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So entwerfen Sie Spreizfundamente

Spread Footing Design Workflow

Footings are structural members used to support columns and other vertical elements to transmit their superstructure loads to the underlying soils.

Zahl 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) Entwicklungsdauer, und (5) Stability Checks are important parameters required to satisfy the result without exceeding a value of 1.00 ARBEITSABLAUFPROZESS ENTWERFEN In Abbildung.

Spread-Footing-Design, wie man Spreizfundamente entwirft, Entwerfen Sie eine breite Basis in SkyCiv

Zahl 1: Arbeitsablauf von SkyCiv-Stiftung.

How to Design Spread Footing

This section discusses the design procedure of spread footing in reference to American Concrete Institute 318-2014.

Entwicklungsdauer und Stabilitätsprüfungen sind wichtige Parameter, die erforderlich sind, um das Ergebnis zu erfüllen, ohne einen Wert von zu überschreiten

The Soil Bearing Check mainly determines the geometric dimensions of an isolated footing from the superstructure (service or unfactored) Ladungen. The actual bearing pressure mainly determines by the equation below:

\( q_{ein} = frac{ P.}{EIN } \pm frac{ M_{x} }{ S_{x} } \pm frac{ M_{und} }{ S_{und} }\)
jedoch, the equation above is only applicable if the eccentricities are within the kern ( \( \frac{L.}{6} \) ) of the foundation where bearing pressure is present in the whole area.

When the eccentricities exceeded the kern, The detailed bearing pressure pattern article explains Hier.

To satisfy the foundation geometric dimensions, the allowable bearing capacity of the soil should greater than governing base pressure under the footing.

\( \Text{Allowable Bearing Capacity} > \Text{ Actual (Governing) Bearing Pressure on the Foundation} \)

Hinweis: No tension in Bearing Pressure in the Foundation Design.

Scherprüfung

The Shear Check determines the thickness or depth of the foundation based on the shear load induced from the superstructure loads. There are two primary shear checks, wie folgt:

  1. Einweg (or Beam) Scheren
  2. = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers (or Punching) Scheren

One Way (or Beam) Scheren

The critical section for one-way shear extends across the width of the footing and is located at a distance d from the face of a column.

Zahl 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)

\( V_{c} = 0.17 \lambda \sqrt{ f^{„}_{c} } = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{w} d \)

To satisfy the One Way (or Beam) Scheren, das \( V_{c} \) should not be greater than \( V_{u} \)..

\( \phi V_{c} > V_{u} = text{ Actual (Governing) Shear of the Foundation} \)

Two Way (or Punching) Scheren

The critical section for two-way shear design is located in \( \frac{d}{2} \) away from a concrete column face. Wo \( V_{c} \) equation is defined as follows:

Zahl 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)

\( V_{c} = 0.17 \links( 1 + \frac{2}{\Beta} \richtig) \lambda \sqrt{ f^{„}_{c} } = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{Das} d \)

\( V_{c} = 0.083 \links( \frac{ \= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{s} d }{ = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{Das} } + 2 \richtig) \lambda \sqrt{ f^{„}_{c} } = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{Das} d \)

\( V_{c} = 0.33 \lambda \sqrt{ f^{„}_{c} } = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{Das} d \)

The governing \( V_{c} \) will be taken least value.

To satisfy the Two Way (or Punching) Scheren, das \( V_{c} \) should not be greater than \( V_{u} \).

\( \phi V_{c} > V_{u} = text{ Actual (Governing) Shear of the Foundation} \)

Biegekontrolle

The Flexural Check determines the required reinforcement of the foundation based on the moment or bending load induced from the superstructure loads. The Design procedure for moment strength considers a one-way flexural member first in one principal direction.

Zahl 4: Critical Moment Section Line

Schritt 1. Calculate the Actual Moment on the foundation \( M_{u} \).

