Beispiel für Basisplatten Design mit CSA S16:19 und CSA A23.3:19
Problemanweisung:
Bestimmen Sie, ob die ausgestaltete Säule-zu-Base-Plattenverbindung für eine 100-kn-Komprimierungslast ausreicht.
Gegebene Daten:
Spalte:
Spaltenabschnitt: HS152X6.4
Säulenbereich: 2910 mm2
Säulenmaterial: 230G
Grundplatte:
Grundplattenabmessungen: 350 mmx 350 mm
Grundplattendicke: 20 mm
Grundplattenmaterial: 230G
Fugenmörtel:
Fugenmörtel Dicke: 20 mm
Beton:
Konkrete Abmessungen: 450 mmx 450 mm
Betondicke: 300 mm
Betonmaterial: 20.68 MPa
Schweißnähte:
Drucklast nur durch Schweißnähte übertragen? NEIN
Schritt-für-Schritt-Berechnungen:
Prüfen #1: Berechnen Sie die Lagerkapazität der Säule
Da die Kompressionslast nicht allein durch Schweißnähte übertragen wird, Eine ordnungsgemäße Kontaktlagerfläche ist erforderlich, um sicherzustellen, dass die Last über das Lager übertragen wird. Beziehen sich auf CSA S16:19 Klausel 28.5 Für die Kontaktlagervorbereitung.
Berechnung der Lagerkapazität der Säule, wir werden verwenden CSA S16:19 Klausel 13.10:
\( B_R = 1.50 \PHI F_{und _col} EIN_{col} = 1.5 \mal 0.9 \mal 230 \, \Text{MPa} \mal 2910 \, \Text{mm}^2 = 903.55 \, \Text{kN} \)
Schon seit 100 kN < 903.55 kN, Die Säulenlagerkapazität ist ausreichend.
Prüfen #2: Berechnen Sie die Schweißkapazität
Benutzen Mindestschweißgröße angegeben in CSA S16:19.
Prüfen #3: Berechnen Sie die Kapazität der Grundplattenbiegung aufgrund der Kompressionslast
Die Biegekapazität der Grundplatte hängt von ihren Abmessungen ab. Wenn der Teller zu breit ist, Es erfordert dickeres Material. Die Auswahl der rechten Grundplattengröße für eine bestimmte Last erfordert Erfahrung, und mehrere Berechnungen durchführen können zeitaufwändig sein. Mit der Skyciv Base Plate Design Software vereinfacht diesen Prozess, Ermöglichen Sie schnelles und effizientes Modellieren und Analysen in nur Sekunden.
Zuerst, Wir bestimmen die kritische Auslegerlänge, das ist das größere von Dimension m und Dimension n. Wir folgen AISC-Designhandbuch 01 3Rd ed. Sektion 4.3.1 als Referenz.
\( l = max links( \frac{L_{bp} – 0.8 d_{col}}{2}, \frac{B_{bp} – 0.8 d_{col}}{2} \richtig) \)
\( l = max links( \frac{350 \, \Text{mm} – 0.8 \mal 152 \, \Text{mm}}{2}, \frac{350 \, \Text{mm} – 0.8 \mal 152 \, \Text{mm}}{2} \richtig) = 114.2 \, \Text{mm} \)
Sobald die kritische Länge identifiziert ist, wir berechnen die Angewandter Moment pro Länge der Einheit, Angenommen, die volle Kompressionslast ist gleichmäßig über den Grundplattenbereich verteilt:
\( m_f = \left( \frac{N_x}{B_{bp} L_{bp}} \richtig) \links( \frac{l^2}{2} \richtig) \)
\( m_f = \left( \frac{100 \, \Text{kN}}{350 \, \Text{mm} \mal 350 \, \Text{mm}} \richtig) \mal links( \frac{114.2 \, \Text{mm}^ 2}{2} \richtig) = 5.3231 \, \Text{kN} \CDOT Text{mm/mm} \)
Jetzt, mit CSA S16:19 Klausel 13.5, Wir berechnen die Biegekapazität pro Länge der Einheit:
\(
m_r = \phi \left( \frac{(t_{bp})^ 2}{4} \richtig) F_{und _bp} = 0.9 \mal links( \frac{(20 \, \Text{mm})^ 2}{4} \richtig) \mal 230 \, \Text{MPa} = 20.7 \, \Text{kN} \CDOT Text{mm/mm}
\)
Schon seit 5.3231 KN-MM/mm < 20.7 KN-MM/mm, Die Biegekapazität der Grundplatte ist ausreichend.
Prüfen #4: Betonlagerkapazität
Der endgültige Scheck stellt sicher, dass der Beton die angelegte Last unterstützen kann. Während eine breitere Betonbasis die Lagerkapazität erhöht, Ein effizientes Design muss Stärke und Kostenwirksamkeit ausgleichen. Jetzt, Lassen Sie uns feststellen, ob unsere konkrete Unterstützung ausreichend Kapazität hat.
Anfangen, Wir bestimmen die Lagerbereiche:
A1 - Basisplattenlagerbereich
A2 - Betonträgerlagerbereich, projiziert auf a 2:1 Steigung
\(
A_1 = l_{bp} B_{bp} = 350 \, \Text{mm} \mal 350 \, \Text{mm} = 122500 \, \Text{mm}^ 2
\)
\(
A_2 = n_{A2} B_{A2} = 450 \, \Text{mm} \mal 450 \, \Text{mm} = 202500 \, \Text{mm}^ 2
\)
Von dort, Wir bewerben uns CSA A23.3:19 Berechnung der Betonlagerkapazität:
\(
P_r = 0.85 \Phi links( f'_c rechts) A_1 links( \min links( \sqrt{\frac{A_2}{A_1}}, 2 \richtig) \richtig)
\)
\(
P_r = 0.85 \mal 0.65 \mal links( 20.68 \, \Text{MPa} \richtig) \mal 122500 \, \Text{mm}^2 Times links( \min links( \sqrt{\frac{202500 \, \Text{mm}^ 2}{122500 \, \Text{mm}^ 2}}, 2 \richtig) \richtig) = 1799.5 \, \Text{kN}
\)
Schon seit 100 kN < 1799.5 kN, Die Betonlagerkapazität ist ausreichend.
Entwurfszusammenfassung
Die Skyciv-Basisplattentwurfsoftware kann automatisch einen schrittweisen Berechnungsbericht für dieses Entwurfsbeispiel erstellen. Es enthält auch eine Zusammenfassung der durchgeführten Schecks und deren resultierenden Verhältnisse, Die Informationen auf einen Blick leicht zu verstehen machen. Im Folgenden finden Sie eine Stichprobenzusammenfassungstabelle, Welches ist im Bericht enthalten.
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