แီแแ
္แါ Structural Steel Connection ေแြแဲแ Moment Connection แกေแพแာแ္း แกแ္แ်แ္แီแာ แီแแ္၊ แီแแแ္ေแြ แแိแားแိေแกာแ္ แဲแဲ ေျแာျแแွာျแแ
္แါแแ္။
Figure 1. Moment Connections Sample
Moment Connection ေแြแกေแพแာแ္းแေျแာแแ္ Joint แဲแ Support ေแြแกေแพแာแ္း แဲแဲေျแာျแแ်แ္แါแแ္။
Joint แိုแာแ member ႏွแ
္แု แိုแแแုแ္ ႏွแ
္แုแแ္แိုแฟแီး แแ္ေแแแ့္ ေแแာแါ။ Joints ေแြแဲแွာ
1. Rigid Joint
2. Pinned Joint แဲแ
3. Semi-Rigid Joint แိုျแီး แ แ်ဳိး แြဲျแားႏိုแ္แါแแ္။
Rigid Joint
Rigid Joint แိုแာแ Joint แိုแာแแ္แဲ့ Member ေแြแာ แแ
္แုแဲแแแ
္แု แိုแ္ျแဲแ
ြာ (Rigidly) แแ္แ
แ္แားแဲ့ Joint แแ
္แု ျแแ
္แါแแ္။ แแแ္းแกားျแแ့္แိုေแာ္ Connection ေแြแွာ Joint Deformation แျแแ
္ႏိုแ္แဲ့ Joint แ်ိဳးျแแ
္แါแแ္။ Joint Deformation แိုแာแ Load แแ္ေแာแ္แဲ့แกแါ Joint แွာ Yielding ျแแ
္ျแီး Member ႏွแ
္แုแพแားแ แกแြแ္းေแာแ့္แแ္แိုး ေျแာแ္းแြားျแแ္း ျแแ
္แါแแ္။ (แฅแแာ Beam Column Joint แแ
္แုแွာ Load แแ္ေแာแ္ျแီးေแာแ္ Joint Member ႏွแ
္แုแพแားแ แกแြแ္းေแာแ့္แာ 90 Degree แกျแဲแွိေแแဲ့ Joint แ်ဳိးျแแ
္แါแแ္။) แါေแแแ့္ Load ေแพแာแ့္ Joint แแ
္แုแံုးแกေแแဲแแေแာ့ as a whole แกေแแဲแ rotation ျแแ
္ေแแႏိုแ္แါแแ္။ Joint Rotation ျแแ
္แျแแ္းแกေแพแာแ္းแ แာแแ္แဲ့ Member ေแြแဲแ Relative Stiffness แို แူแแ္ျแီး ျแแ
္ေแแแာ ျแแ
္แါแแ္။ ေแกာแ္แแံုแ Rigid Joint แแ
္แုแဲแแံုျแแ
္แါแแ္။

Figure 2. Rigid Joint
Pinned Joint
Pin Joint แိုแာแေแာ့ Member Ends ေแြ Freely Rotation ျแแ
္ႏိုแ္แဲ့ Joint แ်ဳိးျแแ
္แါแแ္။ Joint แို Pin แဲแแာแแ္แဲ့ Member ေแြ Freely rotate ျแแ
္ႏိုแ္แဲ့ Joint แ်ဳိးแါ။ Member ေแြแွာ End Moment แแွိแဲ့ Joint แ်ဳိးျแแ
္แါแแ္။
Semi Rigid Joint
Semi Rigid Joint แိုแာแ Pin Joint แဲแ Rigid Joint แกแ်ဳိးแกแ
ားႏွแ
္แုแพแားแဲแ Joint แံုแ
ံแ်ဳိးျแแ
္แါแแ္။ Joint แแ
္แုแံုးแกေแแဲแ Rotation ျแแ
္ႏိုแ္แဲ့แกျแแ္ Load ေแพแာแ့္ แแ္ေแแဲ့ member ႏွแ
္แုแဲแแพแားแ แกแြแ္းေแာแ့္ ေျแာแ္းแြားႏိုแ္แဲ့ (Joint แဲแ Rigidity ေแพแာแ့္ Joint Deformation ျแแ
္แြားႏိုแ္แဲ့) Joint แ်ိဳးျแแ
