Παράδειγμα σχεδίασης πλάκας βάσης με χρήση CSA S16:19 και CSA A23.3:19
Προβληματική δήλωση
Προσδιορίστε εάν η σχεδιασμένη σύνδεση στήλης-πλάκας βάσης είναι επαρκής για α Vy=5-kN και Vz=5-kN φορτία διάτμησης.
Δεδομένα
Στήλη:
Ενότητα στήλης: HP200x54
Επιφάνεια στήλης: 6840.0 χιλ2
Υλικό στήλης: 350Δ
Πλάκα βάσης:
Διαστάσεις πλάκας βάσης: 400 mm x 400 χιλ
Πάχος πλάκας βάσης: 13 χιλ
Υλικό πλάκας βάσης: 300Δ
Πηκτώ:
Πάχος ενέματος: 13 χιλ
Σκυρόδεμα:
Διαστάσεις σκυροδέματος: 450 mm x 450 χιλ
Πάχος σκυροδέματος: 380 χιλ
Σκυρόδεμα: 20.68 MPa
Ραγισμένα ή αδιευκρίνιστα: Ραγισμένος
Άγκυρες:
Διάμετρος άγκυρας: 12.7 χιλ
Αποτελεσματικό μήκος ενσωμάτωσης: 300 χιλ
Πάχος πλυντηρίου πιάτων: 0 χιλ
Σύνδεση πλυντηρίου πιάτων: Οχι
Συγκολλήσεις:
Μέγεθος συγκόλλησης: 8 χιλ
Η ταξινόμηση μετάλλων πλήρωσης: E43xx
Δεδομένα αγκυροβόλησης (από Υπολογιστής Skyciv):
Μοντέλο στο δωρεάν εργαλείο SkyCiv
Μοντελοποιήστε το παραπάνω σχέδιο πλάκας βάσης χρησιμοποιώντας το δωρεάν διαδικτυακό μας εργαλείο σήμερα! Δεν απαιτείται εγγραφή.
Ορισμοί
Διαδρομή φόρτωσης:
Ο σχεδιασμός ακολουθεί το CSA A23.3:2019 πρότυπα και τις συστάσεις του Οδηγός σχεδίασης AISC 1, 3έκδοση. Τα διατμητικά φορτία που εφαρμόζονται στη στήλη μεταφέρονται στην πλάκα βάσης μέσω των συγκολλήσεων, και στη συνέχεια στο σκυρόδεμα στήριξης μέσω του ράβδοι αγκύρωσης. Οι ωτίδες τριβής και διάτμησης δεν λαμβάνονται υπόψη σε αυτό το παράδειγμα, καθώς αυτοί οι μηχανισμοί δεν υποστηρίζονται στο τρέχον λογισμικό.
Από προεπιλογή, ο Το εφαρμοζόμενο διατμητικό φορτίο κατανέμεται σε όλες τις αγκυρώσεις, είτε με τη χρήση συγκολλημένων πλακών πλακών είτε με άλλα μηχανικά μέσα. Το φορτίο που μεταφέρει κάθε άγκυρα προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας τα τρία (3) περιπτώσεις που αναφέρονται σε CSA A23.3:2019 Ρήτρα Δ.7.2.1 και Σχήμα Δ.13. Στη συνέχεια, κάθε άγκυρα μεταφέρει το φορτίο στο σκυρόδεμα στήριξης από κάτω. Η κατανομή φορτίου σύμφωνα με αυτές τις αναφορές χρησιμοποιείται επίσης κατά τον έλεγχο της διατμητικής αντοχής του χάλυβα αγκύρωσης για να εξασφαλιστεί η συνέχεια στις παραδοχές μεταφοράς φορτίου.
Ως εναλλακτική, το λογισμικό επιτρέπει μια απλοποιημένη και πιο συντηρητική υπόθεση, όπου το ολόκληρο το διατμητικό φορτίο εκχωρείται μόνο στις αγκυρώσεις που βρίσκονται πλησιέστερα στο φορτωμένο άκρο. Σε αυτήν την περίπτωση, ο έλεγχος διατμητικής ικανότητας εκτελείται μόνο σε αυτές τις αγκυρώσεις άκρων, διασφαλίζοντας ότι η πιθανή διατμητική αστοχία αντιμετωπίζεται συντηρητικά.
Ομάδες άγκυρας:
ο Λογισμικό σχεδιασμού πλάκας βάσης SkyCIV Περιλαμβάνει ένα διαισθητικό χαρακτηριστικό που προσδιορίζει ποιες άγκυρες αποτελούν μέρος μιας ομάδας αγκύρωσης για αξιολόγηση διάτμηση σκυροδέματος και διάτμηση σκυροδέματος αποτυχία.
Ενα ομάδα άγκυρας ορίζεται ως δύο ή περισσότερες άγκυρες με επικαλυπτόμενες περιοχές προβαλλόμενης αντίστασης. Σε αυτήν την περίπτωση, οι άγκυρες δρουν μαζί, και η συνδυασμένη αντίστασή τους ελέγχεται έναντι του εφαρμοζόμενου φορτίου στην ομάδα.
