\,in) \times \left[ ((1)-1) \times (0\,in) + (1.25\,in) – ((1) – 0.5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 0.30469\,in^{2} [math]

[math] A_{gv} = t_{a} \left[ L_{ev,a} + (n_{r}-1)\, s_{r} \right] = (0.375\,in) \times \left[ (1.5\,in) + ((2)-1) \times (3\,in) \right] = 1.6875\,in^{2} [math]

[math] A_{nv} = (0.375\,in) \times \left[ (6\,in) – (1.5\,in) – ((2) – 0.5) \times ((0.8125\,in) + (0.0625\,in)) \right] = 1.1953\,in^{2} [math]

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

[math] \phi R_{n} = (0.75) \times \left( 0.6 \times (58\,ksi) \times (1.1953\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (0.30469\,in^{2}) \le 0.6 \times (36\,ksi) \times (1.6875\,in^{2}) + (1) \times (58\,ksi) \times (0.30469\,in^{2}) \right) [math]

[math] \phi R_{n} = 40.591\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 40.591 基普= 0.493 < 1.0, 行

步 19: 支撑侧单角钢的剪切屈服和剪切断裂 (AISC 360-16 J4.2)

突出的腿将反作用力作为垂直剪切传递到梁中, 因此它得到与梁侧腿相同的总截面和净截面检查. 两条腿都是 6 长，在负载上有两个标准宽度的孔, 所以数字与步骤匹配 7.

[math] \phi R_{n,sy} = \phi\, 0.6\, F_{ya} A_{gv} = (1) \times 0.6 \times (36\,ksi) \times (2.25\,in^{2}) = 48.6\,kip [math]

[math] \phi R_{n,sr} = \phi\, 0.6\, F_{ua} A_{nv} = (0.75) \times 0.6 \times (58\,ksi) \times (1.5938\,in^{2}) = 41.597\,kip [math]

[math] \phi R_{n} = \min\left( (48.6\,kip),\, (41.597\,kip) \right) = 41.597\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 41.597 基普= 0.481 < 1.0, 行

步 20: 支撑侧单角挠度, 双应对手术 (AISC 360-16 F11.2)

支撑螺栓线和梁腹板之间的突出腿弯曲. 杠杆臂是 Step 的支撑偏心距 14, [mathin] L_{b} = 1.85\,in [mathin].

范围检查

[math] \frac{L_{b} d}{t^{2}} = \frac{(1.85\,in) \times (6\,in)}{(0.375\,in)^{2}} = 78.933 [math]

限制与步骤相同 8, 64.444 和 1530.6, 所以方程. F11-2适用. 截面模数也相同: [mathin] Z = 3.375\,in^{3} [mathin] 和 [mathin] S = 2.25\,in^{3} [mathin].

横向扭转屈曲修正系数 (AISC 手动方程式. 9-15)

[math] C_{b} = \left[ 3 + \ln\left( \frac{(1.85\,in)}{(6\,in)} \right) \right] \times \left( 1 – \frac{(0\,in)}{(6\,in)} \right) \ge 1.84 [math]

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

弯曲屈服强度和屈曲强度

[math] \phi M_{n} = (0.9) \times \left[ (1.84) \times \left[ 1.52 – 0.274 \times ((78.933)) \times \left( \frac{(36\,ksi)}{(29000\,ksi)} \right) \right] \times (36\,ksi) \times (2.25\,in^{3}) \le (36\,ksi) \times (3.375\,in^{3}) \right] [math]

[math] \phi M_{n} = 9.1125\,kip\text{-}ft [math]

[math] \phi V_{n,y} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b}} = \frac{(9.1125\,kip\text{-}ft)}{(1.85\,in)} = 59.108\,kip [math]

弯曲断裂

净塑性截面模量与步骤相同 8, [mathin] Z_{net} = 2.3906\,in^{3} [mathin]:

[math] \phi M_{n} = \phi\, F_{ua} Z_{net} = (0.75) \times (58\,ksi) \times (2.3906\,in^{3}) = 8.666\,kip\text{-}ft [math]

[math] \phi V_{n,r} = \frac{\phi M_{n}}{L_{b}} = \frac{(8.666\,kip\text{-}ft)}{(1.85\,in)} = 56.212\,kip [math]

控制弯曲能力

[math] \phi V_{n} = \min\left( (59.108\,kip),\, (56.212\,kip) \right) = 56.212\,kip [math]

DCR = 20 基普 / 56.212 基普= 0.356 < 1.0, 行

力矩能力与梁侧相匹配. 只是杠杆臂更短, 1.85 反对 2.5 在, 因此等效剪切承载力更高.

步 21: 支撑侧单角剪力与力矩相互作用 (AISC 手动方程式. 10-5)

支持侧使用与Step相同的循环交互 9, 与较短的 1.85 在杠杆臂中.

[math] M_{r} = V_{r}\, L_{b} = (20\,kip) \times (1.85\,in) = 3.0833\,kip\text{-}ft [math]

[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{(20\,kip)}{(48.6\,kip)} \right)^{2} + \left( \frac{(3.0833\,kip\text{-}ft)}{(9.1125\,kip\text{-}ft)} \right)^{2} = 0.28384 [math]

DCR = 0.28384 / 1.0 = 0.284 < 1.0, 行

单角连接设计检查总结

连接通过了每项检查. 最高比例, 0.901, 是梁上的螺栓剪力, 其中两个螺栓的反作用力为 1.85 偏心且仅提供 1.24 螺栓’ 力量的价值. 支撑处的有效强度校核给出了相同的结果 0.901, 因为螺栓剪切力是两个螺栓的最小值. 第二高的是两个细节限制, 0.865 对于最小角度深度和 0.857 用于支撑量具. 在梁侧, 关系到 0.2 在网络上管辖 0.570, 顶部梁有足够的储备.

如果检查失败要更改什么

• 支撑处的螺栓剪切力或有效强度: 添加螺栓行, 这意味着更深的角度和更高的C, 或使用更大的螺栓. A325-X (排除线程) 或 A490 螺栓会提高剪切应力. 减少支撑规可缩短偏心距, 在最小量规限制内.
• 梁腹板上的轴承: 添加螺栓排或使用更大的螺栓, 这提高了 2.4 轴承上的 d 盖.
• 角度撕开: 增加角度顶部或底部的垂直边缘距离, 或者使用更粗的角度.
• 块剪, 角的剪切破裂或剪切屈服: 使用更厚或更深的角度. 较长的水平边缘距离也会增加块体剪切张力区域.
• 角度弯曲或相互作用: 减小量规，使杠杆臂 L_b 更短, 或者使用更粗的角度.
• 顶盖梁块剪, 剪切或弯曲: 使顶部更短或更浅, 将螺栓移离上模更远的位置, 或添加螺栓行. 更深的光束或更重的网对这三个方面都有帮助.
• 改为双角: 如果支撑螺栓无法工作, 一个 双角连接 消除支撑处的偏心并使梁侧剪切面加倍.

经常问的问题

为什么在梁处忽略偏心率而在梁处不忽略偏心率?

AISC 手册页 10-116 让您可以忽略单个垂直排螺栓的偏心率，当它不超过 3 在, 所以 2.5 忽略梁侧螺栓的偏心率，C 等于螺栓数, 2. 在大梁处, 螺栓线位于 1.85 进入梁腹板的一侧, 报告采用瞬时旋转中心法设计这些螺栓, 这给出了 C = 1.24.

为什么支撑螺栓组控制单角连接?

支撑处只有一排螺栓, 每个都在单剪中, 反应到达该线的一侧. 偏心使螺栓抵抗力矩和剪切力, 这将组减少到 1.24 螺栓’ 本例中的强度值. 双角度可以避免这种情况，因为这两个角度关于梁腹板对称.

