Kushikilia Goti kwa Miundo katika Majengo ya Chuma: Kinachopinga na Wakati wa Kulitumia

Kufunga goti kwa muundo ni kiungo kifupi cha mlalo kati ya nguzo na boriti juu yake, na kutengeneza pembetatu ngumu kwenye kona ya fremu. Thamani yake inategemea jukumu ambalo muundo huipa: upinzani wa nguvu ya pembeni, kushikilia uthabiti wa kiungo, ugumu wa sekondari, au kushikilia msimamo. Majukumu hayo yana mahitaji tofauti na masharti tofauti ya utawala, na kiungo kimoja cha kimwili kinaweza kujaza zaidi ya kimoja kwa wakati mmoja. Kutambua jukumu hilo huja kabla ya swali lolote kuhusu pembe, sehemu, au maelezo ya muunganisho.

Kifaa cha Kushikilia Goti Kimuundo Katika Fremu ya Chuma

Kiunganishi cha goti katika fremu ya chuma kinaweza kufanya kazi kama kipengele kinachopinga nguvu za pembeni, kizuizi cha uthabiti wa kiungo, kipengele cha pili cha ugumu, au kizuizi cha uimara, na ambacho kinategemea kile ambacho uchambuzi wa fremu unakipa sifa.

Katika mfumo ulioboreshwa wa ncha ya pini, kiunganishi hubeba mvutano wa mhimili au mgandamizo, na mabadiliko ya mwelekeo wa upepo ambayo. Viunganishi halisi pia hukua na kupinda kutokana na ugumu wa muunganisho, utofautishaji wa sehemu, na utofautishaji kwenye gusset. Pembe moja iliyounganishwa kwenye uso mmoja hubeba vyote vitatu. Kiunganishi hufanya nini kwenye fremu ni kusambaza tena nguvu ya mhimili, kukata, na kupinda kati ya boriti, safu, miunganisho, na msingi, kwa uwiano unaotokana na mfumo unaowakilisha ugumu halisi wa muunganisho.

Safu hizo nne si za kipekee. Kiunganishi kimoja cha kimwili kinaweza kukaa katika mbili kwa wakati mmoja, kikiwa kimebeba mkato wa fremu huku pia kikishikilia safu wima katika sehemu fulani, na seti zote mbili za mahitaji kisha zipo pamoja. Mchoro wa kawaida hausemi ni safu gani ya kiunganishi. Uainishaji lazima ufanywe, sio kudhaniwa.

Mpaka mmoja unaofaa kutajwa mapema: makala haya yanashughulikia matumizi ya kuzuia upepo na uthabiti wa wanachama katika fremu za kawaida za ujenzi wa chuma. Kiunganishi cha goti kinachohesabiwa kama sehemu ya mfumo wa kuzuia nguvu za mitetemeko ya ardhi ni zoezi tofauti la usanifu. Uainishaji wa mfumo, vipengele vya mwitikio, na maelezo ya unyumbufu hutoka kwa kanuni ya ujenzi inayoongoza, ASCE 7, na vifungu vya mitetemeko ya ardhi vya AISC. Machapisho mengi ya fremu za mitetemeko ya magoti yanayojitokeza katika utafutaji yanaelezea mifumo ya mitetemeko ya ardhi inayoondoa nishati, si pembe ya hisa kwenye mchoro wa ghala.

Kwa Nini Kiunganishi cha Goti Kinaweza Kuzidi Kiasi Kinachomshikilia

Kuongeza kishikio cha goti kwenye fremu ya chuma husogeza mzigo badala ya kuuondoa, kwa hivyo kishikio, miunganisho yote miwili ya mwisho, na kiungo kinachopokea nguvu zote zinahitaji kuchunguzwa kabla ya maelezo kukubaliwa.

Hali kadhaa za kikomo hufunguka kwa wakati mmoja. Kiunganishi kinaweza kukwama kwa mgandamizo, kuvunjika kwa mvutano, kuvunjika kwa sehemu ya wavu, au kushindwa kwa kukata kwa vitalu. Miunganisho inaweza kushindwa kwa kukata kwa boliti au fani, kwenye weld, au kwa kuzungusha kwa gusset. Boriti, safu wima, au guss chord inayopokea inaweza kushindwa kwa ndani, au kushindwa kwa kupinda kwa flange, kuvunjika kwa wavu, au kulemaza wavu kwenye kiambatisho. Ambayo inatawala inafuata kutoka kwa jiometri na maelezo. Mchoro hautangazi.

