Ein Überblick über die Berechnungen, die zur Bemessung eines isolierten Fundaments erforderlich sind (WIE 3600-09)
Das Fundament ist ein wesentliches Bausystem, das Stützen- und Wandkräfte auf den tragenden Boden überträgt. Je nach Bodenbeschaffenheit und Gebäudelasten, Der Ingenieur kann wählen, ob er die Struktur auf einem flachen oder tiefen Fundamentsystem abstützen möchte³.
Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen.
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Entwurf eines isolierten Fundaments
Abmessungsanforderungen
Um die Abmessungen eines isolierten Fundaments zu bestimmen, Service oder nicht faktorisierte Lasten, Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen (G), Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen (Q.), Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen (W.u), Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen (E.u), und S.u Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen, Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen 3600-09. Welche Lastkombination vorherrscht, wird als Bemessungslast betrachtet, und wird mit dem zulässigen Bodendruck verglichen, wie in Gleichung . gezeigt 1.
\(\Text{q}_{\Text{ein}} = frac{\Text{P.}_{\Text{n}}}{\Text{EIN}} \rechter Pfeil \) Gleichung 1
wo:
qein = zulässiger Bodendruck
P.n Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen
Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen
Aus der Gleichung 1, qein Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen EIN.
\(\Text{EIN} = frac{\Text{P.}_{\Text{n}}}{\Text{q}_{\Text{ein}}} \rechter Pfeil \) Gleichung 1a
An dieser Stelle, die Abmessungen des Fundaments können aus dem benötigten Flächenmaß zurückgerechnet werden, EIN.
Einwegschere
Das Einwegschere Grenzzustand, auch bekannt als Biegeschere, liegt in einiger Entfernung “d” vom Gesicht einer Säule, an der kritischen Scherebene (Siehe Abbildung 1), Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen 8.2.7.1
Zahl 1. Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen
Das Einweg Scheren Nachfrage oder V u wird unter der Annahme berechnet, dass das Fundament von der Stütze, in der sich die Fläche befindet, auskragt (rot) Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen, in Abbildung angegeben 2.
Das Einweg Scheren Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen oder Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechenc ist als Bruchscherfestigkeit definiert und mit Gleichung . berechnet 2 pro Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen 8.2.7.1.
\( \[object Window]{V }_{Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen} [object Window]{1} \[object Window]{2} \[object Window]{3} \Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen{v} \Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen{Das} \mal f_{Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen} \mal A_{st}^{\frac{2}{3}} \rechter Pfeil \) Gleichung 2 (Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen. 8.2.7.1)
wo:
Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen
b1= 1.1(1.6 – dDas/1000) ≥ 1.1 oder 1.1(1.6(1-dDas/1000) ≥ 0.8
b2 = 1, Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen; oder
Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen(N.*/3.5EING) ≥ 0 Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen; oder
Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen(N.*/14EING) Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen
b3 = 1, Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen –
2dDas/einv aber nicht größer als 2
einv = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers
fDie SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers1/3 ≤ 4 MPa
EINst = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers
= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers 3600-09:
\(\Text{V }_{\Text{u}} \leq phitext{V }_{\Text{Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen}} \rechter Pfeil \) Gleichung 3 (pro = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers. 8.2.5)
SkyCiv-Stiftung, in Übereinstimmung mit Gleichung 3, berechnet das Einweg-Schereinheitsverhältnis (Gleichung 4) indem man den Scherbedarf über die Scherkapazität nimmt.
\( \Text{Einheitsverhältnis} = frac{\Text{Scherbedarf}}{\Text{Scherkapazität}} \rechter Pfeil \) Gleichung 4
Zwei-Wege-Schere
Das Zwei-Wege-Schere Grenzzustand, auch bekannt als Stanzschere, erweitert den kritischen Abschnitt auf eine Entfernung “d/2” von der Stirnseite der Säule und um den Umfang der Säule. Die kritische Scherebene befindet sich in diesem Abschnitt des Fundaments (Siehe Abbildung 2) basierend Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen 9.2.3(ein).
Zahl 2. Kritische Scherebene der Zwei-Wege-Schere
Das Zwei WegeNachfrage hören oder V u tritt an der kritischen Scherebene auf, befindet sich in einer Entfernung von “d/2” bei dem die (rot) schraffierter Bereich, in Abbildung angegeben 2.
