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:
The design follows the CSA A23.3:2019 standards and the recommendations of 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 applied shear load is distributed to all anchors, either through the use of welded plate washers or by other engineering means. The load carried by each anchor is determined using the three (3) cases stated in CSA A23.3:2019 Clause D.7.2.1 and Figure D.13. Each anchor then transfers the load to the supporting concrete below. The load distribution in accordance with these references is also used when checking the anchor steel shear strength to ensure continuity in the load transfer assumptions.
Ως εναλλακτική, το λογισμικό επιτρέπει μια απλοποιημένη και πιο συντηρητική υπόθεση, όπου το entire shear load is assigned only to the anchors nearest the loaded edge. 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. The total weld length, Lweld , is obtained by summing the welds on all sides.
\( ΜΕΓΑΛΟ_{συγκόλληση} = 2b_f + 2(ρε_{διάσελο} – 2T_F – 2r_{διάσελο}) + 2(B_F – t_w – 2r_{διάσελο}) \)
\( ΜΕΓΑΛΟ_{συγκόλληση} = 2 \times 207,\text{χιλ} + 2 \φορές (204,\κείμενο{χιλ} – 2 \times 11.3,\text{χιλ} – 2 \times 9.7,\text{χιλ}) + 2 \φορές (207,\κείμενο{χιλ} – 11.3,\κείμενο{χιλ} – 2 \times 9.7,\text{χιλ}) = 1090.6,\text{χιλ} \)
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:
\( v_{κηλίδα} = frac{V_y}{ΜΕΓΑΛΟ_{συγκόλληση}} = frac{5,\κείμενο{ΚΝ}}{1090.6,\κείμενο{χιλ}} = 0.0045846,\text{kN / mm} \)
\( v_{fz} = frac{V_z}{ΜΕΓΑΛΟ_{συγκόλληση}} = frac{5,\κείμενο{ΚΝ}}{1090.6,\κείμενο{χιλ}} = 0.0045846,\text{kN / mm} \)
ο resultant shear demand per unit length is then determined using the square root of the sum of the squares (SRSS) μέθοδος.
\( v_f = \sqrt{\αριστερά((v_{κηλίδα})^2\right) + \αριστερά((v_{fz})^2\right)} \)
\( v_f = \sqrt{\αριστερά((0.0045846,\κείμενο{kN / mm})^2\right) + \αριστερά((0.0045846,\κείμενο{kN / mm})^2\right)} = 0.0064836,\text{kN / mm} \)
Επόμενο, η χωρητικότητα συγκόλλησης υπολογίζεται χρησιμοποιώντας CSA S16:19 Ρήτρα 13.13.2.2, με τον συντελεστή κατευθυντικής αντοχής λαμβανόμενο ως kds=1.0 to be conservative. The weld capacity for an 8mm weld on both the flanges and web is:
\( v_r = 0.67\phi t_{β,φλάντζα}X_u = 0.67 \φορές 0.67 \times 5.657,\text{χιλ} \times 430,\text{MPa} = 1.092,\text{kN / mm} \)
\( v_r = 0.67\phi t_{β,ιστός}X_u = 0.67 \φορές 0.67 \times 5.657,\text{χιλ} \times 430,\text{MPa} = 1.092,\text{kN / mm} \)
Η διακυβέρνηση fillet weld capacity είναι:
\( v_{ρ,fillet} = min(v_r, v_i) = min(1.092\,\κείμενο{kN / mm}, 1.092\,\κείμενο{kN / mm}) = 1.092\,\text{kN / mm} \)
For this welded connection, the electrode strength does not overmatch the base metal strengths. Επομένως, the base metal check is not governing and does not need to be performed.
Από 0.0064 kN / mm < 1.092 kN / mm, the factored weld capacity is επαρκής.
Ελεγχος #2: Υπολογίστε την ικανότητα διάσπασης σκυροδέματος λόγω διάτμησης Vy
Χωρητικότητα κάθετου άκρου:
Using the ca1 values of each anchor to project the failure cones, the software identified that the failure cones of these anchors overlap. Επομένως, we can treat them as an ομάδα άγκυρας. Referring to CSA A23.3:19 Σύκο. D.13, because s<ca1 , χρησιμοποιούμε Υπόθεση 3 to determine the resistance of the anchor group against shear breakout. Επί πλέον, the support was determined δεν to be a narrow member, so the ca1 distance is used directly without modification.
Υπόθεση 3:
The total force to be considered for Case 3 είναι το full shear force along the Vy direction. This shear force is applied to the front anchors only.
\( V_{faperp,case3} = V_y = 5\,\text{ΚΝ} \)
To calculate the capacity of the anchor group, χρησιμοποιούμε CSA A23.3:19 Clause D.7.2. ο maximum projected area for a single anchor is calculated using Equation D.34 with the actual ca dimension.