ΕΝΑ μονή άγκυρα ορίζεται ως μια άγκυρα της οποίας η περιοχή προβαλλόμενης αντίστασης δεν επικαλύπτεται με καμία άλλη. Σε αυτήν την περίπτωση, η άγκυρα ενεργεί μόνη της, και η εφαρμοζόμενη διατμητική δύναμη σε αυτή την άγκυρα ελέγχεται απευθείας έναντι της ατομικής της αντίστασης.
Αυτή η διάκριση επιτρέπει στο λογισμικό να καταγράφει τόσο τη συμπεριφορά της ομάδας όσο και την ατομική απόδοση αγκύρωσης κατά την αξιολόγηση των τρόπων αστοχίας που σχετίζονται με τη διάτμηση.
Υπολογισμοί βήμα προς βήμα
Ελεγχος #1: Υπολογίστε τη χωρητικότητα συγκόλλησης
Το πρώτο βήμα είναι ο υπολογισμός του Συνολικό μήκος συγκόλλησης διαθέσιμο για αντίσταση στη διάτμηση. Το συνολικό μήκος συγκόλλησης, Lweld, προκύπτει αθροίζοντας τις συγκολλήσεις σε όλες τις πλευρές.
\( ΜΕΓΑΛΟ_{συγκόλληση} = 2b_f + 2(ρε_{διάσελο} – 2T_F – 2r_{διάσελο}) + 2(B_F – t_w – 2r_{διάσελο}) \)
\( ΜΕΓΑΛΟ_{συγκόλληση} = 2 \φορές 207,κείμενο{χιλ} + 2 \φορές (204,\κείμενο{χιλ} – 2 \φορές 11,3,κείμενο{χιλ} – 2 \φορές 9,7,κείμενο{χιλ}) + 2 \φορές (207,\κείμενο{χιλ} – 11.3,\κείμενο{χιλ} – 2 \φορές 9,7,κείμενο{χιλ}) = 1090,6,κείμενο{χιλ} \)
Χρησιμοποιώντας αυτό το μήκος συγκόλλησης, οι εφαρμοζόμενες διατμητικές δυνάμεις στο y- και οι κατευθύνσεις z χωρίζονται για να προσδιοριστεί ο μέσος όρος διατμητική δύναμη ανά μονάδα μήκους προς κάθε κατεύθυνση:
\( v_{κηλίδα} = frac{V_y}{ΜΕΓΑΛΟ_{συγκόλληση}} = frac{5,\κείμενο{ΚΝ}}{1090.6,\κείμενο{χιλ}} = 0,0045846,κείμενο{kN / mm} \)
\( v_{fz} = frac{V_z}{ΜΕΓΑΛΟ_{συγκόλληση}} = frac{5,\κείμενο{ΚΝ}}{1090.6,\κείμενο{χιλ}} = 0,0045846,κείμενο{kN / mm} \)
ο προκύπτουσα ζήτηση διάτμησης ανά μονάδα μήκους στη συνέχεια προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας την τετραγωνική ρίζα του αθροίσματος των τετραγώνων (SRSS) μέθοδος.
\( v_f = sqrt{\αριστερά((v_{κηλίδα})^2δεξιά) + \αριστερά((v_{fz})^2δεξιά)} \)
\( v_f = sqrt{\αριστερά((0.0045846,\κείμενο{kN / mm})^2δεξιά) + \αριστερά((0.0045846,\κείμενο{kN / mm})^2δεξιά)} = 0,0064836,κείμενο{kN / mm} \)
Επόμενο, η χωρητικότητα συγκόλλησης υπολογίζεται χρησιμοποιώντας CSA S16:19 Ρήτρα 13.13.2.2, με τον συντελεστή κατευθυντικής αντοχής λαμβανόμενο ως kds=1,0 να είναι συντηρητικός. Η χωρητικότητα συγκόλλησης για μια συγκόλληση 8 mm τόσο στις φλάντζες όσο και στις φλάντζες είναι:
\( v_r = 0,67phi t_{β,φλάντζα}X_u = 0.67 \φορές 0.67 \φορές 5.657,κείμενο{χιλ} \φορές 430,κείμενο{MPa} = 1,092,κείμενο{kN / mm} \)
\( v_r = 0,67phi t_{β,ιστός}X_u = 0.67 \φορές 0.67 \φορές 5.657,κείμενο{χιλ} \φορές 430,κείμενο{MPa} = 1,092,κείμενο{kN / mm} \)
Η διακυβέρνηση χωρητικότητα συγκόλλησης φιλέτου είναι:
\( v_{ρ,φιλέτο} = min(v_r, v_i) = min(1.092\,\κείμενο{kN / mm}, 1.092\,\κείμενο{kN / mm}) = 1,092,κείμενο{kN / mm} \)
Για αυτή τη συγκολλημένη σύνδεση, την αντοχή του ηλεκτροδίου δεν υπερταιριάζει τις αντοχές του βασικού μετάλλου. Επομένως, ο έλεγχος βασικών μετάλλων δεν διέπει και δεν χρειάζεται να γίνει.
