Arbeitsablauf für das Spreizfundamentdesign
Fundamente sind Strukturelemente, die verwendet werden, um Säulen und andere vertikale Elemente zu stützen, um ihre Überbaulasten auf die darunter liegenden Böden zu übertragen.
Abbildung 1 veranschaulicht den Design-Workflow-Prozess, ARBEITSABLAUFPROZESS ENTWERFEN In Abbildung SkyCiv-Stiftung passt den Workflow-Prozess an. Wobei diese Kontrollen wie z (1) Bodenlager, (2) Scheren, (3) Biege, (4) Entwicklungslänge, (5) Erheben, und (6) Stabilitätsprüfungen sind wichtige Parameter, die erforderlich sind, um das Ergebnis zu erfüllen, ohne das zulässige Nutzenverhältnis zu überschreiten.
Abbildung 1: Arbeitsablauf von SkyCiv-Stiftung.
Wie man Spreizfundamente entwirft
In diesem Abschnitt wird das Entwurfsverfahren für Spreizfundamente in Bezug auf das American Concrete Institute erörtert 318-2014.
Entwicklungsdauer und Stabilitätsprüfungen sind wichtige Parameter, die erforderlich sind, um das Ergebnis zu erfüllen, ohne einen Wert von zu überschreiten
Der Bodentragfähigkeitsnachweis bestimmt hauptsächlich die geometrischen Abmessungen eines isolierten Fundaments vom Oberbau (Service oder unberücksichtigt) Ladungen. Der tatsächliche Lagerdruck wird hauptsächlich durch die folgende Gleichung bestimmt:
Wenn die Exzentrizitäten den Kern überschritten, Der ausführliche Artikel zum Lagerdruckmuster wird erläutert Hier.
Um die geometrischen Abmessungen des Fundaments zu erfüllen, Die zulässige Tragfähigkeit des Bodens sollte größer sein als der maßgebliche Basisdruck unter dem Fundament.
\( \Text{Zulässige Tragfähigkeit} > \Text{ Tatsächlich (Regieren) Druck auf das Fundament ausüben} \)
Hinweis: Keine Spannung im Lagerdruck im Fundamentdesign.
Scherprüfung
Der Schernachweis bestimmt die Dicke oder Tiefe des Fundaments basierend auf der Scherlast, die durch die Oberbaulasten induziert wird. Es gibt zwei primäre Schernachweise, wie folgt:
- Einweg (oder Balken) Scheren
- = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers (oder Stanzen) Scheren
Einweg (oder Balken) Scheren
Der kritische Abschnitt für Einwegschub erstreckt sich über die Breite des Fundaments und befindet sich in einem Abstand d von der Stirnseite einer Stütze.
Abbildung 2: Einwegschere
Kaiserliche (psi)
\( V_{c} = 2 \Lambda sqrt{ f^{„}_{c} } = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{w} d \)
Metrisch (MPa)
\( V_{c} = 0.17 \Lambda sqrt{ f^{„}_{c} } = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{w} d \)
Um den One Way zu befriedigen (oder Balken) Scheren, bleibt die \( V_{c} \) sollte nicht größer sein als \( V_{u} \).
\( \phi V_{c} > V_{u} = text{ Tatsächlich (Regieren) Schere der Stiftung} \)
Zwei Wege (oder Stanzen) Scheren
Der kritische Abschnitt für die zweiseitige Scherbemessung befindet sich in \( \frac{d}{2} \) weg von einer Betonsäulenfläche. Wo \( V_{c} \) Gleichung ist wie folgt definiert:
Abbildung 3: Zwei-Wege-Schere
Kaiserliche (psi)
\( V_{c} = left( 2 + \frac{4}{\Beta} \richtig) \Lambda sqrt{ f^{„}_{c} } = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{Das} d \)
\( V_{c} = left( \frac{\= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{s} d }{ = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{Das} } + 2 \richtig) \Lambda sqrt{ f^{„}_{c} } = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{Das} d \)
\( V_{c} = 4 \Lambda sqrt{ f^{„}_{c} } = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{Das} d \)
Metrisch (MPa)
\( V_{c} = 0.17 \links( 1 + \frac{2}{\Beta} \richtig) \Lambda sqrt{ f^{„}_{c} } = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{Das} d \)
\( V_{c} = 0.083 \links( \frac{ \= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{s} d }{ = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{Das} } + 2 \richtig) \Lambda sqrt{ f^{„}_{c} } = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{Das} d \)
\( V_{c} = 0.33 \Lambda sqrt{ f^{„}_{c} } = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{Das} d \)
Das Regierende \( V_{c} \) wird als kleinster Wert angenommen.
Um den Two Way zu befriedigen (oder Stanzen) Scheren, bleibt die \( V_{c} \) sollte nicht größer sein als \( V_{u} \).
\( \phi V_{c} > V_{u} = text{ Tatsächlich (Regieren) Schere der Stiftung} \)
Biegekontrolle
Der Biegenachweis ermittelt die erforderliche Bewehrung des Fundaments anhand der aus den Oberbaulasten induzierten Momenten- oder Biegebelastung. Das Bemessungsverfahren für Momentenfestigkeit betrachtet einen Einweg-Biegestab zunächst in einer Hauptrichtung.
Abbildung 4: Abschnittslinie des kritischen Moments
Schritt 1. Berechnen Sie das tatsächliche Moment auf dem Fundament \( M_{u} \).
