如何设计单板剪切连接

设计单板剪切连接 (剪切板) 到美国钢铁协会 360, 你检查螺栓, 板和焊缝抵抗梁端反作用力. 这意味着螺栓剪力, 螺栓轴承和撕裂, 块剪, 板剪切屈服和破裂, 板弯曲, 和焊接强度, 加上细节和延展性限制，使连接足够灵活，可以充当简单的支撑.

本页从头到尾讲述了一个真实的例子: 将 W18x35 梁框架插入 W14x90 柱的翼缘中, 与一个 50 kip LRFD反应, 三 1 在 A490-N 螺栓和 1/2 在盘子里, 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, 按照与 AISC 计算表相同的顺序 SkyCiv连接设计 模块为其生成.

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什么是单板剪力连接?

单板剪力连接是将钢板车间焊接到支撑构件上，并现场用螺栓固定到支撑梁的腹板上. 它传递梁端剪力, 它被归类为 AISC 下的简单连接 360-16 B3.4, 所以详细的是旋转而不是抵抗力矩. 也称为剪切板或剪切板.

这是最常见的 剪力连接 在美国钢结构建筑中，因为它需要一块钢板, 一条焊缝和一排螺栓, 在安装过程中，梁可以从侧面摆动到位. 同一份工作的替代方案是 双角连接, 的 单角连接 和剪切力 端板连接. 这个你可以直接在 单板连接计算器.

示例连接的标高. 该板焊接到柱翼缘上，并用螺栓固定到梁腹板上, 与螺栓线 2 从焊缝处.

A-A部分. 板上有水平短槽孔和 5/16 两侧角焊缝.

如何设计单板剪切连接? 步骤一览

1. 检查梁处的细节限制: 螺栓间距, 边缘距离, 板深.
2. 求具有瞬时旋转中心的螺栓组抗剪强度.
3. 检查板的延展性: 板的强度不得超过螺栓.
4. 检查螺栓轴承和板上的撕裂情况.
5. 检查梁腹板上的螺栓轴承和撕裂情况.
6. 联合剪, 每个螺栓的承载和撕裂以获得有效的组强度.
7. 检查板的块剪力.
8. 检查板的剪切屈服和剪切断裂.
9. 使用双顶梁程序检查板弯曲.
10. 检查剪切和弯曲相互作用, 用于屈服和破裂.
11. 检查支撑处的详细限制.
12. 调整焊缝尺寸以展开板.
13. 检查柱法兰的焊接强度.

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)

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, 太短或太深的板会改变连接的旋转方式.

最小螺栓间距为 [mathin] 2\tfrac{2}{3} d_{b} [mathin] 来自J3.3. 最小边距 1 在螺栓中是 1 1/4 来自表 J3.4. 在盘子上, 水平边缘是通过短槽测量的, 因此表 J3.5 增量将其提高到 1.375 在. 板深度必须至少是梁 T 尺寸的一半, 因此连接的刚性足以支撑梁端, 并且它还必须适合梁腹板内部.

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

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. 控制行为板材水平边距:

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

DCR = 0.917 < 1.0, 行

步 2: 按瞬时旋转中心计算的螺栓组剪切强度 (AISC 360-16 J3.6)

梁反作用力远离螺栓线, 因此螺栓承受较小的力矩和剪切力. 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, 这是多少个螺栓’ 该集团实际提供的剪切强度值.

设计偏心率

螺栓线是 2 从焊缝处, 但螺栓组的偏心率设计为 1 在, 因为 AISC 手册表 10-9 设置传统单板连接的设计偏心率, 对于此螺栓数量和孔类型，它是焊缝到螺栓距离的一半:

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

一颗螺栓的强度

[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]

这里 [mathin] h_{f} = 1 [mathin] 因为没有填充物 (AISC 360-16 J5.2(一个)):

[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]

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

该位置的螺栓反应为:

这给出了设计其余部分中使用的两个系数:

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

C= 2.71 对于三个螺栓意味着 1 偏心使团队付出了大约 10% 其同心强度. C’ 是单独力矩的系数, 步骤中的延展性检查 3 用途.

螺栓组强度

[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 基普 / 108.55 基普= 0.461 < 1.0, 行

步 3: 板材延展性, 最大板厚 (AISC 手动方程式. 10-3, 10-4)

当梁偏转时，剪切板必须旋转. 如果板的弯曲强度大于螺栓的剪切强度, 螺栓在板屈服之前断裂, 这是一个突然的, 脆性破坏. 限制板材厚度可确保板材首先屈服.

第一, 螺栓组的力矩强度, 使用C’ 从步骤 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]

那么塑性力矩不超过它的最厚板:

[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 在 / 0.51772 在 = 0.966 < 1.0, 行

在 0.966 这是连接中最严格的强度检查. 一个 5/8 在盘子里会失败, 即使较厚的板看起来 “更强”.