Kiasi gani cha nguvu inayovutwa na brace inategemea ugumu wake ukilinganisha na kila kitu kinachofanya kazi sambamba nayo. Muunganisho laini kuliko modeli inayodhaniwa huchukua sehemu ndogo kuliko sehemu yake iliyohesabiwa, na njia ngumu huchukua tofauti. Idadi ya bolt pekee haitoi suluhisho la hili. Unene wa klipu, urefu wa gusset, aina ya shimo, umbali wa ukingo, umbo la fani, na ugumu wa sehemu iliyo nyuma ya muunganisho vyote huingia ndani yake. Kesi yenye shida ni brace inayohesabiwa katika uchanganuzi na kizuizi ambacho muunganisho hautoi kamwe, kwa sababu hakuna kitu katika jengo lililomalizika kinachotangaza upungufu.

Ugawaji wa uwiano wa ugumu pia ni pale ambapo dhana ya kawaida kuhusu majengo yaliyofunikwa huvunjika. Katika mfumo wa ujenzi wa chuma, mzigo unaovuka kwa kawaida huenda kwenye fremu ngumu, na mzigo wa muda mrefu huenda kwenye vishikio vya ukuta na paa vilivyoteuliwa au kwenye fremu ya lango kwenye nafasi zilizo wazi. Karatasi inakuwa diaphragm ya kimuundo tu wakati nguvu zake, ugumu, vifunga, wakusanyaji, na nanga ya mpaka vimebuniwa au kujaribiwa pamoja. Mwongozo wa Chama cha Ujenzi wa Chuma kuhusu vishikio vya paa la mshono uliosimama unabainisha kuwa vishikio vya kuteleza vinavyotumika kwenye paa nyingi za mshono zilizosimama hazitoi ugumu wa diaphragm uliofafanuliwa ndani ya ndege. Fuata mantiki hiyo hadi hitimisho hakuna hali ya kuchora. Chukua majengo mawili yanayofanana, paa moja lililoundwa kama diaphragm na moja si: kishikio sawa cha goti huvutia sehemu kubwa ya mzigo katika pili. Kilichoambatanishwa si sawa na kishikio.

Upimaji kamili wa baada ya fremu ulioripotiwa na Hansen Pole Buildings unaonyesha njia hiyo hiyo, huku mchango uliopimwa wa kushikilia magoti ukianguka kadri mzigo unavyoongezeka mara tu paa la karatasi lilipowekwa. Majaribio hayo yalitumia nguzo za mbao, mihimili ya mbao, na miunganisho ya misumari, kwa hivyo nambari hazihamishwi kwenye chuma. Sababu ya kuiga kila njia sambamba inafanya hivyo.

Pengo la pili liko kwenye flange ambayo brace hugusa. Kuweka boriti dhidi ya kuzungusha kwa msokoto wa pembeni kunahitaji udhibiti wa kuzungusha, na utafiti wa AISC kuhusu mihimili yenye sehemu za mkunjo unaonyesha kwamba kuzungusha kwa pembeni kunakotumika kwenye flange moja hakuzuii hali hiyo. Kiunganishi cha goti katika ndege ya fremu huzuia mwendo wa ndani ya fremu mahali inapoungana. Haizuii flange ya ndani kutoka nje ya ndege, ndiyo maana viunganishi vya kuruka na viunganishi vya flange vipo kama sehemu tofauti inayoanzia kwenye purlin au mshipi kurudi kwenye flange hiyo. Kiunganishi cha goti cha fremu-ndege hakipaswi kupewa sifa ya kupunguza urefu usio na msokoto wa nje ya ndege, au kwa kuzungusha flange au kuzungusha kwa msokoto, isipokuwa jiometri yake na mfumo wake wa usaidizi vinatoa kizuizi kinachohitajika.

Kufunga Goti dhidi ya Ghuba Zilizounganishwa, Fremu Zilizo ngumu, na Kufunga Flange

Kuchagua kati ya kishikio cha goti, ghuba yenye umbo la X, fremu ngumu inayopinda, fremu ya lango la muda mrefu, na kishikio cha flange huelekeza kile kinachopaswa kubaki wazi ndani ya ghuba na ni kiasi gani cha kuteleza kwa upande ambacho muundo unaweza kukubali.

Pale ambapo kifaa cha kushikilia goti na sehemu ya kushikilia shungi huingiliana, ratiba ya ufunguzi kwa kawaida huamua. Sehemu ya kushikilia mlango wa roller haiwezi kushikilia X yenye urefu kamili. Kifaa cha kushikilia goti kinachoondoa kichwa cha mlango ni chaguo moja kati ya kadhaa. Fremu ya lango au kifaa cha kushikilia mlango kwenye ufunguzi, sehemu ya kushikilia shungi iliyohamishwa, sehemu ya kushikilia muda, na vifaa vya kushikilia vilivyobebwa juu ya kichwa vyote huweka nafasi ya ufunguzi pia. Tunalinganisha hizo dhidi ya ratiba ya ufunguzi na kikomo cha kuteleza kabla ya kurekebisha mpangilio wa fremu, kwa sababu chaguo linakuwa ghali kurudi nyuma mara tu sehemu ya kushikilia ikiwa imefafanuliwa. Ni sehemu gani za kushikilia shungi katika jengo hubeba vifaa vya kushikilia msalaba ni uamuzi wa kiwango cha jengo. Ndivyo ilivyo mpangilio wa jumla wa mfumo wa kushikilia shungi wa fremu ya chuma , na hakuna iliyotulia kona moja baada ya nyingine.

