รายละเอียดการออกแบบ Moment Frames โดยใช้การเชื่อมต่อที่ผ่านการรับรองล่วงหน้า - AISC

การเชื่อมต่อที่ผ่านการรับรองล่วงหน้า

ตาม AISC 341 การออกแบบการเชื่อมต่อคานกับเสาสำหรับ Intermediate Moment Frames (IMF) และ Special Moment Frames (SMF) จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของข้อใดข้อหนึ่งต่อไปนี้:

1. ใช้การเชื่อมต่อที่ผ่านการรับรองล่วงหน้าจาก AISC 358
2. การรับรองล่วงหน้าตาม AISC 341 Section K1
3. การทดสอบแบบวัฏจักรตาม AISC 341 Section K2

ในทางปฏิบัติ ตัวเลือกที่ 1 ถูกใช้บ่อยที่สุดเนื่องจากความสะดวกในการใช้งาน

การเชื่อมต่อที่ผ่านการรับรองล่วงหน้าตาม AISC 358

AISC 358 มอบตัวเลือกการเชื่อมต่อคานกับเสาหลายรูปแบบที่ผ่านการรับรองล่วงหน้าสำหรับแผ่นดินไหวให้แก่วิศวกร

สำหรับการเชื่อมต่อแต่ละประเภท จะมีสูตรเชิงประสบการณ์และข้อจำกัดทางเรขาคณิตเฉพาะเพื่อให้แน่ใจว่าความเป็นพลาสติกเกิดขึ้นในตำแหน่งที่ต้องการ

ตอนนี้ มาดูวิธีการออกแบบ Bolted End-Plates กัน

Bolted End-Plate (BUEEP หรือ BSEEP)

แผ่นปลายแบบสลักเกลียวแบ่งออกเป็น 3 ประเภท:

• Four-bolt unstiffened - BUEEP - 4E
• Four-bolt stiffened - BSEEP - 4ES
• Eight-bolt stiffened - BSEEP - 8ES

แต่ละประเภทย่อยมีข้อจำกัดทางเรขาคณิตและสูตรเชิงประสบการณ์เป็นของตัวเองเพื่อให้แน่ใจว่าความเป็นพลาสติกพัฒนาขึ้นในตำแหน่งที่ต้องการ

ยกตัวอย่างประเภทที่ง่ายที่สุด คือ BUEEP - 4E หลังจากคำนวณในสเปรดชีตของคุณแล้ว คุณพบว่าความสามารถรับแรงของการเชื่อมต่อนี้ไม่เพียงพอ คุณจะต้องอัปเกรดการเชื่อมต่อไปยังประเภทถัดไป คือ BSEEP - 4ES อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสูตรเชิงประสบการณ์และข้อจำกัดทางเรขาคณิตที่แตกต่างกัน คุณจะต้องสร้างสเปรดชีตใหม่ทั้งหมด และหากปรากฏว่าความสามารถรับแรงของการเชื่อมต่อนี้ยังไม่เพียงพออีก คุณจะต้องอัปเกรดอีกครั้งไปยัง BSEEP - 8ES ซึ่งต้องใช้สเปรดชีตอีกชุดหนึ่ง

ลองนึกภาพว่าคุณออกแบบด้วย BSEEP-8ES เสร็จแล้ว แต่ถูกขอให้เปลี่ยนไปใช้ประเภทอื่น (RBS, BFP หรืออื่นๆ) คุณจะต้องศึกษาบทที่แตกต่างกันใน AISC 358 ทำความเข้าใจข้อจำกัดทางเรขาคณิตใหม่และสูตรเชิงประสบการณ์ใหม่เพื่อสร้างสเปรดชีตที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง นั่นหมายความว่าคุณอาจต้องสร้างสเปรดชีตแยกกันถึงสี่ชุด ซึ่งจะใช้เวลาและความพยายามอย่างมาก

มาดูกันว่ากระบวนการนี้สามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้ IDEA StatiCa ได้อย่างไร

