การเชื่อมต่อคานบนเสา (AISC)

This article is also available in:
Translated by AI from English
ตัวอย่างนี้เป็นส่วนหนึ่งของชุดการเปรียบเทียบ IDEA StatiCa กับการคำนวณแบบดั้งเดิมสำหรับการปฏิบัติงานในสหรัฐอเมริกา การศึกษานี้นำเสนอการออกแบบการเชื่อมต่อคานบนเสา และมุ่งเน้นไปที่รูปแบบการวิบัติจากการครากและการโก่งเดาะ

ตัวอย่างการตรวจสอบนี้จัดทำโดย Mark D. Denavit และ Kayla Truman-Jarrell ในโครงการร่วมระหว่าง The University of Tennessee และ IDEA StatiCa


1 คำอธิบาย

ส่วนนี้นำเสนอการเปรียบเทียบระหว่างผลลัพธ์จากวิธี Component-Based Finite Element (CBFEM) กับวิธีการคำนวณแบบดั้งเดิมที่ใช้ในการปฏิบัติงานในสหรัฐอเมริกาสำหรับการเชื่อมต่อคานบนเสา สภาวะขีดจำกัดของการเชื่อมต่อที่ประเมิน ได้แก่ การครากเฉพาะที่ของเอวคาน การบิ่นเฉพาะที่ของเอวคาน การครากเฉพาะที่ของผนัง HSS การบิ่นเฉพาะที่ของผนัง HSS การดัดของแผ่นปิด การดัดของปีกคาน และการฉีกขาดจากแรงดึงของสลักเกลียว นอกจากนี้ยังประเมินกำลังของชิ้นส่วน HSS ด้วย แผนผังของการเชื่อมต่อคานบนเสาที่ศึกษาแสดงไว้ในรูปที่ 1

inline image in article

รูปที่ 1 แผนผังของการเชื่อมต่อคานบนเสา

พารามิเตอร์ของการเชื่อมต่อจะเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับสภาวะขีดจำกัดที่ศึกษา อย่างไรก็ตาม การเชื่อมต่อทั่วไปมีลักษณะดังต่อไปนี้ เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น: สลักเกลียวเส้นผ่านศูนย์กลาง 3/4 นิ้ว กลุ่ม B (เช่น A490) จำนวน 4 ตัว โดยมีระยะห่าง s = 11 นิ้ว และระยะ gage g = 3.5 นิ้ว; คาน W18 ที่เป็นไปตาม ASTM A992 (Fy = 50 ksi และ Fu = 65 ksi); แผ่นเสริมความแข็งหนา 3/8 นิ้ว ที่เป็นไปตาม ASTM A36 (Fy = 36 ksi และ Fu = 58 ksi); แผ่นปิดขนาด 9 นิ้ว x 14 นิ้ว หนา 3/4 นิ้ว; และเสา HSS8x8 ที่เป็นไปตาม ASTM A500 Gr. B (Fy = 46 ksi และ Fu = 58 ksi)

การคำนวณแบบดั้งเดิมดำเนินการตามข้อกำหนดสำหรับการออกแบบด้วยปัจจัยแรงและความต้านทาน (LRFD) ใน AISC Specification (2016) โดยพิจารณาแรงงัดตามที่อธิบายไว้ในส่วนที่ 9 ของ AISC Manual (2017) การเชื่อมต่อและวิธีการประเมินถูกจำลองตามตัวอย่าง 4.1 ของ AISC Design Guide 24 (Packer et al. 2010) แรงตามแนวแกนและโมเมนต์ถูกแปลงเป็นคู่แรง โดยสมมติว่าแรงอัดอยู่ที่ศูนย์กลางของหน้า HSS และแรงดึงอยู่ที่ศูนย์กลางของแนวสลักเกลียว