Από 0.0064 kN / mm < 1.092 kN / mm, η συντελεστής ικανότητας συγκόλλησης είναι επαρκής.
Ελεγχος #2: Υπολογίστε την ικανότητα διάσπασης σκυροδέματος λόγω διάτμησης Vy
Χωρητικότητα κάθετου άκρου:
Χρησιμοποιώντας τις τιμές ca1 για κάθε άγκυρα για την προβολή των κώνων αστοχίας, το λογισμικό εντόπισε ότι οι κώνοι αστοχίας αυτών των αγκυρίων επικαλύπτονται. Επομένως, μπορούμε να τα αντιμετωπίσουμε ως ένα ομάδα άγκυρας. Αναφερόμενος σε CSA A23.3:19 Σύκο. Δ.13, επειδή s<περίπου 1, χρησιμοποιούμε Υπόθεση 3 για τον προσδιορισμό της αντίστασης της ομάδας αγκύρωσης έναντι της διάτμησης. Επί πλέον, η υποστήριξη καθορίστηκε δεν να είναι στενό μέλος, οπότε η απόσταση ca1 χρησιμοποιείται απευθείας χωρίς τροποποίηση.
Υπόθεση 3:
Η συνολική δύναμη που πρέπει να ληφθεί υπόψη για την υπόθεση 3 είναι το πλήρης διατμητική δύναμη κατά μήκος της κατεύθυνσης Vy. Αυτή η δύναμη διάτμησης εφαρμόζεται μόνο στις μπροστινές άγκυρες.
\( V_{faperp,περίπτωση 3} = V_y = 5,κείμενο{ΚΝ} \)
Για τον υπολογισμό της χωρητικότητας της ομάδας αγκύρωσης, χρησιμοποιούμε CSA A23.3:19 Ρήτρα Δ.7.2. ο μέγιστη προβλεπόμενη περιοχή για μία μόνο άγκυρα υπολογίζεται χρησιμοποιώντας Εξίσωση Δ.34 με το πραγματικό περίπουδιάσταση.
\( ΕΝΑ_{Vco} = 4.5(ντο_{a1, g1})💕⬛ Αγορά Indocin από 4.5 \φορές (180\,\κείμενο{χιλ})^2 = 145800,κείμενο{χιλ}^ 2 \)
Για να λάβετε την πραγματική προβαλλόμενη περιοχή της ομάδας αγκύρωσης, καθορίζουμε πρώτα το πλάτος της επιφάνειας αστοχίας:
\( ΣΙ_{Vc} = min(ντο_{\κείμενο{αριστερά},G1}, 1.5ντο_{a1, g1}) + (\ελάχ(μικρό_{\κείμενο{άθροισμα},Χ,G1}, 3ντο_{a1, g1}(n_{Χ,G1} – 1))) + \ελάχ(ντο_{\κείμενο{σωστά},G1}, 1.5ντο_{a1, g1}) \)
\( ΣΙ_{Vc} = min(175\,\κείμενο{χιλ}, 1.5 \φορές 180,κείμενο{χιλ}) + (\ελάχ(100\,\κείμενο{χιλ}, 3 \φορές 180,κείμενο{χιλ} \φορές (2-1))) + \ελάχ(175\,\κείμενο{χιλ}, 1.5 \φορές 180,κείμενο{χιλ}) \)
\( ΣΙ_{Vc} = 450,κείμενο{χιλ} \)
ο ύψος της επιφάνειας αστοχίας είναι:
\( η δύναμη ολίσθησης είναι το άθροισμα της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την ενεργό πίεση του εδάφους στην ενεργή πλευρά του εδάφους και της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την παρουσία της πρόσθετης επιβάρυνσης{Vc} = min(1.5ντο_{a1, g1}, αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{\κείμενο{σύμπλεγμα}}) = min(1.5 \φορές 180,κείμενο{χιλ}, 380\,\κείμενο{χιλ}) = 270,κείμενο{χιλ} \)
Αυτό δίνει το συνολική έκταση όπως και:
\( ΕΝΑ_{Vc} = B_{Vc}.η δύναμη ολίσθησης είναι το άθροισμα της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την ενεργό πίεση του εδάφους στην ενεργή πλευρά του εδάφους και της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την παρουσία της πρόσθετης επιβάρυνσης{Vc} = 450,κείμενο{χιλ} \φορές 270,κείμενο{χιλ} = 121500,κείμενο{χιλ}^ 2 \)
Στη συνέχεια χρησιμοποιούμε CSA A23.3:19 Εξισώσεις Δ.35 και Δ.36 για να αποκτήσετε τη βασική δύναμη διάσπασης μιας άγκυρας.
