Nachweis der Stützmauerbemessung gemäß ACI 318-19

Während des Entwurfsprozesses einer auskragenden Stützmauer aus Beton, Der erste Schritt besteht darin, die zu definieren vorläufige Maße und überprüfe die Stabilität dieser vorläufigen Geometrie gegen umkippen, gleiten, und Lager. Zur Durchführung dieser Standsicherheitsnachweise werden alle auf die Haltekonstruktion wirkenden Kräfte berechnet. Diese Lasten, wenn faktorisiert, sind die Eingaben, die erforderlich sind, um Konstruktionsprüfungen an der Betonstützwand durchzuführen und die Abmessungen und die bereitgestellte Bewehrung sicherzustellen, wird in der Lage sein, den Belastungen des höchsten Zustands standzuhalten. Mit unserer Stützmauer-Design-Software, Es ist möglich, die Stabilitätsprüfungen durchzuführen, die während des Prozesses einer Betonstützwandbemessung erforderlich sind.

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Zusammenfassend, Entwurfskontrollen an den verschiedenen Komponenten einer Stützmauer aus Beton umfassen:

• Beispiel für die Berechnung des Kippmoments
  • Kritischer Abschnitt: Befindet sich an der Basis des Stiels, an der Stirnseite des Stützmauersockels. Zur Scherfestigkeitsprüfung, ACI 318 ermöglicht die Verwendung des Abschnitts aus der Ferne d von der Basis als kritisch.
  • Wirkende Kräfte: Zurückgehaltener aktiver Bodendruck und zusätzlicher Druck durch Auflasten.
  • Effekte zu prüfen: Biegung und Scherung am Stamm der Stützmauer des kritischen Abschnitts.
• Hacke
  • Kritischer Abschnitt: Befindet sich an der Schnittstelle zwischen dem Stamm und dem Wandfundament. Zur Scherfestigkeitsprüfung, ACI 318 ermöglicht die Verwendung des Abschnitts aus der Ferne d von der Schnittstelle als die kritische.
  • Wirkende Kräfte: Zurückgehaltenes Bodengewicht, Eigengewicht der Ferse, und vertikal wirkendem Zuschlag. Der Bodendruck unterhalb der Sohle könnte einbezogen werden, wird aber normalerweise vernachlässigt, weil er konservativ ist.
  • Effekte zu prüfen: Scherung und Biegung am Fuß der Kragarmstützwand des kritischen Abschnitts.
• Zehe
  • Kritischer Abschnitt: Befindet sich an der Vorderseite des Stiels. Zur Scherfestigkeitsprüfung, ACI 318 ermöglicht die Verwendung des Abschnitts aus der Ferne d von der Stirnseite des Vorbaus als die kritische.
  • Wirkende Kräfte: Lagerdruck unter der Zehe. Das über dem Fuß wirkende passive Eigengewicht des Bodens wird normalerweise vernachlässigt, da es erodieren oder entfernt werden kann.
  • Effekte zu prüfen: Scherung und Biegung am Fuß der Stützmauer des kritischen Abschnitts.
• Schlüssel scheren (falls enthalten)
  • Kritischer Abschnitt: Befindet sich an der Schnittstelle zwischen dem Scherkeil und dem Wandfundament.
  • Wirkende Kräfte: Passiver Bodendruck.
  • Effekte zu prüfen: Scherung am Keil der Kragarmstützwand des kritischen Abschnitts.