္แါแแ္။ แแแ္းแกားျแแ့္แိုေแာ္ Joint แိုแာแแ္ေแแဲ့ Member ေแြแို Connection ေแြแ แแแ% rotation restrain แแုแ္ေแးႏိုแ္แဲ့ Joint แกแ်ဳိးแกแ
ားျแแ
္แါแแ္။
Figure 3. Semi Rigid Joint
Supports
Support แိုแာแ Member ေแြแို ေแာแ္แแားแဲ့ ေแแာေแြแို ေแแျแแ္းျแแ
္แါแแ္။ Support ေแြแို Theoretical แกားျแแ့္ Roller, Pin แဲแ Fixed Supports ေแြแแ္แိုแแိုျแီး แြဲျแားแားแါแแ္။
Pinned Support
Pin Support แိုแာแ Member แဲแ End Moment แแွိแဲ့ Support แกแ်ဳိးแกแ
ားแแ
္แုျแแ
္แါแแ္။ Member แแ
္แုแာ Joint แแ
္แုแို Simple Connection แဲแ แာแแ္แแ္ แกဲแီ Member แกแြแ္ Pin Support แกျแแ
္แူแႏုိแ္แါแแ္။ (Pin Supports ေแြแกေแพแာแ္းแို Simple Connection Notes แွာ แพแแ့္ႏိုแ္แါแแ္။)
Fixed Support
Fixed Support แေแာ့ Member ေแြแဲแ End rotation แို Fully restrained แုแ္แားแဲ့ Support แ်ိဳးျแแ
္แါแแ္။ ေแกာแ္แแံုแ Cantilever Beam แแ
္ေแ်ာแ္းแกแြแ္ End Rotation แแွိแဲ့ Fixed Support แแ
္แုแဲแ แံုျแแ
္แါแแ္။
Figure 4. Fixed Support
Actual Building Frame ေแြแွာေแာ့ Member ေแြแဲแ แแ္แားแဲ့ Joints ေแြแာ rotation ျแแ
္ႏိုแ္แာแแ္၊ Joint Deformation ျแแ
္ႏိုแ္แာေแြแแ္ေแพแာแ့္ Fixed Action แို แႏိုแ္แိုแ แဲแแฅ္းแါแแ္။
แฅแแာแกားျแแ့္ Column ေแြแို Effective Length แွာแဲ့แกแါ Column ေแြแဲแ Ends ေแြแွာ แแ္ေแာแ္ Restraint แွိแဲ (แแแ္းแกားျแแ့္ Fixity แแ္ေแာแ္แွိแဲ) แိုแာ แွာแိုแแိုแกแ္แါแแ္။ แกဲแီ Fixity แแွแာ Column แဲแ Effective Length แို Code ေแြแွာ ေแแျแแားแဲ့ Graph ေแြแေแ ျแแ္แွုာแแွာ ျแแ
္แါแแ္။
Sample แกေแแဲแ ေแกာแ္แွာ ေแแျแแားแဲ့ BS 5950 แ Column Effective Length แွာแဲ့ Graph แို ေแ့แာႏိုแ္แါแแ္။ แီแံုแို แพแแ့္ျแแ္းแกားျแแ့္ Building Frame แဲแ End Condition ေแြแ แกแ်ားแกားျแแ့္ Pinned แဲแ Fixed แกေျแแกေแ แ แုแพแားแွာ แွိแာแို ေแြแแแွာแါ။ Pin แဲแ Fix แ Boundary Condition แกေျแแกေแ ႏွแ
္แု แံုแ
ံแ်ဳိး ျแแ
္ေแแါแแ္။ (แီ Graph ေแြแกแြแ္ Joint ေแြแို Rigid Joint แกေแแဲแแာ แ
แฅ္းแ
ားแာ ျแแ
္แါแแ္)။
Figure 5. Effective Length of Column as per BS 5950
ေแกာแ္แ แံုแေแာ့ AISC Code แ Braced Frame แกแြแ္ Column Effective Length แွာแဲ့แံုแါ။
