Rigid moment-resisting beam-to-HSS column connections

Det finnes en rekke public domain connection solutions for moment-resisting frames under high seismic loading tilgjengelig som prekvalifiserte design I AISC 358, men ingen av disse gjelder direkte til hule strukturelle seksjons medlemmer. Dette fraværet av godkjente fullstyrke seismiske øyeblikksforbindelser for hule seksjoner oppfattes noen ganger som en barriere for å bruke HSS-kolonner i slike rammer (erkjenner At W-seksjoner typisk vil bli valgt for bjelker) i Nord-Amerika.

Membran tilnærming

I Japan er det en meget høy utnyttelse av hule seksjoner som søyler i stål stivt koblet øyeblikk motstand rammer, som slike tilkoblinger er prekvalifisert og fabrikasjon butikker er godt kjent med denne modusen for konstruksjon. Ved hjelp av en (anbefalt) sterk kolonne-svak stråle designprosedyre, for å oppnå full momentkapasitet, er det vanligvis nødvendig med tverrsøylestivere for å overføre aksiale belastninger i stråleflensene. Disse (to) stivere kan enten være interne, eksterne eller gjennom membraner, eksempler på hvilke er gitt I Fig. 1.

Fig. 1: Membran tilkobling TIL RHS kolonne: (a) ekstern; (b) Gjennom

Design prosedyrer for disse membran tilkoblingstyper er gitt I Kapittel 8 AV CIDECT Design Guide no. 9 På Tilkoblinger TIL HSS Kolonner (2004). Gjennom membranen (Fig. 1 (b)) er Den mest populære I Japan, men membran-til-kolonne fabrikasjonsprosedyren er nå standardisert der og i stor grad utført av sveiseroboter i butikken. Denne teknikken, og den resulterende kvaliteten som forventes, er vanskelig å oppnå for butikker som ikke er kjent med slik fabrikasjon. Den eksterne membranmetoden for stivning av kolonnen er et praktisk alternativ for utbredt implementering; det er mye enklere å dikte og formet membraner kan gled over EN HSS kolonne uten å kutte kolonneelementet. Dette konseptet er allerede tatt i bruk i alvorlige seismiske områder andre steder (F.Eks Fig. 2).

Fig. 2: Ekstern membran til rund HSS-kolonneforbindelse (Auckland lufthavn, New Zealand)

Proprietære Forbindelser

AISC 358 har prekvalifisert Conxtech® Conxl™ øyeblikksforbindelse for Spesielle Øyeblikksrammer (Smf-Er) Og Mellomliggende Øyeblikksrammer (Imf-Er), med stråleklare dybdeforhold for 7 (For Smf-Er) og ≥ 5 (For Imf-er) og 16 tommer. firkantede kolonner. ConXtech® (www.conxtech.com) har også MOTTATT ICC-ES-kvalifisering for en annen versjon, ConXR™ moment connection, for mindre kolonner. Denne proprietære tilkoblingen (vist I Fig. 3) består av krageaggregater som danner en kompresjonskrage rundt en firkantet hss-kolonne når den festes med høystyrkeforspente bolter. Stiv bi-aksial fiksering oppnås mellom søylen (betongfylt) og opptil fire w-seksjonsbjelker, uten feltsveising. Kolonnekrager (MED 3D-konisk) er i utgangspunktet butikksveiset til alle fire hjørner av kolonnen, og strålekrager (også konisk) er også butikksveiset til topp-og bunnstråleflensene, og på stedet senkes bjelkene ned i støttene på kolonnen og til slutt strammes delene sammen med diagonale bolter i kolonnehjørnene. Kragene (smidd og maskinert) er utformet for å forbli i det vesentlige elastisk, med tilstrekkelig styrke til å tvinge hengsling i bjelkene. I konvensjonell momentrammedesign holdes antall øyeblikksbestandige rammer på et minimum av økonomiske grunner, men med dette rammesystemet oppnås en «distribuert øyeblikksbevarende romramme» siden alle eller de fleste bjelkekolonneforbindelser er øyeblikksbevarende, og dette fører til mye større redundans og robusthet, med økt motstand mot progressiv sammenbrudd (AISC 358). Dette patenterte bi-axial framing system av California-baserte ConXtech® er prekvalifisert AV AISC 358 for bare 16 i. square hss betongfylte kolonner i dag.

Fig. 3: modell Av Conxtech® ConXL™ øyeblikkstilkobling, og med en stråle fjernet

Et annet seismisk øyeblikkstilkoblingssystem, potensielt aktuelt for kvadratisk OG rektangulær HSS, men ikke prekvalifisert i dag av AISC 358, Er sideplate® (www.sideplate.com). dette systemet bruker en serie sveisede plater for å skape en stiv, fast plan forbindelse mellom kolonnen og w-seksjonsbjelken(e). I butikken sveises flensdekselplater til toppen og bunnen av strålen (e) og sideplater sveises til to sider av kolonnen. På stedet, i den siste utførelsen av dette systemet, kan tilkoblingen fullføres ved å bolte bjelkedekselplatene til vinkler som stikker ut fra kolonnens sideplater. Dette konseptet har potensial for utvikling som en prekvalifisert proprietær seismisk øyeblikkstilkobling for HSS-kolonner.

Boltede endeplater eller braketter for bjelke-TIL-HSS-kolonneforbindelser

utvalget av prekvalifiserte tilkoblinger i AISC 358 inkluderer boltede, ikke-stivede og utvidede endeplatemomentforbindelser, samt Kaiser boltede brakett, som er en proprietær form som bruker stivede braketter i støpt stål. Disse standard og proprietære tilkoblinger er utviklet for bruk Med W-seksjon kolonner. Tilpasning av slike konfigurasjoner til hss-kolonner krever utvikling av løsninger som omhandler spørsmålet om lokale deformasjoner i forbindelseskolonneflaten.

Å Oppnå full stivhet samt overstyrke i øyeblikk i direkte boltede tilkoblinger til ansiktene TIL HSS-kolonner kan være vanskelig og er ofte upraktisk, da kolonneveggene vanligvis må forsterkes på en eller annen måte; for eksempel ved tilsetning av krager eller krageplater. Fig. 4 illustrerer en mulig løsning for en endeplateforbindelse, til en betongfylt HSS-kolonne ved hjelp av lange «gjennomgående bolter». Toveisforbindelser kan være detaljert slik at boltene eller stengene er litt kompensert.

Fig. 4: Endeplateforbindelser til en betongfylt kolonne med lange «gjennomgående bolter»