ผลลัพธ์จาก CBFEM ได้มาจาก IDEA StatiCa เวอร์ชัน 21.0 แรงกระทำถูกใช้โดยใช้ฟังก์ชัน "Loads in Equilibrium" เพื่อลดโมเมนต์ดัดในคานที่การเชื่อมต่อให้น้อยที่สุด สำหรับการวิเคราะห์ทั้งหมด แรงตามแนวแกนถูกกำหนดให้คงที่ และโมเมนต์ดัดสูงสุดที่อนุญาตถูกกำหนดแบบวนซ้ำโดยการปรับค่าแรงกระทำที่ป้อนเข้าให้ตรงตามขีดจำกัดทั้งหมด แต่หากเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย (1 kip-in) จะเกินขีดจำกัด การวิเคราะห์การโก่งเดาะถูกดำเนินการและกำหนดขีดจำกัดที่ 3.00 สำหรับปัจจัยการโก่งเดาะ

2 การครากเฉพาะที่และการบิ่นเฉพาะที่ของผนังเสา HSS

ขั้นแรก ศึกษาสภาวะขีดจำกัดของการครากเฉพาะที่และการบิ่นเฉพาะที่ของผนังเสา HSS การเชื่อมต่อที่มีหน้าตัดคานห้าแบบที่แตกต่างกัน (W18x35, W18x40, W18x46, W18x76 และ W18x86) ถูกวิเคราะห์ คานมีความหนาของปีกที่แตกต่างกัน จึงกระจายแรงไปยังเสาแตกต่างกัน แผ่นปิดเป็นไปตาม ASTM A572 Gr. 50 (Fy = 50 ksi และ Fu = 65 ksi) เสาเป็น HSS8x8x3/16 ซึ่งมีกำลังโมเมนต์ระบุ Mn = 580.5 kip-in และกำลังรับแรงตามแนวแกนของหน้าตัด Pn = 216.7 kips แรงตามแนวแกนที่กระทำคือ Pu = 45 kips สำหรับการวิเคราะห์ทั้งหมด

โมเมนต์ที่มีปัจจัยสูงสุดแสดงไว้ในรูปที่ 2 ปัจจัยการโก่งเดาะขีดจำกัดที่ 3.00 ควบคุมกำลังของการเชื่อมต่อทั้งหมดใน IDEA StatiCa กำลังเพิ่มขึ้นเล็กน้อยจาก 314 kip-in เป็น 328 kip-in เมื่อขนาดคานเพิ่มขึ้นและกระจายแรงไปยังผนัง HSS ได้สม่ำเสมอมากขึ้น ตัวอย่างของรูปแบบการโก่งเดาะที่คำนวณโดย IDEA StatiCa แสดงไว้ในรูปที่ 3

กำลังตามการคำนวณแบบดั้งเดิมแสดงให้เห็นความแปรผันมากขึ้นเมื่อขนาดคานเพิ่มขึ้น จาก 357 kip-in ถึง 452 kip-in การครากเฉพาะที่ของผนัง HSS ควบคุมสำหรับการเชื่อมต่อที่มีคาน W18x35 การบิ่นเฉพาะที่ของผนัง HSS ควบคุมสำหรับการเชื่อมต่อที่มีคาน W18x40 และ W18x46 กำลังของชิ้นส่วน HSS ควบคุมสำหรับการเชื่อมต่อที่มีคาน W18x76 และ W18x86

ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าการจำกัดปัจจัยการโก่งเดาะที่ 3.00 อาจเป็นแบบอนุรักษ์นิยม อย่างไรก็ตาม มีสัญญาณบางอย่างที่บ่งชี้ว่าไม่มีกำลังสำรองที่มีนัยสำคัญเกินขีดจำกัดปัจจัยการโก่งเดาะ การวิเคราะห์ใน IDEA StatiCa ดำเนินการทั้งแบบเปิดใช้งานความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและปิดใช้งาน เนื่องจากเงื่อนไขขอบเขตถูกใช้กับชิ้นส่วน HSS สำหรับการเชื่อมต่อนี้ ความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตจึงเปิดใช้งานโดยค่าเริ่มต้น เนื่องจากขีดจำกัดปัจจัยการโก่งเดาะถูกควบคุมในทุกกรณี จึงไม่มีความแตกต่างระหว่างผลลัพธ์กำลังระหว่างการเปิดหรือปิดความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิต อย่างไรก็ตาม สำหรับบางกรณีที่เปิดใช้งานความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิต ความเครียดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อแรงกระทำเพิ่มขึ้นเล็กน้อยหลังจากถึงขีดจำกัดการโก่งเดาะ

