stela moment-resisting beam-to-HSS column connections
det finns ett antal public domain connection solutions för moment-resisting frames under high seismic loading tillgängliga som förkvalificerade mönster i AISC 358, men ingen av dessa avser direkt ihåliga strukturella sektionsdelar. Denna frånvaro av godkända seismiska momentanslutningar med full styrka för ihåliga sektioner uppfattas ibland som ett hinder för att använda HSS-kolumner i sådana ramar (erkänner att W-sektioner vanligtvis skulle väljas för balkar) i Nordamerika.
Membraninriktning
i Japan finns det ett mycket högt utnyttjande av ihåliga sektioner som kolonner i stelt anslutna momentbeständiga ramar, eftersom sådana anslutningar är förkvalificerade och tillverkningsbutiker är mycket bekanta med detta konstruktionssätt. Med hjälp av en (rekommenderad) konstruktionsprocedur med stark kolonn-svag stråle, för att uppnå full momentkapacitet behövs vanligtvis tvärgående kolonn förstyvningar för att överföra axiella belastningar i strålflänsarna. Dessa (två) förstyvningar kan vara antingen interna, externa eller genom membran, exempel på vilka ges i Fig. 1.
Fig. 1: Membrananslutning till RHS-kolonn: (a) extern; (b) genom
Designprocedurer för dessa membrananslutningstyper ges i kapitel 8 i CIDECT Design Guide No.9 Om anslutningar till HSS-kolumner (2004). Det genomgående membranet (Fig. 1 (b)) är den mest populära i Japan, men membran-till-kolonn tillverkningsproceduren är nu standardiserad där och utförs till stor del av svetsrobotar i butiken. Denna teknik, och den förväntade kvaliteten, är svår att uppnå för butiker som inte känner till sådan tillverkning. Den externa membranmetoden för förstyvning av kolonnen är ett praktiskt alternativ för omfattande implementering; det är mycket enklare att tillverka och de formade membranen kan glida över en HSS-kolumn utan att klippa kolonnelementet. Detta koncept har redan antagits i svåra seismiska regioner någon annanstans (t.ex. 2).
Fig. 2: Extern membran till Rund HSS-kolumnanslutning (Auckland airport, Nya Zeeland)
proprietära anslutningar
AISC 358 har förkvalificerat conxtech-Anslutningen för CXL-moment för speciella Momentramar (SMF) och mellanliggande Momentramar (IMF), med strålklara span-till-djupförhållanden CX 7 (för SMF) och 5 (för IMF) och 16 tum. fyrkantiga kolumner. Conxtech (www.conxtech.com) har också fått ICC-ES-kvalifikation för en annan version, ConXR kubi moment connection, för mindre kolumner. Denna proprietära anslutning (visas i Fig. 3) består av krageaggregat som bildar en kompressionskrage runt en fyrkantig HSS-kolonn när den fästs med höghållfasta förspända bultar. Styv biaxiell fixitet uppnås mellan kolonnen (betongfylld) och upp till fyra w-sektionsbalkar, utan fältsvetsning. Kolonnkragar (med en 3D-avsmalning) är initialt butikssvetsade till kolonnens alla fyra hörn och strålkragar (även avsmalnande) är på samma sätt svetsade till de övre och nedre balkflänsarna, sedan på plats sänks balkarna i sina stöd på kolonnen och slutligen dras delarna ihop med diagonala bultar vid kolonnhörnen. Kragen (smidda och bearbetade) är utformade för att förbli väsentligen elastiska, med tillräcklig styrka för att tvinga hinging i balkarna. I konventionell momentramkonstruktion hålls antalet momentbeständiga ramar till ett minimum av ekonomiska skäl, men med detta inramningssystem uppnås en ”distribuerad momentresistent rymdram” eftersom alla eller de flesta strålkolonnanslutningar är momentresistenta och detta leder till mycket större redundans och robusthet, med ökat motstånd mot progressiv kollaps (AISC 358). Detta patenterade bi-axiella inramningssystem av Kalifornienbaserade ConXtech kub är förkvalificerat av AISC 358 för endast 16 in. square HSS betongfyllda kolumner för närvarande.
Fig. 3: modell av Conxtech Audrey conxl-ögonblicksanslutning, och med en stråle borttagen
ett annat seismiskt momentanslutningssystem, potentiellt tillämpligt på kvadratisk och rektangulär HSS, men inte förkvalificerad för närvarande av AISC 358, är Sideplate www.sideplate.com). detta system använder en serie svetsade plattor för att skapa en styv, fast plan anslutning mellan kolonnen och W-sektionsstrålen. I butiken svetsas flänsskyddsplattor till toppen och botten av balken / balkarna och sidoplattorna svetsas till två sidor av kolonnen. På plats, i den senaste utföringsformen av detta system, kan anslutningen slutföras genom att bulta balkens täckplattor till vinklar som sticker ut från kolonnens sidoplattor. Detta koncept har potential för utveckling som en förkvalificerad proprietär seismisk momentanslutning för HSS-kolumner.
bultade Ändplattor eller fästen för Balk-till-HSS-kolonnanslutningar
utbudet av förkvalificerade anslutningar i AISC 358 inkluderar bultade ostifferade och förstyvade förlängda ändplattans momentanslutningar, liksom Kaiser bultad konsol, som är en proprietär form som använder förstyvade fästen i gjutstål. Dessa standard-och proprietära anslutningar är utvecklade för användning med W-sektionskolumner. Anpassning av sådana konfigurationer till HSS-kolumner kräver utveckling av lösningar som hanterar frågan om lokala deformationer i anslutningskolumnens ansikte.
att uppnå full styvhet såväl som momentöverstyrka i direktbultade anslutningar till ytorna på HSS-kolumner kan vara svårt och är ofta opraktiskt, eftersom kolonnväggarna vanligtvis måste förstärkas på något sätt; till exempel genom tillsats av krage eller krage plattor. Fig. 4 illustrerar en möjlig lösning för en ändplåtanslutning till en betongfylld HSS-kolonn med långa ”genomgående bultar”. Tvåvägsanslutningar kan vara detaljerade så att bultarna eller stavarna är något förskjutna.
Fig. 4: Ändplåtsanslutningar till en betongfylld kolonn med långa ”genomgående bultar”