\( ΕΝΑ_{Vco} = 4.5(ντο_{a1,g1})💕⬛ Αγορά Indocin από 4.5 \φορές (180\,\κείμενο{χιλ})^2 = 145800\,\text{χιλ}^ 2 \)
To get the actual projected area of the anchor group, καθορίζουμε πρώτα το width of the failure surface:
\( ΣΙ_{Vc} = min(ντο_{\κείμενο{αριστερά},G1}, 1.5ντο_{a1,g1}) + (\ελάχ(μικρό_{\κείμενο{άθροισμα},Χ,G1}, 3ντο_{a1,g1}(n_{Χ,G1} – 1))) + \ελάχ(ντο_{\κείμενο{σωστά},G1}, 1.5ντο_{a1,g1}) \)
\( ΣΙ_{Vc} = min(175\,\κείμενο{χιλ}, 1.5 \times 180\,\text{χιλ}) + (\ελάχ(100\,\κείμενο{χιλ}, 3 \times 180\,\text{χιλ} \φορές (2-1))) + \ελάχ(175\,\κείμενο{χιλ}, 1.5 \times 180\,\text{χιλ}) \)
\( ΣΙ_{Vc} = 450\,\text{χιλ} \)
ο height of the failure surface είναι:
\( η δύναμη ολίσθησης είναι το άθροισμα της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την ενεργό πίεση του εδάφους στην ενεργή πλευρά του εδάφους και της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την παρουσία της πρόσθετης επιβάρυνσης{Vc} = min(1.5ντο_{a1,g1}, αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{\κείμενο{σύμπλεγμα}}) = min(1.5 \times 180\,\text{χιλ}, 380\,\κείμενο{χιλ}) = 270\,\text{χιλ} \)
Αυτό δίνει το total area όπως και:
\( ΕΝΑ_{Vc} = B_{Vc}.η δύναμη ολίσθησης είναι το άθροισμα της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την ενεργό πίεση του εδάφους στην ενεργή πλευρά του εδάφους και της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την παρουσία της πρόσθετης επιβάρυνσης{Vc} = 450\,\text{χιλ} \times 270\,\text{χιλ} = 121500\,\text{χιλ}^ 2 \)
Στη συνέχεια χρησιμοποιούμε CSA A23.3:19 Equations D.35 and D.36 to obtain the basic single anchor breakout strength.
\( V_{br1} = 0.58\left(\frac{\ελάχ(ο, 8d_a)}{d_a}\σωστά)^{0.2}\τ.μ.{\frac{d_a}{χιλ}}\phi\lambda_a\sqrt{\frac{f'_c}{MPa}}\αριστερά(\frac{ντο_{a1,g1}}{χιλ}\σωστά)^{1.5}Ρ(Ν) \)
\( V_{br1} = 0.58 \φορές αριστερά(\frac{\ελάχ(300\,\κείμενο{χιλ}, 8 \times 12.7\,\text{χιλ})}{12.7\,\κείμενο{χιλ}}\σωστά)^{0.2} \φορές sqrt{\frac{12.7\,\κείμενο{χιλ}}{1\,\κείμενο{χιλ}}} \φορές 0.65 \φορές 1 \φορές sqrt{\frac{20.68\,\κείμενο{MPa}}{1\,\κείμενο{MPa}}} \φορές αριστερά(\frac{180\,\κείμενο{χιλ}}{1\,\κείμενο{χιλ}}\σωστά)^{1.5} \φορές 1 \φορές 0,001,κείμενο{ΚΝ} \)
\( V_{br1} = 22.364\,\text{ΚΝ} \)
\( V_{br2} = 3.75\lambda_a\phi\sqrt{\frac{f'_c}{MPa}}\αριστερά(\frac{ντο_{a1,g1}}{χιλ}\σωστά)^{1.5}Ρ(Ν) \)
\( V_{br2} = 3.75 \φορές 1 \φορές 0.65 \φορές sqrt{\frac{20.68\,\κείμενο{MPa}}{1\,\κείμενο{MPa}}} \φορές αριστερά(\frac{180\,\κείμενο{χιλ}}{1\,\κείμενο{χιλ}}\σωστά)^{1.5} \φορές 1 \φορές 0,001,κείμενο{ΚΝ} = 26.769\,\text{ΚΝ} \)
The governing capacity between the two conditions is:
\( V_{br} = min(V_{\κείμενο{br1}}, V_{\κείμενο{br2}}) = min(22.364\,\κείμενο{ΚΝ}, 26.769\,\κείμενο{ΚΝ}) = 22.364\,\text{ΚΝ} \)
Επόμενο, we calculate the eccentricity factor, συντελεστής ακμής, and thickness factor using CSA A23.3:19 Clauses D.7.2.5, D.7.2.6, and D.7.2.8.