inline image in article

รูปที่ 2 การเปรียบเทียบผลลัพธ์การศึกษาการครากเฉพาะที่และการบิ่นเฉพาะที่ของผนังเสา HSS

inline image in article

รูปที่ 3 รูปแบบการโก่งเดาะสำหรับการเชื่อมต่อคานบนเสาที่มีคาน W18X40

Sample files

3 การครากเฉพาะที่และการบิ่นเฉพาะที่ของเอวคาน

ต่อไป ศึกษาสภาวะขีดจำกัดของการครากเฉพาะที่และการบิ่นเฉพาะที่ของเอวคานปีกกว้าง คานสำหรับการวิเคราะห์เหล่านี้คือ W18x40 แต่มีการแทนที่ความหนาของเอวด้วยค่า 0.30 นิ้ว 0.25 นิ้ว และ 0.20 นิ้ว นอกจากนี้ยังวิเคราะห์การเชื่อมต่อด้วยความหนามาตรฐานของคานที่ 0.315 นิ้ว การแทนที่ความหนาช่วยให้ควบคุมความหนาของเอวได้อย่างแม่นยำในความสัมพันธ์กับพารามิเตอร์คานอื่นๆ แผ่นปิดเป็นไปตาม ASTM A36 (Fy = 36 ksi และ Fu = 58 ksi) เสาเป็น HSS8x8x1/2 ซึ่งมีกำลังโมเมนต์ระบุ Mn = 1725 kip-in และกำลังรับแรงตามแนวแกนของหน้าตัด Pn = 621 kips แรงตามแนวแกนที่กระทำคือ Pu = 45 kip สำหรับการวิเคราะห์ทั้งหมด

โมเมนต์ที่มีปัจจัยสูงสุดแสดงไว้ในรูปที่ 4 สภาวะขีดจำกัดที่ควบคุมสำหรับการวิเคราะห์แต่ละครั้งแสดงไว้ในตารางที่ 1 สภาวะขีดจำกัดเฉพาะที่ของเอวคานควบคุมเมื่อความหนาลดลงอย่างมีนัยสำคัญ รูปแบบการโก่งเดาะที่คำนวณโดย IDEA StatiCa สำหรับการวิเคราะห์ที่มีความหนาเอวคาน 0.20 นิ้ว แสดงไว้ในรูปที่ 5 สำหรับความหนาที่มากขึ้น ด้านแรงดึงของการเชื่อมต่อควบคุมด้วยการดัดของแผ่นปิด การดัดของปีกคาน แรงดึงในสลักเกลียว หรือการรวมกันของสภาวะขีดจำกัดเหล่านี้ การวิเคราะห์ดำเนินการใน IDEA StatiCa ทั้งแบบเปิดใช้งานความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและปิดใช้งาน ผลลัพธ์ทั้งสองชุดแสดงไว้ในรูปที่ 4 มีความแตกต่างเพียงเล็กน้อยระหว่างทั้งสอง

เมื่อความหนาเอวคานถูกแทนที่เป็น 0.20 นิ้ว หรือ 0.25 นิ้ว การบิ่นเฉพาะที่ของเอวคานควบคุมกำลังตามการคำนวณแบบดั้งเดิม การโก่งเดาะของเอวคานควบคุมกำลังตาม IDEA StatiCa สำหรับการเชื่อมต่อที่มีความหนาเอวคาน 0.20 นิ้ว แต่ไม่ใช่สำหรับการเชื่อมต่อที่มีความหนาเอวคาน 0.25 นิ้ว สำหรับการเชื่อมต่อทั้งสอง IDEA StatiCa ให้กำลังที่มากกว่าการคำนวณแบบดั้งเดิม ความแตกต่างนี้อาจเกิดจากหลายปัจจัย การคำนวณแบบดั้งเดิมไม่คำนึงถึงแผ่นเสริมความแข็ง ซึ่งดูเหมือนจะมีอิทธิพลต่อรูปแบบการโก่งเดาะ (รูปที่ 5) ตาข่าย Finite Element ใน IDEA StatiCa อาจหยาบเกินไปด้วย

