מבוא ל- AISC Shape נתונים בהנדסה מבנית

המכון האמריקאי לבנייה פלדה (AISC) הוא הגוף הסטנדרטי המוביל לתכנון ולבניית מבנים פלדה בארצות הברית.מרכז למתודולוגיית העיצוב המבנית שלו הוא AISCFLT:0Manual of Steel ConstructionFLT:1, המכיל נתונים ממצה עבור כמעט כל צורה סטנדרטית של פלדה משולבת המיוצרת בנתוני צפון אמריקה.

מה זה AISC Shape Data?

נתונים בצורת AISC מתייחס לתכונות גיאומטריות ומכניות של צורות פלדה מגולמות המופיעות במדריך AISC.צורות אלה כוללות beams רחבות (W-shapes), beams סטנדרטיות אמריקאיות (S-shapes) ו- MC-shajapes), זוויות (L-shapes, שווה ולא שווה), טרה מבנית (WT), שכבות מדויקות ו-Her) מעבר למחזור C-Her (מעגלות), משטח C-H) (מעגלות (מעגלות), משטח C-H) ו-C-Ric), משטח C-HRic), עיגולים (C-HercreJ), עיגולים פשוטים), עיגולים (מעגלות (מעגלות), עיגולים (D (מעגלות) עיגולים פשוטים), עיגולים (מסלולאריכותל-H) (מסלולאריכותר), עיגולים (מסלולאריכותר), עיגולים (מסלולאריים פשוטים), עיגולים (מעגלות (C-H) (C-HJ), עיגולים (מעגלות) (D (D (D (D (D (D (

הנתונים פורסמו על ידי AISC הן הקיסריות (U.S. Standard) ויחידות מדד (SI) במהדורה הנוכחית בעת כתיבתו היא המהדורה ה-16 של המדריך AISC, אם כי מהנדסים רבים עדיין מתייחסים למהדורות ה-15 או ה-14 לפרויקטים שעוצבו תחת קודים קודמים.כל צורה מוקצה כינוי סטנדרטי (למשל, W21×50) אשר מעבירה את משקלה חסר משקל והיקף, אך ורק לערכים בפועל, אך לא צריכים נתונים, לעתים קרובות, אך ורק מערכיהם, אך ורק מערכיהם אינם זקוקים לערכים מסוימים.

ארכיון התגים: מדוע נתונים מסוג AISC קיימים

לפני מסדי נתונים סטנדרטיים, מהנדסים היו צריכים למדוד או להעריך נכסים של חברות פלדה, המוביל ל-consistities ובעיות בטיחות פוטנציאליות.ה- AISC הראשון החל לפרסם מדריך מאוחדת ב- 1923, ובמשך עשרות השנים טבלאות הצורה התפתחו כדי לשקף יכולות מטבוליות מתגלגלות, שינויים בקוד העיצוב, וצרכי התעשייה.היום, הנתונים מוזיקים עם תקני ASTM עבור ציונים פלדה ו- AISC עבור תכונות עבור מבניית עבור מבניית עבור מבניית פלדה / מודלים של מבנים סטרי-טק (SI-360-AI) באופן ישיר (מערכת אחסון) ו-360-AI) באופן ישיר, המבטיחה-Fitural (IQIQIMF) באופן ישיר משוואות עיצוב ב-Fireative Modelsquareative Modelsquareative Modelsquaretable) בכל משוואות עיצוב ב-Fireative Modelsquaretable ב-Fireative Modelsquareative Models.

עקבו אחרי AISC Shape Data

כדי ליישם את נתוני צורת AISC ביעילות, מהנדסים חייבים להבין כל נכס המופיע בטבלה. להלן הוא התמוטטות מורחבת של רכיבי המפתח, עם הסברים כיצד כל אחד מתייחס לחישובים עיצוביים.