\( V_{br1} = 0,58αριστερά(\frac{\ελάχ(ο, 8d_a)}{d_a}\σωστά)^{0.2}\τ.μ.{\frac{d_a}{χιλ}}\philambda_asqrt{\frac{f'_c}{MPa}}\αριστερά(\frac{ντο_{a1, g1}}{χιλ}\σωστά)^{1.5}Ρ(Ν) \)
\( V_{br1} = 0.58 \φορές αριστερά(\frac{\ελάχ(300\,\κείμενο{χιλ}, 8 \φορές 12,7,κείμενο{χιλ})}{12.7\,\κείμενο{χιλ}}\σωστά)^{0.2} \φορές sqrt{\frac{12.7\,\κείμενο{χιλ}}{1\,\κείμενο{χιλ}}} \φορές 0.65 \φορές 1 \φορές sqrt{\frac{20.68\,\κείμενο{MPa}}{1\,\κείμενο{MPa}}} \φορές αριστερά(\frac{180\,\κείμενο{χιλ}}{1\,\κείμενο{χιλ}}\σωστά)^{1.5} \φορές 1 \φορές 0,001,κείμενο{ΚΝ} \)
\( V_{br1} = 22.364,κείμενο{ΚΝ} \)
\( V_{br2} = 3,75lambda_aphisqrt{\frac{f'_c}{MPa}}\αριστερά(\frac{ντο_{a1, g1}}{χιλ}\σωστά)^{1.5}Ρ(Ν) \)
\( V_{br2} = 3.75 \φορές 1 \φορές 0.65 \φορές sqrt{\frac{20.68\,\κείμενο{MPa}}{1\,\κείμενο{MPa}}} \φορές αριστερά(\frac{180\,\κείμενο{χιλ}}{1\,\κείμενο{χιλ}}\σωστά)^{1.5} \φορές 1 \φορές 0,001,κείμενο{ΚΝ} = 26.769,κείμενο{ΚΝ} \)
Η ικανότητα διακυβέρνησης μεταξύ των δύο συνθηκών είναι:
\( V_{br} = min(V_{\κείμενο{br1}}, V_{\κείμενο{br2}}) = min(22.364\,\κείμενο{ΚΝ}, 26.769\,\κείμενο{ΚΝ}) = 22.364,κείμενο{ΚΝ} \)
Επόμενο, υπολογίζουμε τον συντελεστή εκκεντρότητας, συντελεστής ακμής, και συντελεστής πάχους χρησιμοποιώντας CSA A23.3:19 Ρήτρες Δ.7.2.5, Δ.7.2.6, και Δ.7.2.8.
ο παράγοντας εκκεντρότητας είναι:
\( \Psi_{εκ,Β} = minαριστερά(1.0, \frac{1}{1 + \frac{2και'_N}{3ντο_{a1, g1}}}\σωστά) = minαριστερά(1, \frac{1}{1 + \frac{2\φορές 0}{3\φορές180,κείμενο{χιλ}}}\σωστά) = 1 \)
ο συντελεστής ακμής είναι:
\( \Psi_{εκδ,Β} = minαριστερά(1.0, 0.7 + 0.3\αριστερά(\frac{ντο_{a2,g1}}{1.5ντο_{a1, g1}}\σωστά)\σωστά) = minαριστερά(1, 0.7 + 0.3 \φορές αριστερά(\frac{175\,\κείμενο{χιλ}}{1.5 \φορές 180,κείμενο{χιλ}}\σωστά)\σωστά) = 0.89444 \)
ο συντελεστής πάχους είναι:
\( \Psi_{η,Β} = maxαριστερά(\τ.μ.{\frac{1.5ντο_{a1, g1}}{αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{\κείμενο{σύμπλεγμα}}}}, 1.0\σωστά) = maxαριστερά(\τ.μ.{\frac{1.5 \φορές 180,κείμενο{χιλ}}{380\,\κείμενο{χιλ}}}, 1\σωστά) = 1 \)
Τελικά, η δύναμη διάσπασης της ομάδας αγκύρωσης, υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας CSA A23.3:19 Ρήτρα Δ.7.2.1, είναι:
\( V_{cbgperp} = αριστερά(\frac{ΕΝΑ_{Vc}}{ΕΝΑ_{Vco}}\σωστά)\Psi_{εκ,Β}\Psi_{εκδ,Β}\Psi_{ντο,Β}\Psi_{η,Β}V_{br} \)
\( V_{cbgperp} = αριστερά(\frac{121500\,\κείμενο{χιλ}^ 2}{145800\,\κείμενο{χιλ}^ 2}\σωστά) \φορές 1 \φορές 0.89444 \φορές 1 \φορές 1 \φορές 22.364,κείμενο{ΚΝ} = 16.669,κείμενο{ΚΝ} \)
Η υπολογιζόμενη ικανότητα για διάτμηση Vy στο κάθετη κατεύθυνση είναι 16.669 ΚΝ.