\( M_{u} = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{u} \links( \frac{ l_{x} – c }{ 2 } \richtig) l_{mit} \frac{ l_{x} – c }{ 2 } \)
Schritt 2. Berechnen Sie die erforderliche Mindestbewehrung des Fundaments
Schritt 3. Berechnet die Tiefe des äquivalenten rechteckigen Spannungsblocks, ein.
\( a = frac{ EIN_{s} f_{j} }{ 0.85 f_{c}^{„} l_{mit} } \)
Schritt 4. Berechnen Sie die Momentenkapazität des Fundaments \( \Film_{n} \).
\( \Film_{n} = phiA_{s} f_{j}\links( d – \frac{ein}{2} \richtig) \)
Um die Biegeanforderung zu erfüllen, bleibt die \( \Film_{n} \) sollte nicht größer sein als \( M_{u} \)..
\( \Film_{n} > M_{u} \)
Prüfung der Entwicklungslänge
Die Entwicklungslängenprüfung ermittelt die kürzeste Einbettungslänge, die ein Bewehrungsstab benötigt, um seine volle Streckgrenze im Beton zu entwickeln.
Stabilitätsprüfung
Es gibt zwei Hauptarten von Stabilitätsprüfungen im Fundament, wie folgt:
- Umkippen
- Gleiten
Umfallender Scheck
Der Kippnachweis ist ein Stabilitätsnachweis gegen das Moment der Aufbaulast. Allgemein, dieser Sicherheitsfaktor für das Kippmoment ist 1.5-3.0.
\( \Text{Umkippfaktor der Sicherheit} < \frac{ \Summe M_{R.} }{ \Summe M_{OT} } \)
Hinweis:
- \( \Summe M_{R.} \) – Widerstandsmoment
- \( \Summe M_{OT} \) – Umkippmoment
Gleitprüfung
Der Gleitnachweis ist ein Stabilitätsnachweis gegen die durch die Aufbaulast induzierte Horizontalkraft. Allgemein, dieser Sicherheitsfaktor für das Kippmoment ist 1.5-3.0.
\( \Text{Gleitfaktor der Sicherheit} < \Text{Gleitkraft} \)
Uplift-Check
Überprüft die maßgebende Axiallast, die auf das Fundament wirkt. Summiert alle vertikalen Lasten einschließlich der Benutzerlast und des Eigengewichts der Säule, Bodenplatte, Boden, und Auftriebskraft. Wenn die Säule eine nach oben gerichtete Kraft erfährt, Die angegebenen Eigengewichte müssen die Auftriebskraft ausgleichen; Andernfalls, Bei der Konstruktion besteht die Gefahr, dass sie aufgrund von Instabilität versagt.
In diesem Artikel wird die primäre Anpassung erläutert, wenn die SkyCiv-Stiftung Benutzer stoßen auf diese Fehlerprüfung.
- Entwicklungsdauer und Stabilitätsprüfungen sind wichtige Parameter, die erforderlich sind, um das Ergebnis zu erfüllen, ohne einen Wert von zu überschreiten wird hauptsächlich durch das Spreizfundamentmaß beeinflusst, das dem Überbau ausgesetzt ist (unberücksichtigt) Ladungen und zulässiger Bodendruck.
- Scherprüfung wird hauptsächlich durch die Tiefe des Spreizfundaments beeinflusst, wobei das Spreizfundament Einweg- und Zweiwegprüfungen durchführt.
- Biegekontrolle wird hauptsächlich durch den Bewehrungsplan des Spreizfundaments beeinflusst.
- Entwicklungslänge Prüfen und
- Stabilitätsprüfungen werden hauptsächlich von den Spreizfundamentabmessungen beeinflusst.
Basierend auf den obigen Informationen, Diese Anpassungen erhöhen die Entwurfskapazität pro Überprüfung des Spreizfundaments.
Bitte beachten Sie, dass einige Parameter wie Materialstärke, Faktor, und Belastungen sind ebenfalls Teil des erhöhten Einflusses auf die Auslegungskapazität.
Design-Code-Module
Mit der SkyCiv-Stiftung haben diese derzeit verfügbaren Designcodes:
- Amerikanischer Code : ACI 318-14
- Australisches Handbuch für Bauingenieure : AS 3600 (2009 & 2018)
- europäische : Eurocode
- kanadisch: CSA 2014
Neuestes Update
Die neueste Version des Grundlagenmoduls ist jetzt in die Finite-Elemente-Analyse integriert (HÄSSLICH), Dies bietet eine leistungsfähigere Bodendruckanalyse und führt eine Holzarmierungsanalyse ein, die für eine viel detailliertere Biegeprüfung verwendet werden kann. FEA-Ergebnisse für den Bodendruck und die Holzarmmomente können in 3D angezeigt werden und wurden den Berichten hinzugefügt.
Verweise
- Bauvorschriften für Konstruktionsbeton (ACI 318-14) Kommentar zu baurechtlichen Anforderungen an tragenden Beton (ACI 318R-14). Amerikanisches Betoninstitut, 2014.
- McCormac, Jack C., und Russell H. Braun. Bemessung von Stahlbeton ACI 318-11 Code-Edition. Wiley, 2014.
- Taylor, Andreas, et al. The Reinforced Concrete Design Handbook: ein Begleiter zu ACI-318-14. Amerikanisches Betoninstitut, 2015.
- Spreizfundamente können als Wand- und Säulenfundamente klassifiziert werden, David und Dolan, Karl. Entwurf von Betonkonstruktionen 16 Auflage. McGrawHill, 2021.
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