การเชื่อมต่อแบบต่อตรงด้วยสลักเกลียว (AISC)

Subcode: LRFD

ประเภทการเชื่อมต่อ: การเชื่อมต่อแบบต่อตรงด้วยสลักเกลียว

ระบบหน่วย: เมตริก

ออกแบบตาม: AISC 360-16

ตรวจสอบ: สลักเกลียวรับแรงเฉือนและแรงกด

วัสดุแผ่น: A709, Gr. 50

สลักเกลียว: 5/8'' A307

รูปทรงเรขาคณิต

แรงกระทำที่ใช้

การเชื่อมต่อแบบต่อตรงด้วยสลักเกลียวรับแรงดึง เพื่อให้สลักเกลียวรับแรงเฉือนถูกใช้งานที่ 100 %

ขั้นตอนการคำนวณ

การเชื่อมต่อแบบต่อตรงด้วยสลักเกลียวที่รับแรงแบบศูนย์กลางร่วมได้รับการออกแบบให้สลักเกลียววิบัติในแรงเฉือน (AISC 360-16 – J3.6) นอกจากนี้ยังตรวจสอบกำลังของสลักเกลียวในการรับแรงกด (AISC 360-16 – J3.10) และกำลังของแผ่นในการรับแรงดึง (AISC 360-16 – J4.1) โดยเกลียวของสลักเกลียวถูกตัดผ่านระนาบแรงเฉือน

การคำนวณด้วยมือ

กำลังของสลักเกลียว

กำลังต้านทานของระนาบแรงเฉือนหนึ่งระนาบของสลักเกลียวหนึ่งตัวในแรงเฉือนเท่ากับ 27.6 kN สลักเกลียวแต่ละตัวมีสองระนาบแรงเฉือน และมีสลักเกลียว 9 ตัวในแต่ละครึ่งของการต่อ ดังนั้นกำลังต้านทานรวมเท่ากับ 2 ∙ 9 ∙ 27.6 = 496.7 kN

กำลังต้านทานแรงกดและกำลังต้านทานการฉีกขาดต้านทานแรงที่กระทำบนทั้งสองระนาบแรงเฉือน กล่าวคือ 2 ∙ 27.6 = 55.2 kN กำลังต้านทานที่น้อยที่สุดคือกำลังต้านทานการฉีกขาดของสลักเกลียวใกล้ขอบของแผ่นที่เชื่อมต่อซึ่งมีความหนา 10 mm เท่ากับ 121 kN สลักเกลียวอื่นมีกำลังต้านทานแรงกด 128.1 kN และแผ่นที่มีความหนา 10 mm เป็นตัวกำหนด ผลรวมของความหนาของแผ่นต่อที่ต้านทานแรงกดเท่ากับ 12 mm

กำลังของแผ่นในการรับแรงดึง

\[ \phi R_n = \phi F_y A_g = 0.9 \cdot 344.7 \cdot 2000 = 620.46 \, \textrm{kN} \]

\[ \phi R_n = \phi F_u A_e = 0.75 \cdot 448.2 \cdot 1476 = 496.16\,\textrm{kN} \]

การตรวจสอบใน IDEA StatiCa Connection

มีแรงดึงบางส่วนในสลักเกลียวเนื่องจากการเสียรูปของแผ่น สลักเกลียวถูกใช้งานที่ 99.9 % และแผ่นเกิดการครากตัว จากความเครียดพลาสติกที่แผ่นที่เชื่อมต่อ จะเห็นได้ว่าสำรองกำลังไม่สูงมากนัก

การเปรียบเทียบ

แรงดึงในสลักเกลียวถูกละเลยในการคำนวณด้วยมือ แต่ไม่ส่งผลกระทบต่อกำลังแรงเฉือนของสลักเกลียวมากนัก กำลังต้านทานแรงกระทำใน IDEA StatiCa Connection เท่ากับ 494 kN ในขณะที่การคำนวณด้วยมือได้ 496 kN ใน IDEA StatiCa Connection สลักเกลียวเป็นตัวกำหนดและแผ่นเกิดการครากตัว ในการคำนวณด้วยมือ สลักเกลียวและการฉีกขาดของแผ่นในแรงดึงมีกำลังต้านทานแรงกระทำเท่ากัน ความแตกต่างระหว่างผลลัพธ์จากซอฟต์แวร์และการคำนวณด้วยมืออยู่ที่เพียง 0.4 %