Χωρητικότητα παράλληλης ακμής:
Αποτυχία κατά μήκος του άκρη παράλληλη προς το φορτίο είναι επίσης δυνατό σε αυτό το σενάριο, οπότε πρέπει να προσδιοριστεί η ικανότητα διάσπασης του σκυροδέματος για την παράλληλη ακμή. Οι εμπλεκόμενες αγκυρώσεις είναι διαφορετικές λόγω της νέας προβολής κώνου αστοχίας. Με βάση το παρακάτω σχήμα, ο Οι προβολές του κώνου αστοχίας επικαλύπτονται; επομένως, οι άγκυρες αντιμετωπίζονται και πάλι ως ένα ομάδα άγκυρας.
Υπόθεση 3:
Η περίπτωση χρήσης είναι ακόμα Υπόθεση 3 αφού το s<περίπου 1. Επομένως, το φορτίο που λαμβάνει αυτή η ομάδα αγκύρωσης είναι το πλήρες Vy διατμητικό φορτίο.
\( V_{faperp,περίπτωση 3} = V_y = 5,κείμενο{ΚΝ} \)
Στη συνέχεια ακολουθούμε τα ίδια βήματα ως προς την κάθετη χωρητικότητα.
Η επιφάνεια αστοχίας για ένα ατομική άγκυρα είναι:
\( ΕΝΑ_{Vco} = 4.5(ντο_{a1, g1})💕⬛ Αγορά Indocin από 4.5 \φορές (175\,\κείμενο{χιλ})^2 = 137810,κείμενο{χιλ}^ 2 \)
ο πραγματική επιφάνεια αστοχίας της ομάδας αγκύρωσης είναι:
\( ΣΙ_{Vc} = min(ντο_{\κείμενο{κάτω μέρος},G1}, 1.5ντο_{a1, g1}) + (\ελάχ(μικρό_{\κείμενο{άθροισμα},και,G1}, 3ντο_{a1, g1}(n_{και,G1} – 1))) + \ελάχ(ντο_{\κείμενο{μπλουζα},G1}, 1.5ντο_{a1, g1}) \)
\( ΣΙ_{Vc} = min(180\,\κείμενο{χιλ}, 1.5 \φορές 175,κείμενο{χιλ}) + (\ελάχ(90\,\κείμενο{χιλ}, 3 \φορές 175,κείμενο{χιλ} \φορές (2-1))) + \ελάχ(180\,\κείμενο{χιλ}, 1.5 \φορές 175,κείμενο{χιλ}) \)
\( ΣΙ_{Vc} = 450,κείμενο{χιλ} \)
\( η δύναμη ολίσθησης είναι το άθροισμα της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την ενεργό πίεση του εδάφους στην ενεργή πλευρά του εδάφους και της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την παρουσία της πρόσθετης επιβάρυνσης{Vc} = min(1.5ντο_{a1, g1}, αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{\κείμενο{σύμπλεγμα}}) = min(1.5 \φορές 175,κείμενο{χιλ}, 380\,\κείμενο{χιλ}) = 262,5,κείμενο{χιλ} \)
\( ΕΝΑ_{Vc} = B_{Vc}η δύναμη ολίσθησης είναι το άθροισμα της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την ενεργό πίεση του εδάφους στην ενεργή πλευρά του εδάφους και της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την παρουσία της πρόσθετης επιβάρυνσης{Vc} = 450,κείμενο{χιλ} \φορές 262,5,κείμενο{χιλ} = 118130,κείμενο{χιλ}^ 2 \)
Ομοίως, ο βασική άνοδος μονής άγκυρας δυνάμεις υπολογίζονται ως εξής:
\( V_{br1} = 0,58αριστερά(\frac{\ελάχ(ο, 8d_a)}{d_a}\σωστά)^{0.2}\τ.μ.{\frac{d_a}{χιλ}}\philambda_asqrt{\frac{f'_c}{MPa}}\αριστερά(\frac{ντο_{a1, g1}}{χιλ}\σωστά)^{1.5}Ρ(Ν) \)
\( V_{br1} = 0.58 \φορές αριστερά(\frac{\ελάχ(300\,\κείμενο{χιλ}, 8 \φορές 12,7,κείμενο{χιλ})}{12.7\,\κείμενο{χιλ}}\σωστά)^{0.2} \φορές sqrt{\frac{12.7\,\κείμενο{χιλ}}{1\,\κείμενο{χιλ}}} \φορές 0.65 \φορές 1 \φορές sqrt{\frac{20.68\,\κείμενο{MPa}}{1\,\κείμενο{MPa}}} \φορές αριστερά(\frac{175\,\κείμενο{χιλ}}{1\,\κείμενο{χιλ}}\σωστά)^{1.5} \φορές 1 \φορές 0,001,κείμενο{ΚΝ} \)