1. איור

כל שולחן צורה כולל עומק נומינאל (d) ורוחב הנגב (bf), עובי flange (tf), עובי אינטרנט (tw), ומידות ספציפיות אחרות כגון מלא רדיואי (k) וגובה הכולל. ממדים אלה משמשים לחישוב מרחקים ברורים, הברוטים של אתרי אינטרנט (מתאים), לבדוק קריטריונים קומפקטיים עבור רחב-flang, דוחות גם על פני השטח (במרחק חיצוני) (מפרק) (מפרק חיצוני).

2 משקל ואזור

משקל לכל אורך יחידה (lb/ft או ק"ג / m) ואזור חצוי (A,2 או מ"מ2) רשומים עבור כל צורה.המשקל משמש חישובים מתים וסידור חומרי. האזור מופיע במתח אקסקלי, דחיסה, ומשוואות יכולת הרהר.לדוגמה, התשואה של טנסול נומינאל של חבר הוא Pn=Fy ×, שבו הוא שטח ברוטו.

רגעים של אינרציה (Ix, Iy)

רגעים של אינרציה על עיקרי (x-x) וקטין (y-y) axes הם קריטי עבור חישובים השתקפות וניתוח יציבות. הם משמשים גם בנוסחת buckling Euler עבור עמודות סלנדר. טבלאות AISC לספק גם Ix וגם Iy, כמו גם את המפרק אלסטי (Sx, Sy) ואת המקטע הפלסטי (Z, אלה הם ערכים מדויקים מסגסוגת AISC.

סעיף Moduli (S & Z)

ה-גמישות סעיף Modulus (S=I/C, שבו c הוא המרחק מן הציר נייטרלי אל הסיבים הקיצוניים) משמש לחישוב מתח גמיש מתפתל: ⁇ = M / S. המקטע הפלסטי (Z) משמש לתכנון הגבלת המדינה תחת הרגע הפלסטי הנתב במלואו: Mp=Fy × Z. עבור חלקים קומפקטיים עם יכולת סיבובית מספקת, הרגע הפלסטי הוא הכשל / מילואים Z.

5.רדינוס של גימור (rx, ry, rz)

הרדיוס של גירוד (r= ⁇ (I/A) מופיע בחישובי יחס של זחלות עבור חברי דחיסה ובמשוואות של Euler buckling.The Small-axis Radiory הוא לעתים קרובות הגורם השולט בעיצוב עמודה, בעוד שר הרדיוס הקוטב או הטורלי משמש בדיקות בזבזניות מאוחר יותר.

6. Torsional Properties (J, Cw)

הקבוע הקדוש-Venant torsional קבוע (J) ואת קבוע ההשמדה (Cw) הם חיוניים לניתוח חברים תחת עומסים רסאליים, כגון beams או חברים כפופים לטעינה אקסצנטרית. עבור חלקים פתוחים (למשל, רחב-flanges), ניתוק השליטה בעונש, ואת קבוע המלחמה חייב להיות כלול עבור חלקים סגורים כמו HSS, הוא גדול Jw הוא CSC הוא לספק ערכים קטנים.

7 נתונים אחרים

תכונות נוספות כוללות את הקומפקטיות לבדוק באמצעות פרמטר λ (יחסי עתירי), אשר מסייע לקבוע אם סעיף הוא קומפקטי, לא שותף, או לוחות לספק גם את עיצוב Shear כוח coefficients (לעתים קרובות הפנה במדריך AISC חלק 16), ועבור W-shapes, יחס עומק-to-thickness h / tw ניתן עבור חישובים רשת.

גישה ובדיקה של AISC Shape נתונים

המקור העיקרי ל-AISC shape data הוא המדריך של טכנולוגיית פלדה:0AISC של פלדה ConstructionFevolveFelo1, זמין במהדורות הדפסה ודיגיטליות. AISC מציע גם את FLT:2AISC Shape DatabaseFLT 3 בפורמט גיליון אלקטרוני, המכיל את כל התכונות עבור משתמשים מדדיים, AISC מפרסם מסד נתונים נפרד עם יחידות SI.