inline image in article

รูปที่ 4 การเปรียบเทียบผลลัพธ์การศึกษาการครากเฉพาะที่และการบิ่นเฉพาะที่ของเอวคาน

ตารางที่ 1 สภาวะขีดจำกัดที่ควบคุมสำหรับผลลัพธ์ที่แสดงในรูปที่ 4

ความหนาเอว (นิ้ว)IDEA StatiCaแบบดั้งเดิม
0.200การโก่งเดาะ (เอวคาน)การบิ่นเฉพาะที่ของเอวคาน
0.250ความเครียดพลาสติก (แผ่นปิด)การบิ่นเฉพาะที่ของเอวคาน
0.300ความเครียดพลาสติก (แผ่นปิด)การดัดของปีกคานและแรงดึงในสลักเกลียว
0.315ความเครียดพลาสติก (แผ่นปิด)การดัดของปีกคานและแรงดึงในสลักเกลียว
inline image in article

รูปที่ 5 รูปแบบการโก่งเดาะสำหรับการเชื่อมต่อคานบนเสาที่มีคาน W18X40 โดยมีการแทนที่ความหนาเอวเป็น 0.2 นิ้ว

การศึกษาความไวต่อขนาดตาข่ายถูกดำเนินการเพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลลัพธ์ การวิเคราะห์ใน IDEA StatiCa ถูกทำซ้ำสำหรับการเชื่อมต่อทั้งสี่แบบที่แสดงในรูปที่ 4 โดยใช้ขนาดองค์ประกอบสูงสุดที่แตกต่างกัน การวิเคราะห์ในการศึกษาการปรับละเอียดตาข่ายนี้ดำเนินการโดยเปิดใช้งานความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิต ผลลัพธ์ของการศึกษาการปรับละเอียดตาข่ายแสดงไว้ในรูปที่ 6

โดยรวมแล้ว ผลลัพธ์แสดงให้เห็นการพึ่งพาตาข่ายอย่างมีนัยสำคัญสำหรับการเชื่อมต่อนี้ กำลังโมเมนต์ที่มีปัจจัยสูงสุดลดลงเมื่อขนาดตาข่ายลดลง นอกจากนี้ ในบางกรณี รูปแบบการวิบัติเปลี่ยนแปลงตามการปรับละเอียดของตาข่าย สำหรับการเชื่อมต่อที่มีความหนาเอว 0.25 นิ้ว และ 0.30 นิ้ว สภาวะขีดจำกัดที่ควบคุมเปลี่ยนจากการเกินขีดจำกัดความเครียดในแผ่นปิดที่ขนาดตาข่ายเริ่มต้น (1.969 นิ้ว) ไปเป็นการเกินขีดจำกัดความเครียดในเอวคานสำหรับขนาดองค์ประกอบสูงสุดที่ลดลง โปรดทราบว่าการดัดของแผ่นปิดไม่ได้คาดว่าจะเกิดขึ้นตามการคำนวณแบบดั้งเดิม ขนาดองค์ประกอบสูงสุดยังส่งผลต่อผลลัพธ์การโก่งเดาะด้วย สำหรับการเชื่อมต่อที่มีความหนาเอวคาน 0.20 นิ้ว ขีดจำกัดปัจจัยการโก่งเดาะควบคุม แรงกระทำที่ถึงขีดจำกัดลดลงตามขนาดตาข่ายและดูเหมือนจะลู่เข้าที่ขนาดองค์ประกอบสูงสุด 0.50 นิ้ว 

inline image in article

รูปที่ 6 การเปรียบเทียบผลลัพธ์การศึกษาการครากเฉพาะที่และการบิ่นเฉพาะที่ของเอวคาน – แสดงการศึกษาความไวต่อขนาดตาข่าย

