A strip footing is a continuous, elongated concrete foundation that supports linear structural loads, typically beneath load-bearing walls. It transfers the load from the wall to a soil layer located relatively close to the ground surface. This footing type spreads concentrated loads from the superstructure over a wider area of soil, reducing pressure and mitigating settlement risks. The soil layer must have adequate bearing capacity and sufficient depth to prevent frost heave and other environmental issues.

Strip footings are best suited for structures with walls, such as residential buildings, schools, and light commercial facilities. They are ideal when the soil has adequate bearing capacity at shallow depths, and the imposed loads are moderate and uniformly distributed. Common applications include supporting masonry or concrete walls, continuous columns, and situations where isolated pad footings are impractical due to wall geometry or load distribution.

Normalerweise, two types of strip footings are used:

• Plain Concrete Strip Footings - which are ideal for lighter structures and low-rise buildings with stable bearing soils.
• Reinforced Concrete Strip Footings - which are used for heavier loads or when increased durability is required due to environmental conditions. These are suitable for heavier structures where the soil bearing capacity is relatively low.

Flexural reinforcement is typically placed at the bottom of the footing, perpendicular to the face of the wall. In the transverse direction, shrinkage and temperature reinforcement should be provided parallel to the length of the wall.

Strip footings usually support linear loads beneath load-bearing walls. Jedoch, in manchen Fällen, a line of closely spaced columns may also be supported by a strip footing.

Strip footing failure modes can genrally be classified into three categories: soil bearing failures, Stabilitätsfehler, und strukturelle Fehler. These are illustrated in the following figure.

Abbildung 1: Strip Footing Failure Modes

The design of strip footings involves several steps due to the various parameters and variables that affect the final dimensions and characteristics.

Schritt 1: Geotechnical Investigation and Considerations

The design of foundations generally requires determining the behavior and stress-related deformability of the soil under the foundation. Um das zu erreichen, Es sollen die geotechnischen Eigenschaften des Bodens ermittelt werden. These properties include the grain-size distribution, soil classification, Plastizität, Kompressibilität, und Scherfestigkeit. The investigation aims to determine the suitability of different foundation types and the soil's bearing capacity. This process normally includes performing the ultimate bearing capacity calculation and a settlement analysis. These steps determine the allowable bearing pressure (q_ein) to avoid soil bearing failures. If a strip foundation is suitable, the engineer can then proceed to the next step.

Schritt 2: Stabilitätsprüfungen

Ensure the foundation system is safe against overturning, Gleiten, and avoid excessive uplift due to eccentricities.

Schritt 3: Define the Base Area

In den USA, Dies wird anhand der zulässigen Spannungs- und Betriebslastkombinationen ermittelt. Die voraussichtlichen Tragfähigkeitswerte (IBC-Tabelle 1806.2) dürfen bei entsprechender Genehmigung ebenfalls verwendet werden. Die zulässige Spannung wird normalerweise im geotechnischen Gutachten angegeben, unter Berücksichtigung der Tragfähigkeit und möglicher Setzungen. In a strip footing, die Bodenspannung für ein Fundament mit axialer Belastung (P.) und Moment (M.) can be calculated as shown in Figure 2.

Abbildung 2: Soil Stress Calcualtions in Strip Footing

Schritt 4: Define Base Thickness and Calculate Bending Reinforcement

Dies erfolgt normalerweise durch ein Versuch-und-Irrtum-Verfahren, um strukturelle Fehler zu vermeiden. In diesem Fall, Es wird eine Fundamentstärke angenommen, Anschließend wird es auf Biege- und Scherfestigkeit geprüft. In diesem Schritt, Der Untergrund muss für Biegemomente ausgelegt sein, einachsige Scherung (two-way shear is not applicable for strip footings) caused by the soil pressure due to factored loads. Eine Mindesttiefe von 6 in sollte berücksichtigt werden (ACI 318-19 c13.3.1.2) und eine Mindestbetondeckung gleich 3 für Beton, der gegen den Boden gegossen wird und dauerhaft Kontakt mit dem Boden hat (ACI 318-19 c20.5.1.3.2). It is also important to consider the minimum footing thickness based on the development of the bars that start from the footing to the wall for concrete walls.