Figure 6. Effective Length of Column as per ANSI/AISC 360-10
Connection
Connection แိုแာแ Member แแ
္แုแေแ แกျแားแแ
္แုแို แံေแာแ္แแဲแ แกားေแြแႊဲေျแာแ္းေแးแแဲ့ แกแแ္แို ေแแျแแ္းျแแ
္แါแแ္။
(Connections are used to transfer the forces from one member to another)
Steel structure ေแြแွာ Connection Types ေแြแกေแแဲแ
1. Simple connection แဲแ
2. Moment connection แိုแฟแီး ႏွแ
္แ်ိဳးแွိแါแแ္။
Simple connection แ shear Force only แို transfer แုแ္แฟแီး Moment Connection แ Moment ေแာ shear Force ေแာ Bending Moment แါ transfer แုแ္ေแးแဲ့ Connection แ်ဳိး ျแแ
္แါแแ္။
แกဲแီ Moment connection แဲแွာ transfer แုแ္ႏိုแ္แဲ့ Moment แแာแแိုแူแแ္แฟแီး rigid แဲแ semi-rigid แိုแฟแီး แแ္แံ แြဲျแားႏိုแ္แါแแ္။
Actual Steel Frame Connections ေแြแွာ Simple, Rigid แဲแ Semi-Rigid Connections ေแြแို ေแกာแ္แါแกแိုแ္း ေแြแႏိုแ္แါแแ္။
Figure 7. Types of Connections
แီแံုแေแာ့ Structural Steel Moment Connection แแ
္แုแွာ End Moment ေแพแာแ့္ Joint Deformation ျแแ
္ေแแแဲ့ แံုျแแ
္แါแแ္။ แီแို Joint Deformation ျแแ
္ေแแแဲ့แกแါ Joint แာ Rigid แแုแ္ေแာ့แဲ Semi-rigid แแแို ေแာแ္แြားแါแแ္။
Figure 8. Moment Connection: Joint Deformation
Rigid Connection แแ
္แုျแแ
္ေแกာแ္ Design ျแဳแုแ္แာแွာ แแ့္แြแ္း แြแ္แ်แ္แแแ့္ แกแ်แ္แ်ားแ
ြာ แွိแါแแ္။ แီ Post แွာေแာ့ Rigid Connection แแ
္แုแို แแ္แုိ Design แုแ္แแ္แိုแာแแ္ Design/Detailing แုแ္แာแွာ แဲแ Fabrication แုแ္แแိแားแแแ့္ แกแ်แ္ေแးေแြแို แกแူးျแဳေแးแားแြားแွာ ျแแ
္แါแแ္။
Structural Analysis แုแ္แာแွာ Rigid แုိแ แူแျแီး แုแ္แားแဲ့ Joints ေแြ Rigid แกေျแแกေแแေแ ေแ်ာ့แ်แြားแဲ့แกแါ (Semi-Rigid แกေျแแกေแ ေแာแ္แြားแဲ့แกแါ) Building Frame แဲแ Behaviour แแဲ Initial Assumed แုแ္แားแဲ့ แกေျแแกေแแဲแ แူေแာ့แွာ แแုแ္แါแူး။ แกဲแီแိုแกေျแแกေแแ်ဳိးแာ Structure แဲแ Stability แုိေแာแ္ Affect ျแแ
္ေแ
ႏိုแ္แွာ ျแแ
္แါแแ္။ (แฅแแာแกားျแแ့္แိုေแာ္ Portal Frame แแ
္แုแွာ Rigid Joint ေแြแို Pin แกျแแ
္ေျแာแ္းแိုแ္แแ္ Stable แျแแ
္ေแာ့แแိုแ်ဳိးแါ။ ေแกာแ္แ แံုแါแกแိုแ္းျแแ
္แါแแ္)။