Vigezo Vinavyoamua Pembe, Ukubwa, na Sehemu ya Kiambatisho cha Goti

Jiometri ya vishikio vya goti imewekwa na vigezo vinne vinavyoingiliana: sehemu ya kushikamana kwenye safu wima, pembe ya vishikio inayopimwa kutoka kwa mhimili uliotajwa, sehemu na muunganisho kila mwisho, na nguvu inayopatikana ya kiungo kinachopokea nguvu.

Pembe haimaanishi chochote hadi mhimili utakapopewa jina. Chukua θ kama pembe kutoka mlalo na uichukulie brace kama ncha ya pini. Ili kutoa nguvu ya mlalo H kwenye kona, brace hubeba nguvu ya mhimili ya H / cos θ, na kusukuma sehemu ya wima ya H · tan θ kwenye rafter. Zote hukua kadri brace inavyozidi kuwa kali. Brace isiyo na kina kirefu ndiyo sehemu ndefu zaidi, hufikia zaidi kando ya rafter, na huchukua nafasi zaidi ya wazi chini ya eave. Biashara hiyo inakaa ambapo hakuna mchoro unaoionyesha. Brace yenye mwinuko hulinda nafasi ya kichwa na hulipa kwa nguvu ya mhimili na teke la wima ndani ya rafter. Brace tambarare huweka nguvu hizo chini na kutumia chumba badala yake. Hakuna chaguo-msingi. Katika fremu halisi, kupinda kwa sehemu, ugumu wa muunganisho, mzigo wa mvuto, na mwitikio wa mpangilio wa pili huweka nguvu zinazotawala katika uchanganuzi, sio kwa pembe inayopendelewa.

Maelezo ya kina ya digrii 45 yanapatikana. Masharti ya baada na fremu ya Kanuni ya Makazi ya Kentucky yanahitaji kiunga cha goti cha 2×6 kutoka safu wima hadi kwenye sehemu ya juu ya truss kwa digrii 45, huku kiambatisho na kushuka vikiwa vimepangwa kulingana na jedwali. Sheria hiyo imeelekezwa kwa ujenzi wa baada ya fremu ya mbao za makazi katika eneo moja. Maelezo ya kina ya kina yaliyoandikwa kwa mbao zilizopigiliwa misumari hayana mamlaka juu ya fremu ya chuma iliyofungwa, na kunakili pembe kwenye vifaa kunakili jiometri bila dhana zilizo chini yake.

Sehemu ya kiambatisho ina tatizo sawa kinyume chake. Kuhamisha muunganisho chini ya safu wima huigawanya katika sehemu mbili zenye urefu tofauti, vizuizi tofauti vya mwisho, na usambazaji wa muda uliobadilika: ule wa chini mfupi, ule wa juu mrefu zaidi. Sehemu gani na hali gani ya kushikilia inatawala hutoka kwa ukaguzi wa uthabiti wa mwanachama, si kutokana na dhana kwamba muunganisho wa chini unamaanisha urefu mfupi usio na mshiko.

Tatua vigezo viwili kati ya vinne kabla ya kujadili vingine. Thibitisha jukumu kwanza, kwa sababu kifaa cha kushikilia nguvu ya pembeni na kifaa cha kushikilia utulivu hupimwa dhidi ya mahitaji tofauti, na uainishaji hubadilisha jinsi maelezo ya kutosha yanavyoonekana. Kisha thibitisha nguvu inayopatikana ya kiungo ambacho kifaa cha kushikilia kinatua, kwa sababu ukaguzi huo ndio unaowezekana zaidi kuharibu maelezo na ndio ghali zaidi kurekebisha baada ya utengenezaji. Muundo wa pembe, sehemu, na boliti bado unahitaji kufanyiwa kazi, lakini marekebisho ya mchoro yanagharimu kidogo. Ndiyo maana huja pili.