\( M_{u} = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{u} \links( \frac{ l_{x} – c }{ 2 } \richtig) l_{mit} \frac{ l_{x} – c }{ 2 } \)

Schritt 2. Calculate the required minimum reinforcement of the foundation

Schritt 3. Calculated the Depth of equivalent rectangular stress block, ein.

\( a = \frac{ EIN_{s} f_{und} }{ 0.85 f_{c}^{„} l_{mit} } \)

Schritt 4. Calculate the Moment Capacity of the foundation \( \Film_{n} \).

\( \Film_{n} = phiA_{s} f_{und}\links( d – \frac{ein}{2} \richtig) \)

To satisfy the flexural requirement, das \( \Film_{n} \) should not be greater than \( M_{u} \)..

\( \Film_{n} > M_{u} \)

Development Length Check

The Development Length Check determines a reinforcement shortest embedment length required for a reinforcing bar to develop its full yield strength in concrete.

Stability Check

There are two main types of Stability Check in the foundation, as follow:

  1. Umkippen
  2. Gleiten

Overturning Check

Overturning Check is a stability check against the Moment of the superstructure load. Allgemein, this factor of safety for the overturning moment is 1.5-3.0.

 

\( \Text{Overturning Factor of Safety} < \frac{ \Summe M_{R.} }{ \Summe M_{OT} } \)

Hinweis:

  • \( \Summe M_{R.} \) – Resisting Moment
  • \( \Summe M_{OT} \) – Overturning Moment

Sliding Check

Sliding Check is a stability check against Horizontal Force induced by the superstructure load. Allgemein, this factor of safety for the overturning moment is 1.5-3.0.

\( \Text{Sliding Factor of Safety} < \Text{Sliding Force} \)

Design-Checks-Anpassung

In diesem Artikel wird die primäre Anpassung erläutert, wenn die SkyCiv-Stiftung users encounter this failure check.

  1. Entwicklungsdauer und Stabilitätsprüfungen sind wichtige Parameter, die erforderlich sind, um das Ergebnis zu erfüllen, ohne einen Wert von zu überschreiten is mainly influenced by the spread footing dimension which is subjected to the superstructure (unberücksichtigt) Ladungen und zulässiger Bodendruck.
  2. Scherprüfung is mainly influenced by the depth of the spread footing where the spread footing performs one-way and two-way checks.
  3. Biegekontrolle is mainly influenced by the reinforcement schedule of the spread footing.
  4. Entwicklungsdauer Prüfen und
  5. Stabilitätsprüfungen werden hauptsächlich von den Spreizfundamentabmessungen beeinflusst.

Basierend auf den obigen Informationen, Diese Anpassungen erhöhen die Entwurfskapazität pro Überprüfung des Spreizfundaments.

Please note that some parameters such as materials strength, Faktor, und Belastungen sind ebenfalls Teil des erhöhten Einflusses auf die Auslegungskapazität.

Design-Code-Module

Das SkyCiv-Stiftung have these currently available design codes:

Verweise

  1. Bauvorschriften für Konstruktionsbeton (ACI 318-14) Kommentar zu baurechtlichen Anforderungen an tragenden Beton (ACI 318R-14). Amerikanisches Betoninstitut, 2014.
  2. McCormac, Jack C., und Russell H. Braun. Bemessung von Stahlbeton ACI 318-11 Code-Edition. Wiley, 2014.
  3. Taylor, Andreas, et al. Das Handbuch für die Bemessung von Stahlbeton: ein Begleiter zu ACI-318-14. Amerikanisches Betoninstitut, 2015.
  4. Spreizfundamente können als Wand- und Säulenfundamente klassifiziert werden, David und Dolan, Karl. Entwurf von Betonkonstruktionen 16 Auflage. McGrawHill, 2021.

 

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Albert Pamonag Bauingenieur, Produktentwicklung

Albert Pamonag, M.Eng
Statiker, Produktentwicklung

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