การเชื่อมต่อแผ่นผ่าน/แผ่นสาขากับ HSS สี่เหลี่ยมผืนผ้า (AISC)

This article is also available in:
Translated by AI from English
แผ่นเหล็กถูกสอดเข้าไปในเสาหน้าตัดกลวง การเปรียบเทียบความต้านทานของวิธี Component-Based Finite Element กับขั้นตอนใน AISC 360 บท K

ตัวอย่างนี้นำมาจาก AISC Design Guide 24 - ตัวอย่าง 7.1:

การเชื่อมต่อ HSS แบบเชื่อมนี้รับแรงดึงตามแนวแกนของแผ่นเหล็กที่เกิดจากชิ้นส่วนค้ำยันแนวทแยง เสารับแรงอัดตามแนวแกนจากน้ำหนักคงที่และน้ำหนักจร PD = 20.0 kips และ PL = 60.0 kips ให้ตรวจสอบว่าการเชื่อมต่อเพียงพอในฐานะการเชื่อมต่อแบบแผ่นสาขา หรือจำเป็นต้องใช้การเชื่อมต่อแบบแผ่นผ่าน โปรดทราบว่าการเชื่อมต่อได้รับการตรวจสอบภายใต้การกระทำของส่วนประกอบแรงของแผ่นเหล็กที่ตั้งฉากกับเสา เนื่องจากมีผลกระทบหลัก

ผลลัพธ์ใน Design Guide

เสาทำจากเหล็กเกรด ASTM A500 Gr. B และแผ่นเหล็กทำจากเหล็กเกรด A36

กำลังต้านทานที่ใช้ได้สำหรับสภาวะขีดจำกัดของการครากของผนัง HSS คือ:

  • 23.1 kips < 40 kips (LRFD)
  • 12.5 kips < 25 kips (ASD)

การพิจารณาการเชื่อมต่อในฐานะการเชื่อมต่อแบบแผ่นสาขาไม่เพียงพอ

การครากของผนังโดยสมมติว่าเป็นการเชื่อมต่อแบบแผ่นผ่าน:

  • 46.2 kips > 40 kips (LRFD)
  • 30.4 kips > 25 kips (ASD)

การเชื่อมต่อจะเพียงพอ

กำลังระบุสำหรับสภาวะขีดจำกัดของการครากจากแรงดึงบนแผ่นเหล็ก:

  • 64.8 kips > 40 kips (LRFD)
  • 43.1 kips > 25 kips (ASD)

IDEA StatiCa Connection

IDEA StatiCa ใช้การวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและวัสดุสำหรับการตรวจสอบจุดต่อหน้าตัดกลวง ความต้านทานแรงกระทำถูกกำหนดโดยเกณฑ์สี่ประการ:

  • การถึงขีดความสามารถของการตรวจสอบตามมาตรฐานของส่วนประกอบใดๆ (รอยเชื่อม สลักเกลียว เป็นต้น)
  • การถึงขีดจำกัดความเครียดพลาสติก 5% ของแผ่นเหล็ก
  • สิ้นสุดการลู่เข้า (หมายถึงการวิบัติจากการโก่งเดาะ)
  • การถึงขีดจำกัดการเสียรูปของหน้าตัด 3% 

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการวิเคราะห์จุดต่อหน้าตัดกลวง ดู จุดต่อของชิ้นส่วนหน้าตัดกลวง 

ใช้แรงกระทำที่สมดุลเพื่อให้สามารถโหลดเสาด้วยแรงอัดได้

ผลลัพธ์มีดังนี้:

inline image in article
inline image in article

โดยการโหลดเกินจุดต่อและเลือกฟังก์ชัน "Stop at limit strain" ใน Code setup สามารถกำหนดความต้านทานแรงกระทำได้ ซึ่งเท่ากับ 27.35 kips สำหรับ ASD และ 39.65 kips สำหรับ LRFD การเสียรูปของหน้าตัดเท่ากับ 2.3% และใกล้ถึงขีดจำกัด การเชื่อมต่อวิบัติโดยการถึงขีดจำกัดความเครียดพลาสติก 5% ของหน้าตัดกลวง

การเปรียบเทียบ

ผลลัพธ์ตาม IDEA StatiCa Connection มีความอนุรักษ์นิยมมากกว่าเล็กน้อย เหตุผลหลักประการหนึ่งคือตัวประกอบความปลอดภัย (ความต้านทาน) ที่ใช้ \(\Omega=1.67\) และ \(\phi=0.9\) สำหรับแผ่นเหล็กทั้งหมดใน IDEA Connection ไม่สามารถใช้ตัวประกอบความปลอดภัย (ความต้านทาน) ที่แตกต่างกันในแบบจำลองเดียวได้ 

Sample files