קובצי תוכנה מבניים רבים (RAM Structural System, ETABS, STAAD, SDS/2) לייבא נתונים ישירות ל- AISC, אך הוא נחוש לאמת כמה ערכים באופן ידני עבור פרויקטים קריטיים.חלק שלישי של צד שלישי כמו FLT:0SteelBeam.comFLT:1 גם לפרסם טבלאות צורה, אבל מקור AISC הרשמי הוא סופי, בנוסף ל-FLT2:

יישום AISC Shape Data בעיצוב Calculations

לאחר שהנתונים של הטופס מתקבלים, המהנדסים ליישם אותו בסדרה של בדיקות של מדינות גבוליות הנדרשות על ידי AISC 360.למטה אנו עוברים מספר חישובים משותפים, מה שמראה כיצד התכונות ה ⁇ ישירות לתוך המשוואות.

דוגמה: חיזוק של באם תומך פשוט

שקול W24×76 beam (A992 פלדה, Fy= 50 ksi) המשתרע על פני 30 רגל, עם מופץ אחידה מת ועומס חי.הרגע המקסימלי הוא M=WL2/8. כדי לבדוק כוח מתפתל, הכוח הגמישות הרכה של nominal Mn תלוי אם ה-Kn-KKKKn = קומפקטי = mip = kn = kxn = mp = kxn=Kn=Kn=Kn=Kn=Kn=R=Kn=KKKKKn=R=R=R=R=R=R=R=R=R.

דוגמה 2: Shear Power of a Wide-Flange Beam

כוח Shear ב beams נשלט לעתים קרובות על ידי תשואות באינטרנט. AISC מספק טבודות אינטרנט Shear coefficients (Cv) ואת יחס עומק-to-thickness h / tw. עבור אותו W24×76, h / tw = 47.2, כלומר 0.2 = 0.0 = C. t. t. t = 0.2 = C. = 0.2 = 0.2 = C. = C. = 0. = 0. = 0.2 = 0.2 = C.

דוגמה 3: עמוד Axial Compression (Compact סעיף, No Slenderness Effects)

עבור עמודה W10x54 (A992) עם מטרות מסומנת ואורך יעיל KL = 10 רגל, כוח דחיסה נומינלית Pn הוא הגבול התשואות (Fy × Ag) או הגבלת האגרה של Eucrling ( ⁇ 2E / (KL) הוא מדד הלחץ הקומפקטי (Digence C) 2x) 2x4 = λ = × 4.

דוגמה: Lateral-Torsional Buckling Check

עבור קרן לא מוחה, יכולת הזינוק המאוחר תלויה באורך הלא-מוח Lb ותכונות הטורציונאליות של הסעיף (J ו- Cw) יחד עם ry. AISC מספק שלושה אזורים (Lb ⁇ Lp, LpFLT:0 Lr דחיסה Lp ו- Lr מחושב באמצעות נוסחאות הכוללות, CR) ו- LR.

חשיבותם של נתוני צורת ה-Modert Shape בבנייה המודרנית

ההשלכות של שימוש בנתונים מסוג מיושן או לא נכון יכולות להיות חמורות.אם Zx בפועל של קרן הוא 5% קטן יותר מהערך הנתפס בעיצוב, שולי הבטיחות מתכווץ. באזורים גבוהים, הגורמים המשתנים הנדרשים ודרישות דוקטרליות מסתמכות על מדדי פלסטיק מדויקים, ה- AICS גם מעדכנת נתונים בזמן כאשר מערכי שינוי מילימטר או צורות חדשות מוצגות, לדוגמה, למהנדסים קיימים יש לשמור על תכונות מתקדמות יותר של מבנה.