\( V_{br1} = 21.438,κείμενο{ΚΝ} \)
\( V_{br2} = 3,75lambda_aphisqrt{\frac{f'_c}{MPa}}\αριστερά(\frac{ντο_{a1, g1}}{χιλ}\σωστά)^{1.5}Ρ(Ν) \)
\( V_{br2} = 3.75 \φορές 1 \φορές 0.65 \φορές sqrt{\frac{20.68\,\κείμενο{MPa}}{1\,\κείμενο{MPa}}} \φορές αριστερά(\frac{175\,\κείμενο{χιλ}}{1\,\κείμενο{χιλ}}\σωστά)^{1.5} \φορές 1 \φορές 0,001,κείμενο{ΚΝ} = 25.661,κείμενο{ΚΝ} \)
ο κυβερνητική δύναμη είναι:
\( V_{br} = min(V_{\κείμενο{br1}}, V_{\κείμενο{br2}}) = min(21.438\,\κείμενο{ΚΝ}, 25.661\,\κείμενο{ΚΝ}) = 21.438,κείμενο{ΚΝ} \)
Στη συνέχεια υπολογίζουμε το παράγοντας εκκεντρότητας και συντελεστής πάχους:
\( \Psi_{εκ,Β} = minαριστερά(1.0, \frac{1}{1 + \frac{2και'_N}{3ντο_{a1, g1}}}\σωστά) = minαριστερά(1, \frac{1}{1 + \frac{2\φορές 0}{3\times175,κείμενο{χιλ}}}\σωστά) = 1 \)
\( \Psi_{η,Β} = maxαριστερά(\τ.μ.{\frac{1.5ντο_{a1, g1}}{αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{\κείμενο{σύμπλεγμα}}}}, 1.0\σωστά) = maxαριστερά(\τ.μ.{\frac{1.5 \φορές 175,κείμενο{χιλ}}{380\,\κείμενο{χιλ}}}, 1\σωστά) = 1 \)
Για το παράγοντας επίδρασης άκρης διάσπασης, το παίρνουμε ως 1.0 για το CSA A23.3:19 Ρήτρα Δ.7.2.1γ. Επιπλέον, η τιμή της ικανότητας διάσπασης για την κάθετη ακμή λαμβάνεται ως διπλάσια της υπολογιζόμενης τιμής χρησιμοποιώντας την Εξίσωση Δ.33 (για μια ομάδα άγκυρας).
ο παράγοντας ικανότητα διάσπασης της ομάδας αγκύρωσης είναι:
\( V_{cbgrπαράλληλο} = 2αριστερά(\frac{ΕΝΑ_{Vc}}{ΕΝΑ_{Vco}}\σωστά)\Psi_{εκ,Β}\Psi_{εκδ,Β}\Psi_{ντο,Β}\Psi_{η,Β}V_{br} \)
\( V_{cbgrπαράλληλο} = 2 \φορές αριστερά(\frac{118130\,\κείμενο{χιλ}^ 2}{137810\,\κείμενο{χιλ}^ 2}\σωστά) \φορές 1 \φορές 1 \φορές 1 \φορές 1 \φορές 21.438,κείμενο{ΚΝ} = 36.752,κείμενο{ΚΝ} \)
- Για το κάθετη άκρη αποτυχία, Από 5 ΚΝ < 16.7 ΚΝ, η ικανότητα διάτμησης σκυροδέματος είναι επαρκής.
- Για το παράλληλη άκρη αποτυχία, Από 5 ΚΝ < 36.8 ΚΝ, η ικανότητα διάτμησης σκυροδέματος είναι επαρκής.
Υπολογίστε την ικανότητα διάσπασης σκυροδέματος λόγω διάτμησης Vz
Η πλάκα βάσης υποβάλλεται επίσης σε διάτμηση Vz, άρα η αποτυχία αιχμές κάθετο και παράλληλο στη διάτμηση Vz πρέπει να ελεγχθεί. Χρησιμοποιώντας την ίδια προσέγγιση, οι κάθετες και παράλληλες χωρητικότητες υπολογίζονται ως 16.6 kN και 37.3 ΚΝ, αντίστοιχα.
Κάθετη ακμή:
Παράλληλη ακμή:
Στη συνέχεια, αυτές οι ικανότητες συγκρίνονται με τις απαιτούμενες δυνάμεις.
- Για το κάθετη άκρη αποτυχία, Από 5 ΚΝ < 16.6 ΚΝ, η συντελεστής ικανότητας διάτμησης σκυροδέματος είναι επαρκής.
- Για το αστοχία παράλληλης ακμής, Από 5 ΚΝ < 37.3 ΚΝ, η συντελεστής ικανότητας διάτμησης σκυροδέματος είναι επαρκής.
