Breitflanschträger zu HSS-Säulenmomentverbindungen

Hollow Structural Sections (HSS) sind effiziente Mitglieder in einer Vielzahl von Anwendungen, einschließlich Moment Frames verwenden. Wenn die Balken und Säulen HSS-Mitglieder sind, können Momentverbindungen unter Verwendung der Bestimmungen im American Institute of Steel Construction (AISC) Spezifikation für Baustahlgebäude Kapitel K konstruiert werden. Die Tabellen in Kapitel K decken verschiedene Verbindungskonfigurationen ab und geben die Grenzzustände mit Die anwendbaren Kraftgleichungen. Wenn die Balken breitflanschige Abschnitte sind und die Säulen HSS sind, gibt es mehrere Optionen für Momentverbindungen und diese werden in diesem Artikel besprochen.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass die Verbindung zu einer HSS-Säule anders ist als die Überlegungen zum Verbinden mit den Flanschen einer breitflanschigen Säule. Die Momente im breitflanschträger werden zu konzentrierten Kräften an den Strahlflanschen gelöst, die in die Säule überführt werden müssen. Der Hauptunterschied zwischen einer HSS und einer breiten Flanschkolonne besteht darin, wie die Kräfte von den Strahlflanschen in die Spaltenbahnen übertragen werden, um als Scherung zu widerstehen. In einer breitflanschigen Säule befindet sich die Bahn (und damit die Steifigkeit) in der Mitte des Säulenflansches. In einer HSS-Säule müssen die auf die Säulenfläche aufgebrachten Kräfte auf die Seitenwände übertragen werden, die als Bahnen dienen. Aufgrund der Tatsache, dass HSS-Wände im Allgemeinen dünner sind und die Kräfte auf die Seitenwände übertragen müssen, wird die Dicke der HSS-Säulenwand eine kritische Betrachtung für die Festigkeit und Steifigkeit einer Momentverbindung zwischen einer HSS-Säule und einem breitflanschträger.

Angesichts dieser Überlegungen sind die in diesem Artikel erörterten gemeinsamen Verbindungstypen und die dazugehörigen Empfehlungen generell darauf gerichtet, die konzentrierten Kräfte aus den Strahlflanschen als nahe an die Seitenwände der HSS-Säule als praktisch anzuwenden. Für alle Verbindungskonfigurationen können zwei allgemeine Empfehlungen gemacht werden. Entwerfen Sie die Säule, um die Notwendigkeit einer Verstärkung an der Verbindung zu beseitigen und halten Sie das Verhältnis zwischen der Säulenbreite und der Strahlflanschbreite nahe bei einem.

Wenn möglich, sollten die Verbindungskonfiguration und die Kräfte, die auf die HSS-Spalten angewendet werden, bei der Auswahl der Spaltengröße berücksichtigt werden. Dickere Wände und / oder schmalere Säulenflächenabmessungen können die Säulenwand verstärken und versteifen und die Notwendigkeit kostspieliger Versteifungen oder Säulenverstärkung entfernen. Einfacher gesagt, es ist typischerweise ökonomischer, schwerere Säulen zu haben als verstärkte Verbindungen zu haben. Dies gilt auch für Verbindungen mit breitflanschigen Säulen. Es gibt Anforderungen an die Anwendung konzentrierter Kräfte auf die Flansche, die zum Zeitpunkt der Versteifung oder Verdopplerplatten führen können (wenn die Säulenbahn oder Flansche nicht dick genug sind). AISC empfiehlt, schwerere Säulenabschnitte zu verwenden, um kostspielige Verbindungsverstärkung zu vermeiden.

Die zweite Empfehlung besteht darin, die Säulenbreite und die Flanschbreite im optimalen Verhältnis zu halten. Schmale Strahlflansche (verglichen mit der Breite der Säulenfläche) konzentrieren die Kraft auf den zentralen Teil der HSS-Wand, wodurch die Dicke der Wand kritischer wird.

Fünf der häufigsten Verbindungstypen werden in diesem Artikel diskutiert, aber es gibt mehrere andere lebensfähige Konfigurationen, die in den Ressourcen besprochen werden. Dieser Artikel konzentriert sich auf niedrigseismische Anwendungen, aber es gibt Verbindungen, die für hochseismische Anwendungen geeignet sind.

(This article comes from Steel Tube Institute edit released)

Breitflanschträger in leichter Rahmenkonstruktion

Wie ist der Strahl so groß geworden? Dies war, was ich mich fragen musste, wenn ich fertig Größe und Detaillierung ein Stahlbalken, der sollte in der Bodenbalken Tiefe für eine flache Decke passen. Wir haben eine unbewehrte Mauerwerkslagerwand entfernt und einen neuen breitflanschträger installiert, um die vorhandenen Bodenbalken als Teil einer seismischen Nachrüstung und Umgestaltung zu unterstützen. Da die Bodenbalken über die vorhandene Tragwand gespleißt wären, wäre es viel einfacher gewesen, einfach einen neuen Balken unter den Balken einzubauen.

Der Architekt wollte nicht, dass der Strahl unterhalb des Rahmens installiert wurde, da er zu weit herausragen würde. Die Stahlkonstruktion bietet mehrere breite Flanschprofile, die für eine bestimmte Belastung funktionieren. Für diesen speziellen Entwurf könnte ich ein W24x55, ein W16x67 oder ein W14x90 benutzen. Jeder hat etwa die gleiche Stärke (Sektionsmodul, Sxx) und Steifigkeit (Trägheitsmoment, Ixx). Ohne Einschränkungen würden Sie den hellsten Abschnitt auswählen, der funktioniert. Raumbeschränkungen, die einen flacheren Strahl erfordern, führen zu einem erhöhten Strahlgewicht (und Kosten).

Ich schlug zwei Lösungen für die Installation der Strahl in der Bodenfläche und hängen die Balken von einem Nagel. Eine Option erlaubte es dem Stahlbalken, sich unter den Bodenbalken zu erstrecken, während der andere einen schwereren, flacheren Balken brauchte, um in den Raum zu passen. Der Besitzer wollte eine flache Decke und kümmerte sich nicht um die zusätzlichen Kosten für den Strahl, der etwa 60% mehr als die optimale Strahlgröße wog.

Ungeachtet der Platzbeschränkungen für die Konstruktion eines Stahlbalkens müssen die Konstrukteure einen geeigneten Aufhänger für die Verbindung zum Stahlbalken angeben. Simpson Strong-Tie hat viele passende obere Flanschbügel. Am häufigsten sind Kleiderbügel, die an einem Holz Nailer befestigt sind. Viele obere Flanschbügel können auch mit dem Träger verschweißt sein. Nicht jeder Nailer-Lösung ist für den Aufstieg bewertet, so wählen Sie einen Kleiderbügel, der Ihren Anforderungen entspricht.

Die Installateure können auch die Kleiderbügel mit pulverbetätigten Befestigungselementen anstelle des Schweißens verbinden. Zulässige Lasten für einige unserer oberen Flanschbügel werden in einem Konstruktionsbrief, ITS, MIT, LBV und BA-Aufhängern, die auf einem Stahlkopf mit puderbetätigten Befestigungen installiert sind, adressiert.

Natürlich, wie bei all unseren Aufhängelasten, schufen wir diese Lasten, indem wir viele Tests durchführten.

(This article comes from Simpson Strong-Tie editor released)