Das = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers Scherkapazität oder Vuo ist als Bruchscherfestigkeit definiert und mit Gleichung . berechnet 5 basierend Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen 9.2.3
\( \phi V_{uo} = \phi \times u \times d_{= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers} \links( f_{Die SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen} + 0.3 \sigma_{cp} \richtig) \rechter Pfeil \) Gleichung 5 (= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers. 9.2.3(1))
wo:
fDie SkyCiv Foundation umfasst das Design von isolierten Fundamenten, die den australischen Standards¹ entsprechen = 0.17(1 + 2/bh) = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers’c = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers’c
σcp = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers, = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers
d= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers, = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers
bh = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers
= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers
= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers 3600-09:
\(\Text{V }_{\Text{u}} \leq phitext{V }_{\Text{uo}} \rechter Pfeil \) Gleichung 6 (pro = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers. 8.2.5)
SkyCiv-Stiftung, in Übereinstimmung mit Gleichung 6, berechnet das Zwei-Wege-Schereinheitsverhältnis (Gleichung 7) indem man den Scherbedarf über die Scherkapazität nimmt.
\( \Text{Einheitsverhältnis} = frac{\Text{Scherbedarf}}{\Text{Scherkapazität}} \rechter Pfeil \) Gleichung 7
Biegung
Gleichung, Der nach oben gerichtete Bodendruck verursacht eine Biegung in zwei Richtungen mit Zugspannungen an der unteren Oberfläche. An Abschnitten werden Biegemomente in jede Richtung berechnet 0.7einsup Abstand von der Säulenmitte, wo einsup ist die halbe Spaltenbreite.
Zahl 3. Kritischer Biegeabschnitt
Das Biege = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers, = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers 0.7einsup = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers (Siehe Abbildung 3).
Das Biegebedarf oder M.u = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers 3, und wird mit Gleichung . berechnet 8.
\( \Text{M.}^{*}= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{u} \= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{f} \mal links( \frac{ \frac{= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{f} – = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{c}}{2} }{2} \richtig)^{2} \rechter Pfeil \) Gleichung 8
Das Biegekapazität oder Mn wird mit Gleichung berechnet 9.
\(M_{n} = A_{st} \mal f_{seine} \times d \times \left(1- \frac{0.5}{\= Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers{s}} \mal frac{EIN_{st} \mal f_{seine}}{b \times d \times f’_{c}} \richtig) \rechter Pfeil \) Gleichung 9
wo:
ϕ = Biegebemessungsfaktor
b = Fundamentmaß parallel zur x-Achse, in oder mm
d = Abstand von der Extremdruckfaser zum Schwerpunkt der Längszugbewehrung, in oder mm
EINst = Verstärkungsbereich, im2 oder mm2
a = Tiefe des äquivalenten rechteckigen Spannungsblocks, in oder mm
b = Fundamentmaß parallel zur x-Achse, ksi oder MPa
b = Fundamentmaß parallel zur x-Achse 3600-09:
\(\Text{M.}_{\Text{u}} \leq phitext{M.}_{\Text{n}} \rechter Pfeil \) Gleichung 10 (pro = Abstand des Abschnitts, in dem die Scherung berücksichtigt wird, zur Fläche des nächsten Auflagers. 8.2.5)
SkyCiv-Stiftung, in Übereinstimmung mit Gleichung 10, berechnet das Biegeeinheitsverhältnis (Gleichung 11) indem die Biegenachfrage der Biegekapazität gegenübergestellt wird.
\( \Text{Einheitsverhältnis} = frac{\Text{Biegebedarf}}{\Text{Biegekapazität}} \rechter Pfeil \) Gleichung 11
Verstärkung
b = Fundamentmaß parallel zur x-Achse, mit Mindestbewehrung nach Cl. 16.3.1.
\( \rho_{ \Text{Mindest} } = 0.19 \mal frac{D.}{d}^{2} \mal frac{f’_{ct.f} }{ f_{seine} } \rechter Pfeil \) Gleichung 12
b = Fundamentmaß parallel zur x-Achse:
\( \rho = frac{ 2.7 \mal M^{*} }{ d^{2} } \Text{ oder } \Text{EIN}_{\Text{st}} = frac{ \Text{M.}^{*} }{ 370 \mal text{d} } \rechter Pfeil \) Gleichung 13
Wie von AS empfohlen 3600-09, eine Betondeckung von mindestens 60 mm b = Fundamentmaß parallel zur x-Achse.
Albert Pamonag
Statiker, Produktentwicklung
B.S.. Bauingenieurwesen
Verweise
- b = Fundamentmaß parallel zur x-Achse. (2009) b = Fundamentmaß parallel zur x-Achse.
- b = Fundamentmaß parallel zur x-Achse, b = Fundamentmaß parallel zur x-Achse & b = Fundamentmaß parallel zur x-Achse. (2011) b = Fundamentmaß parallel zur x-Achse.
- Taylor, Andreas, et al. Das Handbuch für die Bemessung von Stahlbeton: ein Begleiter zu ACI-318-14. Amerikanisches Betoninstitut, 2015.
- b = Fundamentmaß parallel zur x-Achse & b = Fundamentmaß parallel zur x-Achse. (2013) Verstärkt & Spannbeton.