การตรวจสอบการเชื่อมต่อที่ผ่านการรับรองล่วงหน้าด้วย IDEA StatiCa

ด้วย IDEA StatiCa คุณสามารถข้ามงานด้วยตนเองส่วนใหญ่ได้ IDEA StatiCa มีแม่แบบสำหรับการเชื่อมต่อที่ผ่านการรับรองล่วงหน้า ดังนั้นคุณไม่จำเป็นต้องสร้างแบบจำลองทุกอย่างตั้งแต่ต้น 

ตัวอย่างเช่น คุณสามารถเริ่มต้นด้วยแม่แบบนี้สำหรับ BSEEP - 4ES

จากนั้น เลือกระบบต้านทานแรงด้านข้าง (IMF/SMF) และประเภทการเชื่อมต่อที่ใช้ จากนั้น IDEA StatiCa จะทำการตรวจสอบข้อจำกัดทางเรขาคณิต 

สำหรับ Bolted End-Plates การตรวจสอบต่อไปนี้จะดำเนินการตาม Chapter 6 ในมาตรฐาน AISC 358-16:

• การตรวจสอบข้อจำกัดของคานตาม Chapter 6.3.1
• การตรวจสอบข้อจำกัดของเสาตาม Chapter 6.3.2
• การตรวจสอบข้อจำกัดรายละเอียดการเชื่อมต่อตาม Chapter 6.7 และ Table 6.1 การตรวจสอบนี้ประกอบด้วยการตรวจสอบเรขาคณิตของสลักเกลียวและแผ่นปลาย หากมีการเสริมความแข็ง แผ่นเสริมความแข็งของแผ่นปลายจะถูกตรวจสอบด้วย

หากข้อจำกัดทางเรขาคณิตไม่เป็นไปตามข้อกำหนด คำเตือนจะแสดงที่มุมบนซ้ายของหน้าจอ 3D และในรายงานด้วย ซึ่งช่วยให้คุณมั่นใจว่าการเชื่อมต่อของคุณอยู่ภายในขีดจำกัดของ AISC 358

เมื่อคุณตั้งค่าแบบจำลองและป้อนแรงที่ถูกต้องแล้ว เพียงคลิก Calculate.

IDEA StatiCa มอบสิ่งต่อไปนี้:

• การตรวจสอบตามมาตรฐาน
• การแสดงภาพความเค้น ความเครียดพลาสติก และบริเวณที่เกิดการครากของวัสดุ
• รายงานที่ครอบคลุม
• และอื่นๆ อีกมากมาย

หากคุณต้องการเปลี่ยนไปใช้ประเภทอื่น กระบวนการก็จะรวดเร็วในทำนองเดียวกัน เลือกแม่แบบ ป้อนแรง แล้วคลิก Calculate

บทสรุป

การออกแบบการเชื่อมต่อที่ผ่านการรับรองล่วงหน้าตาม AISC 358 เกี่ยวข้องกับการใช้สูตรและข้อจำกัดทางเรขาคณิตเฉพาะระบบ และต้องใช้สเปรดชีตหลายชุดสำหรับประเภทการเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน IDEA StatiCa ช่วยปรับปรุงกระบวนการนี้โดยมีแม่แบบในตัว การตรวจสอบเรขาคณิตอัตโนมัติ และการแสดงผลแบบภาพ ทั้งหมดในแพลตฟอร์มเดียว ซึ่งช่วยให้วิศวกรสามารถเปลี่ยนระหว่างประเภทการเชื่อมต่อได้อย่างรวดเร็วพร้อมทั้งมั่นใจในการปฏิบัติตามมาตรฐานการออกแบบ

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเชื่อมต่อที่ผ่านการรับรองล่วงหน้าใน IDEA StatiCa โปรดเยี่ยมชมบทความนี้:

• การตรวจสอบคุณสมบัติของการเชื่อมต่อที่ผ่านการรับรองล่วงหน้าสำหรับแผ่นดินไหวตาม AISC
• การตรวจสอบการเชื่อมต่อ Moment ที่ผ่านการรับรองล่วงหน้าตาม AISC 358
• การตรวจสอบ: การเชื่อมต่อ End Plate Moment (EPM) ที่ผ่านการรับรองล่วงหน้า - AISC

สำหรับบทช่วยสอนเชิงปฏิบัติ โปรดเยี่ยมชมบทความนี้:

• การออกแบบความสามารถรับแรงของการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็ก (AISC)