การวิเคราะห์เสถียรภาพของแผ่น Bracket โดยใช้การวิเคราะห์การโก่งเดาะเฉพาะที่และการวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นของวัสดุ (AISC)
เมื่อออกแบบการเชื่อมต่อตาม AISC 360 บทที่ J.4 ได้กำหนดสูตรสำหรับองค์ประกอบของชิ้นส่วนที่จุดต่อและองค์ประกอบเชื่อมต่อ เช่น แผ่นเหล็ก แผ่น Gusset เหล็กฉาก และ Bracket วิธีการออกแบบแบบดั้งเดิมใช้สมการทางคณิตศาสตร์ในการคำนวณกำลังขององค์ประกอบโครงสร้าง
แม้ว่าจะมีการพัฒนาสมการที่แม่นยำสำหรับเงื่อนไขทั่วไปส่วนใหญ่แล้ว แต่สำหรับองค์ประกอบการเชื่อมต่อบางส่วนยังคงมีเพียงสมการเชิงประจักษ์หรือกึ่งประจักษ์เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ด้วยเทคนิคการสร้างแบบจำลองที่เหมาะสม การเชื่อมต่อสามารถออกแบบด้วยแบบจำลอง Finite Element โดยพิจารณาสิ่งต่อไปนี้:
- การวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นของวัสดุ (MNA) เพื่อการทำนายกำลังที่แม่นยำ
- การวิเคราะห์การโก่งเดาะเชิงเส้น (LBA) สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมการโก่งเดาะยืดหยุ่นในอุดมคติของการเชื่อมต่อ
- ความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิต (GMNIA) เพื่อรวมผลอันดับสอง พฤติกรรมวัสดุแบบไม่ยืดหยุ่น ความไม่สมบูรณ์ทางเรขาคณิต และความเค้นตกค้างใน LBA
การวิจัยนี้รวมถึงข้อมูลการทดลองจากชิ้นทดสอบ 86 ชิ้น การคำนวณด้วยมือโดยใช้วิธีการออกแบบตามคู่มือ AISC ฉบับที่ 15th และวิธี Finite Element
บทสรุป:
- สำหรับชิ้นทดสอบ 86 ชิ้น วิธีการออกแบบในคู่มือ AISC Edition ที่ 15 มีความอนุรักษ์นิยม
- ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าสามารถได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำด้วยวิธี Finite Element โดยการรวม MNA กับ LBA
- เพื่อหลีกเลี่ยงการโก่งเดาะ แรงวิกฤต Pel ที่อ้างอิงจาก LBA ต้องมีค่าเท่ากับหรือมากกว่า 4Pr สำหรับการออกแบบ LRFD และ 6Pr สำหรับการออกแบบ ASD
- ตัวอย่างการออกแบบการเชื่อมต่อแบบ Bracket นำเสนอโดยใช้การคำนวณด้วยมือและการวิเคราะห์ Finite Element
ผู้เขียน: Bo Doswell, PE, Ph.D.
บริษัท: ARC International, LLC
วันที่: 26 สิงหาคม 2022
เกี่ยวกับผู้เขียน:
Bo Dowswell เริ่มต้นในอุตสาหกรรมเหล็กในปี 1985 ในฐานะผู้จัดทำแบบ นับแต่นั้นเขาได้รับปริญญา B.S., M.S. และ Ph.D. จาก Auburn University และ The University of Alabama at Birmingham ในฐานะวิศวกรวิชาชีพ การปฏิบัติงานออกแบบของเขามุ่งเน้นที่โครงสร้างเหล็ก ปัจจุบันเขาเป็นหัวหน้าของทั้ง SDS Consulting บริษัทออกแบบ และ ARC International ซึ่งเชี่ยวชาญด้านการวิจัยและที่ปรึกษา Bo Dowswell ยังเป็นอาจารย์พิเศษที่ The University of Alabama at Birmingham ซึ่งการวิจัยและการสอนของเขามุ่งเน้นที่การออกแบบการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็ก นอกจากนี้เขายังให้บริการที่ปรึกษาสำหรับ AISC Steel Solutions Center
Bo Dowswell เป็นผู้เขียน AISC Design Guide 33, Curved Member Design และเขาตีพิมพ์บทความทางเทคนิคเกี่ยวกับการออกแบบเหล็กเป็นประจำ เขาได้รับรางวัล AISC T. R. Higgins Lectureship Award ประจำปี 2020 จากการวิจัยและสิ่งพิมพ์เกี่ยวกับแผ่น Gusset เขาเป็นสมาชิกของคณะกรรมการ AISC หลายชุด รวมถึง Committee on Specifications, Committee on Manuals, Committee on Research และ Task Group on Industrial Buildings and Nonbuilding Structures Bo Dowswell ยังเป็นสมาชิกของ Structural Stability Research Council ซึ่งกิจกรรมของเขาเกี่ยวข้องกับเสถียรภาพขององค์ประกอบการเชื่อมต่อและคานเป็นหลัก