Wenn das Biegemomentdiagramm analysiert wird (siehe Abbildung 2), it appears that the maximum moment in the strip footing occurs under the middle of the wall, but tests have shown that this is not correct because of the rigidity of the walls. ACI-Code schlägt vor (ACI 318-19, c13.2.7.1) computing it at the face of the wall for reinforced concrete walls or at a section halfway from the face of the wall to its center for masonry walls. In den Berechnungen, Es muss lediglich der Aufwärtsdruck berücksichtigt werden, der durch die auf das Fundament wirkenden äußeren Lasten verursacht wird. Das Eigengewicht und das Abraumgewicht des Bodens sollten vernachlässigt werden. Für die statische Bemessung sollten ausschließlich die Nettodrücke über dem Fundament verwendet werden.

Abbildung 3: Shear and Moment Diagrams for a Wall Footing with Uniform Soil Pressures

Wenn das Wandfundament so lange belastet wird, bis es durch Scherung versagt, the failure will not occur on a vertical plane at the wall face but rather at an angle approximately 45° with the wall face, Daher wird der kritische Abschnitt für Scherung im Abstand „d“ von der Fläche berechnet (ACI 318-19c13.2.7.2), wobei „d“ die effektive Tiefe ist, siehe Abbildung 3. Die effektive Tiefe wird berechnet als:

wobei h die Dicke der Fundamentplatte ist, c ist die Abdeckung, and d_b is the bar diameter.

Einmal das maximale Biegemoment (M._u) am kritischen Abschnitt wurde ermittelt, der erforderliche Bewehrungsbereich (Ein_s) wird auf die gleiche Weise wie jedes Biegeelement bestimmt. Obwohl ein Fundament kein Balken ist, Es ist wünschenswert, dass es für die Biegung duktil ist, und dies kann durch die Begrenzung der Nettozugspannung in der Zugbewehrung erreicht werden (e_t) to a value larger than ε_ty + 0.003 (ACI 318-19 c21.2.2, e_ty is equal to f_j/E._s).

Mit der früheren Annahme, Die erforderliche Verstärkungsfläche kann mit den folgenden Gleichungen berechnet werden

b is the section width, f_’c is the specified compressive strength of concrete, f_j is the specified yield strength of the reinforcement, und E._s is the modulus of elasticity of the steel reinforcement.

The shear strength is normally calculated only considering the contribution of the concrete. It is not advisable to use shear reinforcement due to increased costs. Deshalb, Die am kritischen Scherabschnitt berechnete Scherung sollte größer sein als die vom Beton ausgehaltene Festigkeit. Sie wird anhand der in der Tabelle angegebenen Gleichung berechnet 22.5.5.1(c) (ACI 318-19 c22.5.51)

Where ρ_w is the reinforcement ratio equal to A_s/(b×d), λ ist der Modifikationsfaktor, um die verringerten mechanischen Eigenschaften von Leichtbeton widerzuspiegeln, und ϕ ist der Schubreduktionsfaktor.

Sobald bestätigt ist, dass die Dicke des Fundaments Biegung und einseitiger Scherung standhält, und die angenommene Bewehrung ist größer als die erforderliche, Wir können mit dem folgenden Schritt fortfahren.

Schritt 5: Calculate the Transfer Forces

Die vertikalen und horizontalen Kräfte, die durch die Betonlagerung oder eine Kombination aus Lager- und Grenzflächenbewehrung auf das Fundament übertragen werden, sollten überprüft werden. Diese Anforderung wird im Abschnitt detailliert beschrieben 22.8 des ACI 318-19:

Wo ein₁ ist die belastete Fläche, Ein₂ ist die Fläche der unteren Basis des größten Pyramidenstumpfes, Kegel. Die Seiten der Pyramide, Kegel, oder sich verjüngender Keil muss geneigt sein 1 vertikal zu 2 horizontale. Und ϕ ist ein Reduktionsfaktor.

Schritt 5: Detaillierungsprüfungen

Der letzte Schritt ist den Bewehrungsdetails wie Mindest- und Höchstabständen gewidmet, Entwicklungslänge bis hin zu kritischen Abschnitten. Die Details finden Sie im Kapitel 25 von ACI 318-19.

Wall footings are essentially a subset of strip footings and are often used interchangeably, as both describe a continuous, narrow footing that supports linear loads. Jedoch, strip footings have a broader definition and may also support a line of closely spaced columns, accepting point loads arranged in a row. In terms of reinforcement, both types are similar.