מלכודות נפוצות בשימוש ב-AISC Shape Data

  • (ב) ⁇ :0) יחידות השכילות: 1FLT:1 שימוש בנכסים אימפריאליים עם נוסחאות SI ללא המרת יחידה יכול לגרום שגיאות סדר-ההכרה.
  • (FLT:0) ,ממד נומינאל הם מדויקים: ⁇ FLT 1 לדוגמה, W21×50 יש עומק ממשי של 20.83, לא 21 בפנים.השולחן מספק את הערך המדויק עבור חישובים מדויקים של מתח.
  • (FLT:0) שימוש במהדורה מיושנת: FLT:1 אם קוד העיצוב מתייחס AISC 360-16, הנתונים בצורת צריך לבוא מתוך מדריך המהדורה ה -16 ערכים ישנים עשויים להיות מעט כבויים כי סובלנות מתגלגלת השתנתה.
  • (FLT:0) אבחון נכסים עבור חלקים פתוחים: ⁇ FLT ( 1:1 גם בפשפשפשה טהורה, מאוחר יותר, כולל J ו- Cw. Omitting הם יכולים להוביל עיצובים לא-שמרנים.
  • (FLT:0) לא לאמת מסדי נתונים של תוכנה:FLT:1 תוכניות ניתוח סטרקטיקלי לעתים קרובות להטביע מסד נתונים בצורת.זה חכם לבדוק כמה תכונות נגד מסד הנתונים הרשמי של AISC, במיוחד לאחר עדכון תוכנה.

טיפים מעשיים עבור מינוף AISC Shape נתונים

  1. (FLT:0) ,Maintain a Personal Property גיליון: 1 ; עבור צורות נפוצות המשמשות בפרויקט, יצירת סיכום אחד עמודים של תכונות מפתח (Zx, Sx, Ix, ry, Ag, J, Cw) עבור התייחסות מהירה.
  2. (FLT:0Cross-reference with ASTM Materials:FLT) 1 הנתונים בצורת הם עצמאיים של ציונים חומריים, אבל חישובי כוח דורשים את Fy הנכון ו-F.וודא שהציון החומרי של הצורה עקבי עם מקור הנתונים (למשל, A992 עבור רחבות-flangs, A500 עבור HSS).
  3. (FLT:0) השתמש ב-AISC Shape Database API:BuildFLT:1) עבור חברות שעושה עיצוב אוטומטי, AISC מספק מסד נתונים XML (Shape Data בפורמט XML) שניתן לשלבו בתוכנה אישית.
  4. (FLT:0) הגבלות קומפקטיות צ'אק: FLT:1 טבלאות הצורה לעתים קרובות מפרטות את יחסי הרוח-היקנות λ עבור flanges ו webs, אבל מהנדסים חייבים להשוות אלה עם הגבלת λp ו λr מ AISC 360. A סעיף שכותרתו "שותף" בטבלה עשוי לא להיות קומפקטי עבור כל מצבי עיצוב (למשל, כאשר באמצעות תשואות מופחתות).

מגמות עתידיות ב-AISC Shape Data

תעשיית הפלדה ממשיכה לפתח צורות ביצועים גבוהות עם גיאוגרפיות מעודנות כי אופטימיזציה יחסי כוח למשקל.לדוגמה, עמוק מאוד W-shapes (למשל, W40×397) זמינים כעת עבור יישומים ארוכי טווח, ו- AISC מוסיף אותם למדריך כמו מילימטרים להשקיע במערך חדש של גלילים, יש מגמה משולבת ל-3D BIM משולב (בניית מידע), אך לא כולל תכונות דיגיטליות של פורמטים (DS) אלא גם תכונות עיצוביות (DF) אלא גם כן, אלא גם תכונות סטנדרטיות).

מסקנה

נתונים בצורת AISC הם יותר משולחן ההתייחסות - זו השפה שבאמצעותה כוח פלדה ויציבות מועברים.מתחום הבסיסי של חצי-שטח ועד קבוע ההשמדה המיוחד, כל נכס משרת תפקיד ייחודי במשוואות עיצוב המדינה המגבלה הגנה על בטיחות הציבור.על ידי שליטה בפרשנות וביישום של נתונים אלה, מהנדסים מבניים יכולים להיות בגודל בטוח, עמודות, מתפתלות, חיבורים, וקודמת דרישות דיגיטליות של פיתוח, כמו גם יכולת ניהול נתונים וזיהוי של AI.