Belastungsfaktoren gemäß ACI-318

Bei der Durchführung einer Konstruktionsprüfung an einer auskragenden Stützmauer aus Beton gemäß den Anforderungen von ACI-318, alle äußeren Kräfte, die auf die Struktur einwirken und am kritischen Abschnitt eine innere Kraft erzeugen, werden ihrer Art nach berücksichtigt, wie folgt:

• Für seitlichen Erddruck, durch das Gewicht des Bodens und zusätzliche Lasten, der Faktor zur Berechnung der Traglasten ist \(1.6\)
• Für das Eigengewicht der Struktur, der Faktor zur Berechnung der Traglasten ist \(1.2\)

Diese Faktoren spiegeln die Wahrscheinlichkeit wider, die berechneten zu überschreiten “genau” Wert, für den Fall des Eigengewichts der Struktur, die Wahrscheinlichkeit einer Überschreitung ist recht gering, und daher ist der Faktor in der Nähe 1.0, jedoch, äußere Kräfte wie das Gewicht und der Seitendruck des zurückgehaltenen Bodens und die Auflasten nehmen eher einen höheren Wert an, und deshalb liegt der Ladefaktor näher bei 2 als zu 1.

Widerstandsreduktionsfaktoren gemäß ACI-318

Abgesehen von der Erhöhung der auf die Struktur einwirkenden Kräfte, sein Widerstand wird auch durch Anwendung einiger Faktoren verringert, nach dem LRFD (Last- und Widerstandsfaktor-Design) Ansatz. Jeder Widerstandswert wird wie folgt reduziert:

• Für Biegefestigkeit, vorausgesetzt, das Element ist spannungsgesteuert, Der Reduktionsfaktor ist \(0.9\)
• Für Scherfestigkeit, Der Reduktionsfaktor ist \(0.75\)

Designanforderungen gemäß ACI-318

Vergleich der Schnittgrößen im Endzustand mit dem reduzierten Stabwiderstand gegen diese Schnittgröße, Es kann festgestellt werden, ob der vorgesehene Betonabschnitt und die eingebettete Bewehrung stark genug sind oder nicht. Dies kann in den folgenden zwei Gleichungen ausgedrückt werden:

• Für nominelle Momententragfähigkeit \(M_n\) und ultimativer Zustandsmoment \(M_u\)

\(\phi \; M_n \geq M_u\)

• Für nominelle Scherfestigkeit \(V_n\) and ultimate state shear force\(V_u\)

\(\phi \; V_n \geq V_u\)

Zusätzliche Anforderungen gemäß ACI-318

Abgesehen von der Erfüllung der oben genannten Anforderungen, ACI-318 enthält einige zusätzliche Anforderungen für den erfolgreichen Abschluss eines Entwurfs für eine Betonstützmauer:

• Die für die Biegung berechnete Bewehrung an jedem Bauteil der Struktur wird mit der minimal erforderlichen Biegebewehrung des Balkens verglichen. Gemäß ACI-318, wegen der fehlenden Redundanz wird die Balkenformel anstelle der Einbahnplattenformel verwendet:

\(EIN_{s, \; Mindest} = frac{3 \sqrt{f’_c}}{f_y} b_w d\)

• Sobald die erforderliche Stahlfläche für die Biegung berechnet ist, der Abschnitt wird überprüft, um sicherzustellen, dass er spannungsgesteuert ist, mit anderen Worten sicherstellen, dass der Bewehrungsstahl nachgibt, bevor der Beton reißt:

\(\varepsilon_t = \frac{\varepsilon_c}{c}(d-c) > 0.005\)

Wo \(c = frac{ein}{\beta_1}\), \(a = 1.31 A_s\), \(\varepsilon_c = 0.003\) (unter der Annahme von Betonrissen bei diesem Dehnungsniveau), und \(d\) ist der Abstand von der Druckkante zur Mitte der Zugbewehrung.

• Für jede Komponente der Stützmauer aus freitragendem Beton wird eine gewisse Mindestquerbewehrungsfläche berechnet, unter Verwendung der in der Tabelle angegebenen Verhältnisse 11.6.1 von ACI-318
• Die Entwicklungs- und Stoßlängen werden auch für jede Komponente der Kragbeton-Stützmauer berechnet, nach den angegebenen Kriterien 25.4.2 von ACI-318

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Oscar Sanchez
Produkt Entwickler
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