Ελεγχος #4: Υπολογίστε την ικανότητα εκτόξευσης σκυροδέματος
Ο τσιμεντένιος κώνος για αποτυχία εκτόξευσης είναι ο ίδιος κώνος που χρησιμοποιείται στο έλεγχος θραύσης εφελκυσμού. Για τον υπολογισμό της ικανότητας διάτμησης, ο ονομαστική αντοχή σε εφελκυσμό των μεμονωμένων αγκυρίων ή της ομάδας αγκύρωσης πρέπει πρώτα να καθοριστεί. Λεπτομερείς υπολογισμοί για τον έλεγχο διάσπασης εφελκυσμού καλύπτονται ήδη στο Παραδείγματα σχεδίασης SkyCiv για φορτίο τάσης και δεν θα επαναληφθεί εδώ.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο προσδιορισμός της ομάδας αγκύρωσης για διάσπαση διάτμησης είναι διαφορετικός από αυτόν για την διάτμηση. Οι άγκυρες στο σχέδιο πρέπει ακόμα να ελέγχονται για να διαπιστωθεί αν λειτουργούν ως ομάδα ή ως ενιαίες άγκυρες. Η ταξινόμηση των υποστήριξη ως στενό τμήμα πρέπει επίσης να επαληθεύεται και να ακολουθεί τις ίδιες συνθήκες που χρησιμοποιούνται για τη διάσπαση της τάσης.
Σύμφωνα με το λογισμικό SkyCiv, η ονομαστική αντοχή σε εφελκυσμό της ομάδας αγκύρωσης είναι 60.207 ΚΝ. Με συντελεστή ανάκρισης του 2.0, ο συντελεστής χωρητικότητας εκτόξευσης είναι:
\( V_{cpgr} = k_{cp}Ν_{cbr} = 2 \φορές 60,207,κείμενο{ΚΝ} = 120,41,κείμενο{ΚΝ} \)
Η απαιτούμενη δύναμη είναι η επακόλουθο των εφαρμοζόμενων διατμητικών φορτίων. Αφού όλες οι άγκυρες ανήκουν σε μια ενιαία ομάδα, η συνολική προκύπτουσα διάτμηση εκχωρείται στην ομάδα.
\( V_{φά} = sqrt{((V_y)^ 2) + ((V_z)^ 2)} = sqrt{((5\,\κείμενο{ΚΝ})^ 2) + ((5\,\κείμενο{ΚΝ})^ 2)} = 7,0711,κείμενο{ΚΝ} \)
\( V_{φά} = αριστερά(\frac{V_{φά}}{n_a}\σωστά)n_{ένα,G1} = αριστερά(\frac{7.0711\,\κείμενο{ΚΝ}}{4}\σωστά) \φορές 4 = 7,0711,κείμενο{ΚΝ} \)
Από 7.07 ΚΝ < 120.4 ΚΝ, η συνυπολογιζόμενη ικανότητα εξόρυξης είναι επαρκής.
Ελεγχος #5: Υπολογίστε την ικανότητα διάτμησης της ράβδου αγκύρωσης
Θυμηθείτε ότι σε αυτό το παράδειγμα σχεδίασης, Η διάτμηση κατανέμεται σε όλες τις άγκυρες. ο συνολικό διατμητικό φορτίο ανά άγκυρα είναι επομένως το αποτέλεσμα του μεριδίου του στο φορτίο Vy και του μεριδίου του στο φορτίο Vz. Θεωρούμε επίσης το κυβερνητική υπόθεση χρησιμοποιείται στους ελέγχους διάτμησης.
Για Vy shear, Υπόθεση 3 κυβερνά.
\( V_{φά,και} = frac{V_y}{n_{με,G1}} = frac{5\,\κείμενο{ΚΝ}}{2} = 2,5,κείμενο{ΚΝ} \)
Ομοίως, για διάτμηση Vz, Υπόθεση 3 κυβερνά.
\( V_{φά,με} = frac{V_z}{n_{και,G1}} = frac{5\,\κείμενο{ΚΝ}}{2} = 2,5,κείμενο{ΚΝ} \)
Αυτό δίνει το δύναμη διάτμησης στη ράβδο αγκύρωσης όπως και:
\( V_{φά} = sqrt{((V_{φά,και})^ 2) + ((V_{φά,με})^ 2)} = sqrt{((2.5\,\κείμενο{ΚΝ})^ 2) + ((2.5\,\κείμενο{ΚΝ})^ 2)} = 3,5355,κείμενο{ΚΝ} \)
Σε αυτό το παράδειγμα σχεδίασης, ενέματα υπάρχει. Επομένως, βιώνει και η ράβδος άγκυρας κάμψη λόγω έκκεντρης διάτμησης. Για να λογοδοτήσει αυτό, μπορούμε είτε να εφαρμόσουμε το συντελεστής μείωσης ενέματος ανά CSA A23.3:19 Ρήτρα Δ.7.1.3 ή ελέγξτε την αλληλεπίδραση διάτμησης-κάμψης χρησιμοποιώντας το CSA S16:19 Ρήτρα 13.12.1.4.