步 4: 单板上的螺栓轴承和撕裂 (AISC 360-16 J3.10)

每个螺栓向下推板中孔的边缘. 板在孔处变形 (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底部边缘 (撕掉, 1.2 螺栓的剪切强度). 底部螺栓净距最短, 所以它是弱者.

边缘螺栓的净距, 与 [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin], 沿构件长度的孔尺寸:

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

内螺栓之间的净距离:

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

组的承载力和撕裂强度, 按 C 缩放 / n 为偏心率:

[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 基普 / 123.86 基普= 0.404 < 1.0, 行

步 5: 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. 梁未覆盖且其底部翼缘远低于螺栓, 所以没有边缘可以撕掉, 每个螺栓都像内螺栓一样承受力.

[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 基普 / 89.176 基普= 0.561 < 1.0, 行

梁腹板与板具有相同的抗拉强度 (65 KSI), 但是 0.3 在网络中比在网络中更薄 1/2 在盘子里, 所以网络的容量是两者中较低的.

步 6: 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层中传递的剪切强度和承载或撕裂强度最少, 组强度是每个螺栓值的总和.

每个螺栓的承载和撕裂强度, 用于板边螺栓, 板内螺栓和梁腹板:

[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]

螺栓从此处从行顶部开始编号, 所以螺栓 3 是板上的边缘螺栓:

[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 基普 / 84.222 基普= 0.594 < 1.0, 行

三个螺栓均不受 AISC 螺栓剪力限制. 梁腹板中的轴承和板底部的撕裂控制, 当螺栓强度高且层数薄时，这是典型的情况. 您可以在以下位置运行相同的连接 免费连接设计计算器 并更改螺栓等级或板边缘距离以查看哪个螺栓移动.

步 7: 单板块剪 (AISC 360-16 J4.3)

一块板可以沿着螺栓线撕开: 沿着孔线剪切，加上短腿上的张力到板的自由边缘. 带有一个螺栓柱，这是一个 L 形块.

净张力面积使用沿构件长度的孔尺寸, [mathin] d_{h} = 1.3125\,in [mathin], 因为槽是水平延伸的. 每个孔增加 1/16 冲压过程中的损坏 (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]

总剪切面积和净剪切面积, 与 [mathin] d_{h} = 1.125\,in [mathin] 跨过成员长度:

[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]

块体剪切强度, 与 [mathin] U_{bs} = 1 [mathin] 为了均匀张力:

[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 基普 / 86.074 基普= 0.581 < 1.0, 行

步 8: 单板的剪切屈服和剪切断裂 (AISC 360-16 J4.2)

全部反应以垂直剪切方式穿过板. 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_{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]

剪切断裂 (情商. 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 基普 / 79.523 基普= 0.629 < 1.0, 行

步 9: 使用双内盖梁程序进行板弯曲 (AISC 360-16 F11.2)

反应发生作用 2 从焊缝处, 所以板在弯曲时是一个短悬臂. 一个深, 薄板在屈服之前可能会侧向弯曲. AISC 手册通过在两个翼缘处应对的应对梁的程序来处理此问题, 将板视为梁腹板，翼缘被切除. 无支撑长度是焊缝到螺栓的距离, [mathin] L_{b} = 2\,in [mathin].

弯曲屈服和横向扭转屈曲

第一, 确认板在 Eq 的范围内. F11-2适用:

[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]

板的截面模数:

[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]

横向扭转屈曲修正系数, AISC 手动方程式. (9-15), 毫无应对 ([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]

塑料力矩帽控制, 所以板在这个深度和厚度下不容易弯曲. 作为螺栓线处的等效剪切:

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

网截面弯曲断裂

通过孔的净塑性截面模量, 摘自 AISC 手册部分 15 桌子 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 基普 / 155.66 基普= 0.321 < 1.0, 行

步 10: 单板的剪切和弯曲相互作用 (AISC手册部分 10)

板材在同一截面同时承受剪切和弯曲, 所以两者必须一起检查. 手册采用循环交互方式, 分别进行一次屈服强度和一次断裂强度.

屈服

[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, 行

破裂

[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, 行

步 11: 支撑侧的详细限制

角焊缝位于柱翼缘和梁端部之间的间隙中, 因此焊缝不能大于梁间隙，否则梁将不适合.

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

DCR = 0.626 < 1.0, 行

步 12: 开发单板所需的焊接 (AISC手册部分 10)

步骤中的延展性检查 3 使板材良率第一. 仅当焊缝没有在板失效之前失效时才有效. 两个角焊缝, 每个至少 5/8 板厚的, 发展板材的强度.

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

DCR = 0.3125 在 / 0.3125 在 = 1.000, 行

正好有一个比例 1.000 这里是正常的. 的 5/16 焊缝中是从该规则中选取的, 不是来自负载.

步 13: 柱翼缘的角焊缝能力 (AISC 360-16 J2.4)

最后的, 焊缝本身必须承受反应. 他们的力量取决于大小, 长度和载荷方向. 焊缝两侧的母材, 这里是板和柱法兰, 还可以限制焊接尺寸的数量.