为什么横梁应对, 应对方式发生了什么变化?

梁的上翼缘与梁的上翼缘处于同一水平, 所以它被削减了 2 7/8 在长和 1 深入清理梁翼缘. 如果没有顶部法兰，梁端会较弱, 因此，应对的腹板可以自行检查切割边缘的块剪切, 减少深度的剪切力, 以及顶部时刻下腹板的局部屈曲.

为什么在梁腹板上的腿上使用短槽孔?

梁侧支腿中的水平短槽为安装器提供了沿梁的安装公差, 当梁长度或梁位置稍微偏离时这会有所帮助. 因为槽是水平的，负载是垂直的, 轴承和撕裂使用标准孔尺寸. 槽长度仅出现在块剪切张力区域和表 J3.5 中的边距增量中.

为什么边缘螺栓会在梁腹板和角钢之间切换?

在梁侧，梁腹板向下移动抵住螺栓, 因此螺栓压在腹板孔的顶部和顶部螺栓上, 最近的顶部, 是腹板中的边缘螺栓. 该角度抵抗该负载, 因此螺栓压在孔的底部，底部螺栓是其边缘螺栓. 在大梁处，角钢被向下推到大梁固定的螺栓上, 所以顶部螺栓是角上的边缘螺栓.

什么时候应该使用单角而不是双角?

单一角度适合较轻的反应和只能到达梁网一侧的地方, 例如，当另一根梁在同一点插入梁的另一侧时. 它使用更少的材料和更少的螺栓, 但它在支撑上的偏心率会影响螺栓的承载能力, 梁侧螺栓采用单剪而非双剪.

此示例是否遵循 AISC 第 15 版或 AISC 第 16 版手册?

它遵循 AISC 360-16 和 AISC 手册第 15 版, 这是围绕该规范编写的. AISC 第 16 版手册与后续版本配对 360-22 规范. 单角度连接的极限状态在两种情况下都是相同的, 但子句和页面引用会移动, 因此请根据您的项目使用的版本检查它们.

对于 AISC ASD 而不是 LRFD 来说，这会如何变化?

极限状态和标称强度相同. 使用 AISC ASD，您可以将服务水平反应与标称强度除以安全系数（而不是乘以阻力系数）进行比较. 阻力系数为 0.75 成为安全系数 2.00, 剪切屈服 1.00 变成 1.50, 和挠曲的 0.90 变成 1.67. 荷载组合也发生变化, 所以需求较低.

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此页上的每个数字都来自一个解决方案. 选择单角度配置, 输入你的光束, 支持, 角度, 螺栓, 应对和反应, 并在浏览器中查看每项检查. 没有什么可安装的.

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SkyCiv Connection Design 模块是本示例背后的连接设计软件. 它为您提供完整的计算报告，其中包含每个方程和您的数字, 就像上面的步骤一样, 加上每个容量和 DCR, 对于AISC 360-16 (LRFD 和 ASD) 并作为 4100:2020. 的 螺栓计算器 自行涵盖螺栓组检查.

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参考资料

• AISC 360-16, 钢结构建筑规范: B3.4, B4.3, F11.2 (情商. F11-2), J3.3, J3.4 (表J3.4), J3.5 (表 J3.5), J3.6 (情商. J3-1) 及评论, J3.10 (情商. J3-6a, J3-6c), J4.2 (情商. J4-3, J4-4), J4.3 (情商. J4-5), J5.2(一个).
• AISC 钢结构手册, 15第版: 部分 7, 情商. 7-1 (首先介绍你自己和你申请的职位 7-6 至 7-8); 部分 9, 情商. 9-4, 9-7, 9-11, 9-12, 9-13一个, 9-14一个和 9-15; 部分 10, 页 10-116 和情商. 10-5 (页 10-90); 部分 15, 桌子 15-3.
• 使用 ICOR 计算螺栓组
• 使用 AISC 进行钢连接设计 360-16
• 螺栓 SkyCiv 连接设计