Figure 9. Portal Frame Sample
แီေแာ့ Moment Connection แแ
္แု Design แုแ္แာแွာ แแ့္แြแ္းแ
แฅ္းแ
ားแแแ့္ แกแ်แ္ေแးေแြแို Extended End Plate Connection แแ
္แုแိုแกေျแแံျแီး ေျแာျแแြားแါแแ္။
Extended End Plate Connection
ေแกာแ္แแံုแေแာ့ Extended End Plate Moment Connection แแ
္แုแွာ ျแแ
္ေแแแဲ့ Internal Stress ေแြแို แแုแ္ေแแแွแ္းแแ္းแားแဲ့ แံုแဲ ျแแ
္แါแแ္။ Stress Condition แแ
္แု Fail/Yielding ျแแ
္แာแဲแ Connection แွာ Deformation ေแြျแแ
္แာျแီးေแာ့ Rigid Connection แกေျแแกေแแေแ ေแ်ာ့แ် แြားႏုိแ္แါแแ္။
Figure 10. Extended End Plate Connection
แီ Connection แွာ
"a" แ Bolt แွာျแแ
္แာแဲ့ Tension แါ။ แီแေแ No. of Bolt แဲแ Size of Bolt แို Design แုแ္แแွာျแแ
္แါแแ္။
"b" แေแာ့ End Plate ေแแแွာျแแ
္แာแဲ့ Bending แို ျแแာျแแ
္แါแแ္။ End Plate แဲแ Thickness แแ္ေแာแ္แိုแแ္แိုแာแို แီแေแ แြแ္แူแแါแแ္။ แါแွแแုแ္ ေแกာแ္แแံုแกแိုแ္း End Plate แို Stiffener Plate แแ့္ေแးแိုแแဲ แแါแแ္။
Figure 11 Extended End Plate Stiffener
"c" แေแာ့ Tensile force ေแพแာแ့္ Column แဲแ Flange แွာ Bending ျแแ
္ေแแแာျแแ
္แါแแ္။ แီแกแြแ္ Tension Stiffener แို แแ့္ေแးႏိုแ္แါแแ္။
"d" Tensile Force ေแพแာแ့္ Beam แဲแ Web แွာ ျแแ
္ေแแแဲ့ Tension stress ျแแ
္แါแแ္။
"e" แ Column แဲแ Web แွာျแแ
္ေแแแဲ့ Tension Stress ျแแ
္แါแแ္။ Column แဲแ Web แွာ Tension Stiffener แแ့္ေแးႏိုแ္แါแแ္။ ေแกာแ္แแံုแ Tension Stiffener แแ့္แံုျแแ
္แါแแ္။
Figure 12 Tension Stiffeners
"f" แေแာ့ Flange แဲแ End Plate แို แแ္แားแဲ့ Weld แါ။ Flange แွာ ျแแ
္ေแแေแแဲ့ Tension Force แို แံႏိုแ္แแ္แွိေแกာแ္ Weld แို Design แုแ္แแွာ ျแแ
္แါแแ္။
"g" แေแာ့ Beam แဲแ Web แဲแ End Plate แဲแ แแ္แားแဲ့ Weld ျแแ
္แါแแ္။ Beam แဲแ Shear Force แို แแ္းေแာแ္ႏိုแ္แိုแ Design แုแ္แแွာ ျแแ
္แါแแ္။
"h" แေแာ့ Connection แ Moment (Tension at top flange and Compression at bottom flange) ေแพแာแ့္ Column แဲแ Web แွာ แံေแာแ္แแဲ့ Shear ျแแ
္แါแแ္။
"j" แေแာ့ Beam แဲแ Flange แ แံေแာแ္แแဲ့ Compression แါ။
"k" แ Beam แဲแ Flange แဲแ End Plate แို แแ္แားแဲ့ Weld ျแแ
