การเชื่อมต่อแผ่นผ่าน/แผ่นสาขากับ HSS สี่เหลี่ยมผืนผ้า (AISC)
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:
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