Για αυτόν τον υπολογισμό, επιλέξαμε να χρησιμοποιήσουμε το 0.8 μείωση παράγοντας από CSA A23.3. Για να επιτραπεί η ατομική μηχανική κρίση, ο Λογισμικό SkyCiv Base Plate παρέχει την επιλογή απενεργοποίησης αυτού του συντελεστή μείωσης και αντ' αυτού χρησιμοποιήστε τον έλεγχο αλληλεπίδρασης διάτμησης-κάμψης. Αυτή η δυνατότητα μπορεί να εξερευνηθεί χρησιμοποιώντας το Εργαλείο χωρίς πλάκα βάσης.
CSA A23.3 Διατμητική ικανότητα ράβδων αγκύρωσης:
Πρώτα, Υπολογίζουμε την ικανότητα διάτμησης της ράβδου αγκύρωσης χρησιμοποιώντας το CSA A23.3. ο ελάχιστη εφελκυστική τάση της ράβδου αγκύρωσης είναι:
\( φά_{Γιούτα} = min(ΦΑ_{u_anc}, 1.9ΦΑ_{το πρώτο}, 860) = min(400\,\κείμενο{MPa}, 1.9 \φορές 248,2,κείμενο{MPa}, 860.00\,\κείμενο{MPa}) = 400,κείμενο{MPa} \)
ο συντελεστής διατμητικής ράβδου αγκύρωσης, υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας CSA A23.3:19 Εξίσωση Δ.31 και Ρήτρα Δ.7.1.3, είναι:
\( V_{sar,α23} = 0,8A_{Ξέρω,Β}\phi_s0.6f_{Γιούτα}R = 0.8 \φορές 92,κείμενο{χιλ}^2 φορές 0.85 \φορές 0.6 \φορές 400,κείμενο{MPa} \φορές 0.75 = 11.258,κείμενο{ΚΝ} \)
Σημειώστε ότι το 0.8 Συντελεστής μείωσης εφαρμόζεται εδώ λόγω της παρουσίας ενέματος. Αυτή η μειωμένη ικανότητα διάτμησης ευθύνεται για την πρόσθετη κάμψη στη ράβδο αγκύρωσης.
Διατμητική ικανότητα ράβδου αγκύρωσης CSA S16:
Για την χωρητικότητα CSA S16, μόνο το ελέγχεται η διατμητική ικανότηταρε, αφού η κάμψη λόγω έκκεντρης διάτμησης έχει ήδη ληφθεί υπόψη στον έλεγχο CSA A23.3.
ο συνυπολογιζόμενη διατμητική ικανότητα υπολογίζεται χρησιμοποιώντας CSA S16:19 Ρήτρα 25.3.3.3.
\( V_{ρ,s16} = 0,7phi_m 0,6n A_{sr} ΦΑ_{u_anc} = 0.7 \φορές 0.67 \φορές 0.6 \φορές 1 \φορές 126,68,κείμενο{χιλ}^2 φορές 400,κείμενο{MPa} = 14.255,κείμενο{ΚΝ} \)
Για να εξασφαλιστεί ότι λαμβάνονται υπόψη και οι δύο μέθοδοι, η κυβερνητική ικανότητα λαμβάνεται ως η μικρότερη από τις δύο τιμές, το οποίο είναι 11.258 ΚΝ.
Από 3.54 ΚΝ < 11.258 ΚΝ, η συντελεστής ικανότητας διάτμησης της ράβδου αγκύρωσης είναι επαρκής.
Περίληψη σχεδίου
ο Λογισμικό σχεδιασμού πλάκας βάσης SkyCIV Μπορεί να δημιουργήσει αυτόματα μια αναφορά υπολογισμού βήμα προς βήμα για αυτό το παράδειγμα σχεδιασμού. Παρέχει επίσης μια περίληψη των επιταγών που εκτελούνται και των προκύπτουσων αναλογιών τους, καθιστώντας τις πληροφορίες κατανοητές με μια ματιά. Παρακάτω είναι ένας πίνακας συνοπτικών δείγματος, που περιλαμβάνεται στην αναφορά.
Αναφορά δείγματος SkyCIV
Δείτε το επίπεδο λεπτομέρειας και σαφήνειας που μπορείτε να περιμένετε από μια αναφορά σχεδίασης πλάκας βάσης SkyCiv. Η αναφορά περιλαμβάνει όλους τους βασικούς ελέγχους σχεδιασμού, εξισώσεις, και τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε σαφή και ευανάγνωστη μορφή. Είναι πλήρως συμβατό με τα πρότυπα σχεδιασμού. Κάντε κλικ παρακάτω για να προβάλετε ένα δείγμα αναφοράς που δημιουργήθηκε με χρήση του SkyCiv Base Plate Calculator.
Αγορά λογισμικού πλάκας βάσης
Αγοράστε την πλήρη έκδοση της μονάδας σχεδιασμού πλάκας βάσης από μόνη της χωρίς άλλες ενότητες SkyCIV. Αυτό σας δίνει ένα πλήρες σύνολο αποτελεσμάτων για σχεδιασμό πλάκας βάσης, συμπεριλαμβανομένων λεπτομερών αναφορών και περισσότερων λειτουργιών.