Inafaa kusema wazi: kwenye jengo lililofungwa lenye mfumo wa kuimarisha uliobuniwa pande zote mbili na boriti tayari imekaguliwa kwa mizigo yake, vishikio vya magoti mara nyingi hutumika pesa kwa undani ambao hubadilika kidogo. Vishikio vya magoti hupata nafasi yake ambapo mfumo maalum wa kuimarisha haupo au haujaingiliwa, ambapo ghuba lazima ibaki wazi, au ambapo kiungo maalum kinahitaji sehemu ya kuimarisha hakuna kingine kinachotoa.

Mambo ya Kuthibitisha Kabla Maelezo ya Kishikio cha Goti Yameidhinishwa

Uthibitishaji wa maelezo ya kiungo cha goti hutokea katika seti ya kuchora na hesabu, kwa sababu swali linaloamua ni kama kiungo kinachopokea na miunganisho yake viliundwa kwa ajili ya nguvu ambayo kiungo cha goti hutoa.

• Jukumu la kimuundo lililopewa brace, na modeli iliyo nyuma yake: mvutano pekee, sehemu ya truss, sehemu ya fremu, au chemchemi.
• Nguvu ya kushikilia na mwelekeo wake, imeandikwa kwenye maelezo yenyewe.
• Boriti, safu wima, au gumzo la truss linalopokea limepewa jina, huku hundi yake ikionekana mahali fulani katika seti ya hesabu.
• Miunganisho yote miwili ya mwisho iliyo na maelezo ya kikundi cha boliti au kulehemu, ikijumuisha utofauti wowote kati ya mstari wa kati wa brace na kiungo.
• Kipimo cha kushuka kwenye safu wima na pembe ya brace zote mbili zimepimwa kwenye mchoro.
• Upakiaji uliogeuzwa umefunikwa: kifaa cha kubana kinachoweza kubana kinahitaji ukaguzi wa uthabiti, kifaa cha kubana pekee kinahitaji njia kamili kwa upande mwingine.
• Ugumu unaohitajika wa brace hutajwa popote ambapo brace inahesabiwa kama sehemu ya brace ya utulivu.
• Kizuizi cha nje ya ndege cha kiungo kinachoonyeshwa kando, kwani kiunga cha goti hakitoi.
• Ikiwa paa na kuta ni kiwambo kilichoundwa au ni kifuniko tu, kwani hiyo huweka kile kingine kinachoshiriki mzigo.

Hali mbili za eneo hubadilisha maana ya pengo katika orodha hiyo. Katika jengo lenye mfumo wa kushikilia uliobuniwa, ambapo kishikio ni mchangiaji wa pili, hesabu inayokosekana ni pengo la nyaraka. Katika kibanda, dari, au banda lenye pande wazi ambalo halipokei mfumo wa kushikilia ukutani au paa, kishikio na muunganisho wake vinaweza kuwa njia ya mzigo, na upungufu huo huo ni pengo la muundo. Tunathibitisha ni jengo gani kati ya mawili kabla ya kusaini maelezo. Katika ujenzi wa jengo la chuma lililotengenezwa tayari, kishikio mara nyingi huja kama pembe ya hisa yenye gusset iliyochomwa, rahisi kuongeza kwenye eneo na rahisi kuongeza bila ukaguzi.

Wapi pa kuanzia na Kuimarisha Goti kwenye Jengo lako la Chuma

Kuimarisha goti kwa muundo kunafaa kubainisha mahali ambapo ghuba inapaswa kubaki wazi au mfumo maalum wa kuimarisha unakosekana, na inafaa kuhoji ni wapi mtu tayari anafanya kazi hiyo. Mambo mawili yanatatua: jukumu lililopewa brace, na nguvu inayopatikana ya kiungo kinachotua. Pembe na sehemu hufuata kutoka kwa hizo, na zote mbili bado zinaweza kubadilika kwa bei nafuu wakati mchoro uko wazi.

Muundo unaosababisha marekebisho zaidi ni kiunga kilichoongezwa mwishoni mwa fremu ambayo boriti yake ilikuwa na ukubwa bila hiyo. Tunafafanua jukumu ambalo kiunga kinacheza kabla ya michoro ya fremu kutolewa, kwa sababu uainishaji huo huamua ni kipi kinaangalia maelezo ambayo yanapaswa kupita.

Ikiwa kifaa cha kushikilia goti tayari kinaonekana kwenye michoro yako, mambo matatu yanaonyesha kama kilibuniwa au kilirithiwa: nguvu ya kushikilia iliyoandikwa kwenye maelezo, tone na pembe yenye vipimo, na hesabu inayofunika boriti au gumzo la truss kwenye kiambatisho. Kwa kifaa cha kushikilia goti kinachopendekezwa kwenye fremu ambayo tayari imesimama, anza na nguvu inayopatikana ya kiungo ambacho kingetua. Sehemu na pembe huja baada ya hapo.

Maswali