母材对焊缝尺寸的限制 (AISC 手动方程式. 9-2)

最大焊缝尺寸, 十六分之一英寸, 较薄的连接部分可以支撑. 板材两面均焊接, 因此每个焊缝可使用其一半厚度:

[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]

所以直到 5.26/16 焊缝尺寸计数. 的 5/16 焊缝低于那个, 所以使用全尺寸.

有效长度

两条焊线, 两端各减少2W:

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

焊接强度

负载与焊缝平行, 所以 [mathin] \theta = 0 [mathin] 并且没有定向增加:

[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 基普 / 116.59 基普= 0.429 < 1.0, 行

设计检查总结

连接通过了每项检查. 两个比例接近 1.0, 没有人根据容量来衡量负载. 焊接到显影检查完全是 1.000 因为焊缝的尺寸是从 5/8 规则, 延展性校核为 0.966 因为一个 1/2 板中的位置正好位于最厚的板下方，在螺栓断裂之前该板仍会屈服. 比较负载与容量的检查, 板的剪切断裂 (0.629) 是最高的, 紧随其后的是有效螺栓组强度 (0.594), 这是由轴承设定的 0.3 位于梁腹板和板底部的撕口处.

如果检查失败要更改什么

• 螺栓组剪切或有效强度: 添加螺栓行, 这提高了C, 或使用更大的螺栓. 将螺栓线移近焊缝会减少 e 并提高 C.
• 延展性 (最大时间): 使用更薄的板, 或较低强度的板材等级. 较厚的板会使此检查变得更糟.
• 撕在盘子上: 增加底部螺栓下方的垂直边缘距离.
• 梁腹板上的轴承: 这取决于幅材厚度和等级, 所以添加一排螺栓或选择一个较重的梁.
• 块剪, 剪切断裂或弯曲断裂: 用另一排螺栓使板更深, 或者如果延展性检查有空间，则使其更厚.
• 焊接显影板: 增加焊缝至 5/8 板厚的, 只要它仍然适合光束间隙.

经常问的问题

为什么螺栓组设计用于 1 当螺栓偏心时 2 从焊缝处?

AISC 手册表 10-9 根据螺栓数量和孔类型设置传统单板连接的设计偏心率. 对于这种三螺栓连接，它是焊缝到螺栓线距离的一半, 所以 2 变成 1 在. 然后焊缝设计为仅用于反应. 该校准来自真实剪切板的测试, 旋转并释放大部分最终力矩.

传统单板配置和扩展单板配置有什么区别?

传统的配置覆盖单个垂直行 2 至 12 螺栓的螺栓线不超过 3 1/2 从焊缝处, 加上零件中的边距和厚度限制 10 AISC 手册. 在这些限制内, 简化表 10-9 本例中的方法适用. 他们之外的任何东西, 例如较长的板穿过柱翼缘到达更深的螺栓线, 是扩展配置，需要更全面的分析，包括板屈曲.

板材为什么要用短槽孔?

板上的水平短槽让梁端旋转，并为安装者提供一定的装配公差, 两者都适合简单的连接. 因为槽垂直于垂直载荷, 轴承和撕裂检查使用跨槽的孔尺寸. 板上的水平边缘距离从表 J3.5 中选取一个小增量, 这就是为什么它的极限是 1.375 在而不是 1.25 在.

为什么角焊缝尺寸为 5/8 板厚的?

该设计依赖于板在发生脆性之前的屈服. 两个角焊缝, 每个 5/8 板厚的, 足够强大来开发板块, 因此，即使板材屈服，焊缝也不会成为薄弱环节. 为一个 1/2 在板中给出 5/16 在焊缝中, 这就是为什么该检查恰好落在 1.0.

哪种检查通常控制剪切板?

对于带有高强度螺栓的典型剪切板, 较薄层上的轴承或撕裂以及板厚度的延展性限制往往起主导作用，而不是螺栓剪切力. 在此示例中，最高载荷比是板剪切断裂 0.629, 接下来是有效螺栓组强度 0.594, 由梁腹中的轴承控制. 延展性检查位于 0.966.

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. 单板剪切连接的极限状态在两种情况下是相同的, 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, 和剪切屈服 1.00 变成 1.50. 荷载组合也发生变化, 所以需求较低.

此设计中是否检查了该列?

柱翼缘进入步骤中的焊接母材检查 13, 其厚度和抗拉强度限制了可用的焊缝尺寸. 在这个例子中，板, 不是 0.71 在柱法兰中, 控制限制. 柱腹板和翼缘局部极限状态不是此单板检查的一部分.

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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), J2.4 (情商. J2-4), 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, 首先介绍你自己和你申请的职位 7-6 至 7-8 (情商. 7-1); 部分 9, 情商. 9-2, 9-4 和 9-15; 部分 10, 情商. 10-3 和 10-4, 桌子 10-9 和页面 10-87; 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 和 焊缝 SkyCiv 连接设计