္แါแแ္။ แီ Connection แွာ Compression แแ္းေแာแ္แแွာ ျแแ
္แါแแ္။
"l" แ Column แဲแ Web แွာ แံေแာแ္แแဲ့ Compressive Force ျแแ
္แါแแ္။ Column แဲแ Web แ Beam แေแ แแ္ေแာแ္แဲ့ Compressive Force แို แแံႏိုแ္แူးแိုแแ္ Column แဲแ Web แွာ Compression Stiffener แแ့္ေแးแแွာ ျแแ
္แါแแ္။
Figure 13. Compression Stiffeners
"n" แေแာ့ Bolts ေแြแွာ แံေแာแ္แแဲ့ Shear Force ျแแ
္แါแแ္။
"p" แေแာ့ Bolts ေแြแဲแ Bearing Capacity แါ။ End Plate แဲแ Column แဲแ Flange ေแြแ Bolt ေแြแกแြแ္ Bearing Capacity แို แံႏိုแ္แแ္แွိแแွိ แြแ္แ်แ္แူแแွာ ျแแ
္แါแแ္။
ေแกာแ္แแံုแ Stiffener ေแြแแ့္แားแဲ့ Rigid Joint แแ
္แုแံုแဲ ျแแ
္แါแแ္။
Figure 14 Rigid Connection With Stiffener Plates
แုိแแกแူแါแဲ Beam แ Column แဲแ Web แို แแ္แแ္แိုแแ္แဲ Beam แီแ Moment ေแြแို Column แီแို ေแာแ္ေแกာแ္ Transfer แုแ္แแွာ ျแแ
္แါแแ္။ แီ Case แွာแဲ Minor Axis แွာ Column แဲแ Flange แแာ Moment แို Resist แုแ္แာแိုแ Column แဲแ Beam Connection แို Column แဲแ Flange แဲแ แ်ိแ္แแ္แားแိုแ แိုแกแ္แါแแ္။ (Column แဲแ Flange แို แแแ္แိแါแ Moment ေแြแို Transfer แုแ္ႏိုแ္แွာ แแုแ္แါแူး။)
Figure 15. Beam to Column Web Moment Connection
แกแ်ဳแ္แกားျแแ့္แိုေแာ္ Rigid Joints ေแြแกแြแ္ แူแFunction แို แแ္းေแာแ္ႏိုแ္ေแ
แိုแ Detailing ေแြ Stiffener Plate ေแြแာ แกแแ္းแို แกေแးแพแီးแါแแ္။ Connection ေแြแို ေแแ်ာ Design แแုแ္แဲ့แแ္၊ แိုแแแုแ္ Stiffener Plate ေแြแแ့္แแแ့္ေแแာေแြแွာ แแแ့္แိแဲ့แแ္၊ แုိแแแုแ္ connection แို ေแแ်ာแ
ြာ แแုแ္แားแဲ့့แแ္ Joint แဲแ Capacity ေแ်ာ့แ်แြားႏိုแ္ျแီးေแာ့ Structure แဲแ Stability แို แ်ားแ
ြာ แိแိုแ္ေแ
ႏိုแ္แွာ ျแแ
္แါแแ္။ Steel Structure ေแြแွာ แกေแးแพแီးแွแဲ့ Connection ေแြแဲแ Detailing แိုแ္းေแြแို แกแ္แ်แ္แီแာ แီแแ္ แီแแแ္ေแြแို แกေแးแกแแ္แားေแ
แိုแဲ့ แႏแตแဲแ ေแးแားแိုแ္แแါแแ္။
Credit
Aung Hsu Myat
03 March 2015
BS Code and Euro Code ေแြแဲแ Design แြแ္แ်แ္แแ္းေแြแို ေแกာแ္แါแแ့္ေแြแွာ ေแ့แာႏိုแ္แါแแ္။
Joints in Moment Connection (BS Code)
P398: Joints in Steel Construction: Moment-Resisting Joints (Euro Code)