Sample files


สาเหตุที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งของความแตกต่างในผลลัพธ์ระหว่างการคำนวณแบบดั้งเดิมและ IDEA StatiCa คือแผ่นเสริมความแข็งในคานที่อยู่ตรงกลางเหนือเสา เนื่องจากแผ่นเสริมความแข็งไม่ได้อยู่ในแนวเดียวกับแรงกระจุก (กล่าวคือ ผนังของเสา) จึงไม่ได้รับการพิจารณาในการคำนวณแบบดั้งเดิม แผ่นเสริมความแข็งถูกรวมอยู่ในแบบจำลองและจึงได้รับการพิจารณาโดย IDEA StatiCa

การวิเคราะห์การเชื่อมต่อที่เรียบง่ายกว่า (รูปที่ 7) ถูกดำเนินการเพื่อประเมินขนาดของผลกระทบจากแผ่นเสริมความแข็งที่อยู่ใกล้เคียง สำหรับการวิเคราะห์นี้ คานเป็น W18x40 (A992) โดยมีการแทนที่ความหนาเอวเป็น tw = 0.25 นิ้ว คานถูกรับแรงโดยแผ่นหนา 1 นิ้ว และแผ่นเสริมความแข็งหนา 3/8 นิ้ว ถูกวางไว้ที่ระยะ 0.25 เท่าของความลึกคานถึง 2 เท่าของความลึกคานจากแนวกึ่งกลางของแผ่นรับแรง

การวิเคราะห์ถูกดำเนินการเพื่อกำหนดแรงกระทำสูงสุดที่อนุญาตจาก IDEA StatiCa และหัวข้อ J10 ของ AISC Specification (2016) สำหรับสภาวะขีดจำกัดของการครากเฉพาะที่ของเอวและการบิ่นเฉพาะที่ของเอว (รูปที่ 8) ผลลัพธ์ของการคำนวณแบบดั้งเดิมไม่คำนึงถึงแผ่นเสริมความแข็งและไม่แปรผันตามตำแหน่งของแผ่นเสริมความแข็ง ผลลัพธ์สองชุดแสดงสำหรับการคำนวณแบบดั้งเดิม ชุดหนึ่งที่ค่า k (กล่าวคือ ระยะจากหน้าด้านนอกของปีกถึงจุดเริ่มต้นของรอยต่อเอวกับปีก) ถูกนำมาจากค่า k ที่ระบุไว้ในส่วนที่ 1 ของ AISC Manual (2017) สำหรับคาน และอีกชุดหนึ่งที่ค่า k ถูกนำมาเป็น tf ซึ่งเป็นความหนาของปีก IDEA StatiCa ไม่ได้จำลองรอยต่อของหน้าตัดปีกกว้างอย่างชัดเจน ผลลัพธ์สองชุดยังแสดงสำหรับ IDEA StatiCa ด้วย ชุดหนึ่งที่ขนาดตาข่ายเริ่มต้นและอีกชุดหนึ่งที่ขนาดตาข่าย 0.3 นิ้ว

การครากเฉพาะที่ของเอวควบคุมสำหรับการคำนวณแบบดั้งเดิมในทุกกรณี ขีดจำกัดความเครียดพลาสติกควบคุมสำหรับ IDEA StatiCa สำหรับแผ่นเสริมความแข็งที่อยู่ห่างจากแรงกระทำหนึ่งในสี่ของความลึกคาน และขีดจำกัดการโก่งเดาะควบคุมในกรณีอื่น สำหรับแผ่นเสริมความแข็งที่อยู่ใกล้เคียง IDEA StatiCa แสดงกำลังที่มากกว่าการคำนวณแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม เมื่อระยะห่างถึงแผ่นเสริมความแข็งเพิ่มขึ้น กำลังจาก IDEA StatiCa ลดลง และในที่สุดลดลงต่ำกว่ากำลังจากการคำนวณแบบดั้งเดิม กำลังจากการคำนวณแบบดั้งเดิมสำหรับ k = tf ยังคงต่ำกว่า แต่กรณีนี้แสดงเพื่อให้ข้อมูลและไม่ใช่เพื่อการเปรียบเทียบโดยตรง ไม่ว่าจะอย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่า IDEA StatiCa สามารถจับผลของการเสริมความแข็งจากแผ่นเสริมความแข็งที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดความแตกต่างในผลลัพธ์ที่แสดงในรูปที่ 4