Strip footings are closely related to spread footings, as both are types of shallow foundations commonly used in small to medium structures due to their low cost. Strip footings are typically long and rectangular, while pad footings may be square, rechteckig, oder kreisförmig. Strip footings generally support linear loads, wohingegen pad footings support concentrated loads. In design, all checks performed for strip footings should also be applied to spread or pad footings, with additional checks such as the zweiachsige Scherung (punching) check.

Das Wandfundament-Tool arbeitet mit einer Try-and-Error-Philosophie. Der Benutzer kann die Eingabedaten ändern, bis alle Prüfungen erfolgreich sind. Normalerweise, wenn es Ausfälle gibt, Die Lösung besteht darin, das Fundament zu vergrößern oder die Bewehrung zu erhöhen. In jedem Fall, Das Tool prüft außerdem Mindest- und Höchstbedingungen, die dazu beitragen, eine übermäßige Bewehrung zu vermeiden. Es wird empfohlen, die Höhe für Scherversagen zu vergrößern, Vergrößern Sie die Breite für Stabilitätsfehler, und erhöhen Sie die Bewehrungsfläche für Biegefehler, wenn die Fundamenthöhe und die Schernachweise in Ordnung sind.

• Strip footings are economical and widely used for shallow foundations.
• Eine ordnungsgemäße geotechnische Untersuchung ist unerlässlich.
• Bei der Gestaltung muss die Bodentragfähigkeit berücksichtigt werden, Siedlung, strukturelle Stärke, und Stabilität.
• Folgen Sie ACI 318-19 für alle Kontrollen und Details.

• ACI 318-19: Bauvorschriften für Konstruktionsbeton
• IBC-Tabelle 1806.2: Voraussichtliche Tragfähigkeitswerte
• CRSI, Design-Leitfaden zum ACI 318 Bauvorschriften für Konstruktionsbeton, CRSI (2020).
• Bewehrter Beton: Mechanik und Design 6. Auflage von James K. Wight, James G. MacGregor.

Welcher Reibungswinkel zwischen Fundament und Boden sollte verwendet werden??

Dieser Winkel beträgt normalerweise zwischen der Hälfte und zwei Drittel des Bodenreibungswinkels. ("Grundlagen des Grundbaus" von Braja M. Das)

Welche Abminderungsfaktoren werden bei den Festigkeitsnachweisen verwendet??

Der ACI-Streifenfundament-Rechner verwendet φ = 0.75 für Scherung, φ = 0.90 zum Biegen (für Stahlbeton unter der Annahme eines zugkontrollierten Zustands mit einer Bewehrungsfläche, die unter dem Höchstwert für diesen Zustand liegt), φ = 0.60 zum einfachen Betonbiegen, und φ = 0.65 zum Lagern.

Welcher Wert wird für das Betonstückgewicht verwendet? ?

Der verwendete Standardwert ist 150 lb/ft3, wie in der Norm für Normalbeton empfohlen.

Welcher Wert des Bodeneinheitsgewichts kann verwendet werden??

Die gemeinsamen Werte liegen dazwischen 90 zu 130 lb/ft3. Es wird empfohlen, den im geotechnischen Bericht des Projekts vorgeschlagenen Feuchtigkeitswert zu verwenden.

Ist die Wandbewehrung, die in den Berechnungen verwendet wird?

Es wird nicht verwendet, nur zu Zeichenzwecken. Die Wanddübel, jedoch, werden im Lastkraftübertragungsnachweis verwendet.

Warum hat mein Fundament einen kleinen maximalen Abstand??

Der ACI 318-19 Sektion 24.3.2 gibt angesichts der für die Betondeckung verwendeten Werte recht niedrige Werte an (normalerweise in der Nähe 3 Zoll). Einige Referenzen (Vermeidung problematischer Verwendungen von Bodenplatten, Jan., 2021 Strukturmagazin von Alexander Newman, SPORT., F.) Erwähnen Sie, dass die ACI eine Ausnahme von diesen Bestimmungen für Fundamente und Bodenplatten in Betracht ziehen sollte, aber, ab sofort, sie gelten immer noch, und deshalb sind sie im Programm enthalten.

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