inline image in article

รูปที่ 7 การเชื่อมต่อเพื่อประเมินผลกระทบของแผ่นเสริมความแข็งที่อยู่ใกล้เคียง

inline image in article

รูปที่ 8 แรงกระทำสูงสุดเทียบกับอัตราส่วนตำแหน่งแผ่นเสริมความแข็งต่อความลึกคาน

Sample files

4 ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงอัดตามแนวแกนและโมเมนต์ดัด

สุดท้าย ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของกำลังโมเมนต์ตามระดับของแรงตามแนวแกน การคำนวณแบบดั้งเดิมใช้สมมติฐานอย่างง่ายในการแปลงแรงตามแนวแกนและโมเมนต์ดัดที่กระทำเป็นคู่แรง IDEA StatiCa คำนวณการกระจายความเค้นอย่างชัดเจน คานสำหรับการวิเคราะห์เหล่านี้คือ W18x35 แผ่นปิดเป็นไปตาม ASTM A572 Gr. 50 (Fy = 50 ksi และ Fu = 65 ksi) เสาเป็น HSS8x8x3/16 ซึ่งมีกำลังโมเมนต์ระบุ Mn = 580.5 kip-in และกำลังรับแรงตามแนวแกนของหน้าตัด Pn = 216.7 kips

แผนภาพปฏิสัมพันธ์ที่แสดงโมเมนต์ที่มีปัจจัยสูงสุดสำหรับแรงตามแนวแกนที่เลือกแต่ละค่าแสดงไว้ในรูปที่ 9 สภาวะขีดจำกัดที่ควบคุมสำหรับการวิเคราะห์แต่ละครั้งแสดงไว้ในตารางที่ 2 การวิเคราะห์ดำเนินการใน IDEA StatiCa ทั้งแบบเปิดใช้งานความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและปิดใช้งาน ผลลัพธ์ทั้งสองชุดแสดงไว้ในรูปที่ 9 สำหรับกรณีส่วนใหญ่ที่ขีดจำกัดปัจจัยการโก่งเดาะควบคุม ไม่มีความแตกต่างระหว่างทั้งสอง ความแตกต่างถูกสังเกตพบสำหรับแรงตามแนวแกนที่กระทำ 75 kips และ 100 kips

สำหรับการเชื่อมต่อที่มีแรงตามแนวแกน 75 kips เมื่อปิดใช้งานความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิต ขีดจำกัดการโก่งเดาะถูกถึงที่โมเมนต์ที่กระทำ 225 kip-in เมื่อเปิดใช้งานความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิต ขีดจำกัดความเครียดถูกถึงที่โมเมนต์ที่กระทำ 222 kip-in สิ่งสำคัญที่ต้องสังเกตคือขีดจำกัดความเครียดไม่ได้ถูกถึงอย่างค่อยเป็นค่อยไป แต่มีการเพิ่มขึ้นอย่างมากของความเครียด (~3%) สำหรับการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยของโมเมนต์ที่กระทำ (1 kip-in) ก่อนถึงขีดจำกัดทันที

สำหรับการเชื่อมต่อที่มีแรงตามแนวแกน 100 kips เมื่อปิดใช้งานความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิต ขีดจำกัดการโก่งเดาะถูกถึงที่โมเมนต์ที่กระทำ 146 kip-in เมื่อเปิดใช้งานความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิต แรงกระทำ 131 kip-in ส่งผลให้ปัจจัยการโก่งเดาะเท่ากับ 3.10 และความเครียดสูงสุด 2.2% สำหรับแรงกระทำที่มากขึ้น การวิเคราะห์ไม่สามารถเสร็จสมบูรณ์ได้ ซึ่งบ่งชี้ว่าถึงจุดขีดจำกัดแล้ว โมเมนต์ที่มีปัจจัยสูงสุดถูกนำมาเป็นโมเมนต์ที่กระทำสูงสุดที่การวิเคราะห์เสร็จสมบูรณ์ 100%

สำหรับการวิเคราะห์ทั้งสองนี้ IDEA StatiCa ให้กำลังที่มากกว่าการคำนวณแบบดั้งเดิม  จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อกำหนดว่าการวิเคราะห์การโก่งเดาะแบบอไม่ยืดหยุ่นจะเหมาะสมกว่าหรือไม่ หรือจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ในวิธีการประเมินการเชื่อมต่อนี้

inline image in article

รูปที่ 9 การเปรียบเทียบผลลัพธ์การศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงอัดตามแนวแกนและโมเมนต์ดัด 

ตารางที่ 2 สภาวะขีดจำกัดที่ควบคุมสำหรับผลลัพธ์ที่แสดงในรูปที่ 9

แรงตามแนวแกน (kips)

IDEA StatiCa

(GMNA เปิด)

IDEA StatiCa

(GMNA ปิด)

แบบดั้งเดิม
0การโก่งเดาะ (ผนัง HSS)การโก่งเดาะ (ผนัง HSS)กำลังของชิ้นส่วน HSS
25การโก่งเดาะ (ผนัง HSS)การโก่งเดาะ (ผนัง HSS)การครากเฉพาะที่ของผนัง HSS
50การโก่งเดาะ (ผนัง HSS)การโก่งเดาะ (ผนัง HSS)การครากเฉพาะที่ของผนัง HSS
75ขีดจำกัดความเครียด (ผนัง HSS)การโก่งเดาะ (ผนัง HSS)การครากเฉพาะที่ของผนัง HSS
100ถึงจุดขีดจำกัดในการวิเคราะห์การโก่งเดาะ (ผนัง HSS)การครากเฉพาะที่ของผนัง HSS
125การโก่งเดาะ (ผนัง HSS)การโก่งเดาะ (ผนัง HSS)การครากเฉพาะที่ของผนัง HSS
134การโก่งเดาะ (ผนัง HSS)การโก่งเดาะ (ผนัง HSS)n/a

Sample files

5 สรุป

การศึกษานี้เปรียบเทียบการออกแบบการเชื่อมต่อคานบนเสาโดยวิธีการคำนวณแบบดั้งเดิมที่ใช้ในการปฏิบัติงานในสหรัฐอเมริกาและ IDEA StatiCa ข้อสังเกตสำคัญจากการศึกษา ได้แก่:

  • กำลังที่ได้จาก IDEA StatiCa สอดคล้องกับการคำนวณแบบดั้งเดิมเป็นอย่างดี โดยความแตกต่างส่วนใหญ่อยู่ในด้านที่อนุรักษ์นิยม
  • สำหรับกรณีที่ศึกษา การจำกัดปัจจัยการโก่งเดาะที่ 3.00 พบว่าเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและอนุรักษ์นิยมในการจำกัดผลกระทบของความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและพิจารณาสภาวะขีดจำกัดเสถียรภาพแบบยืดหยุ่น
  • IDEA StatiCa คำนึงถึงผลกระทบของแผ่นเสริมความแข็งที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งส่งผลต่อกำลังของสภาวะขีดจำกัดเฉพาะที่ของเอว
  • มีการสังเกตพบการพึ่งพาตาข่ายในระดับหนึ่ง IDEA StatiCa แสดงกำลังที่ลดลงเมื่อขนาดตาข่ายถูกตั้งค่าให้เล็กกว่าค่าเริ่มต้น

6 เอกสารอ้างอิง

AISC. (2016). Specification for Structural Steel Buildings. American Institute of Steel Construction, Chicago, Illinois.

AISC. (2017). Steel Construction Manual, 15th Edition. American Institute of Steel Construction, Chicago, Illinois.

Packer, J., Sherman, D., and Lecce, M. (2010). Hollow Structural Section Connections. Design Guide 24, American Institute of Steel Construction, Chicago, Illinois.