ο παράγοντας εκκεντρότητας είναι:
\( \Psi_{εκ,Β} = minαριστερά(1.0, \frac{1}{1 + \frac{2και'_N}{3ντο_{a1,g1}}}\σωστά) = minαριστερά(1, \frac{1}{1 + \frac{2\times0}{3\times180\,\text{χιλ}}}\σωστά) = 1 \)
ο συντελεστής ακμής είναι:
\( \Psi_{εκδ,Β} = minαριστερά(1.0, 0.7 + 0.3\αριστερά(\frac{ντο_{a2,g1}}{1.5ντο_{a1,g1}}\σωστά)\σωστά) = minαριστερά(1, 0.7 + 0.3 \φορές αριστερά(\frac{175\,\κείμενο{χιλ}}{1.5 \times 180\,\text{χιλ}}\σωστά)\σωστά) = 0.89444 \)
ο συντελεστής πάχους είναι:
\( \Psi_{η,Β} = maxαριστερά(\τ.μ.{\frac{1.5ντο_{a1,g1}}{αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{\κείμενο{σύμπλεγμα}}}}, 1.0\σωστά) = maxαριστερά(\τ.μ.{\frac{1.5 \times 180\,\text{χιλ}}{380\,\κείμενο{χιλ}}}, 1\σωστά) = 1 \)
Τελικά, the breakout strength of the anchor group, υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας CSA A23.3:19 Clause D.7.2.1, είναι:
\( V_{cbg\perp} = αριστερά(\frac{ΕΝΑ_{Vc}}{ΕΝΑ_{Vco}}\σωστά)\Psi_{εκ,Β}\Psi_{εκδ,Β}\Psi_{ντο,Β}\Psi_{η,Β}V_{br} \)
\( V_{cbg\perp} = αριστερά(\frac{121500\,\κείμενο{χιλ}^ 2}{145800\,\κείμενο{χιλ}^ 2}\σωστά) \φορές 1 \φορές 0.89444 \φορές 1 \φορές 1 \times 22.364\,\text{ΚΝ} = 16.669\,\text{ΚΝ} \)
The calculated capacity for Vy shear in the perpendicular direction είναι 16.669 ΚΝ.
Χωρητικότητα παράλληλης ακμής:
Failure along the edge parallel to the load is also possible in this scenario, so the concrete breakout capacity for the parallel edge must be determined. The anchors involved are different due to the new failure cone projection. Με βάση το παρακάτω σχήμα, ο failure cone projections overlap; επομένως, the anchors are again treated as an ομάδα άγκυρας.
Υπόθεση 3:
The Case to use is still Υπόθεση 3 since s<ca1. Επομένως, the load taken by this anchor group is the full Vy shear load.
\( V_{faperp,case3} = V_y = 5\,\text{ΚΝ} \)
We then follow the same steps as for the perpendicular capacity.
The failure surface for an individual anchor είναι:
\( ΕΝΑ_{Vco} = 4.5(ντο_{a1,g1})💕⬛ Αγορά Indocin από 4.5 \φορές (175\,\κείμενο{χιλ})^2 = 137810\,\text{χιλ}^ 2 \)
ο actual failure surface της ομάδας αγκύρωσης είναι:
\( ΣΙ_{Vc} = min(ντο_{\κείμενο{κάτω μέρος},G1}, 1.5ντο_{a1,g1}) + (\ελάχ(μικρό_{\κείμενο{άθροισμα},και,G1}, 3ντο_{a1,g1}(n_{και,G1} – 1))) + \ελάχ(ντο_{\κείμενο{μπλουζα},G1}, 1.5ντο_{a1,g1}) \)
\( ΣΙ_{Vc} = min(180\,\κείμενο{χιλ}, 1.5 \times 175\,\text{χιλ}) + (\ελάχ(90\,\κείμενο{χιλ}, 3 \times 175\,\text{χιλ} \φορές (2-1))) + \ελάχ(180\,\κείμενο{χιλ}, 1.5 \times 175\,\text{χιλ}) \)
\( ΣΙ_{Vc} = 450\,\text{χιλ} \)
\( η δύναμη ολίσθησης είναι το άθροισμα της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την ενεργό πίεση του εδάφους στην ενεργή πλευρά του εδάφους και της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την παρουσία της πρόσθετης επιβάρυνσης{Vc} = min(1.5ντο_{a1,g1}, αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{\κείμενο{σύμπλεγμα}}) = min(1.5 \times 175\,\text{χιλ}, 380\,\κείμενο{χιλ}) = 262.5\,\text{χιλ} \)
\( ΕΝΑ_{Vc} = B_{Vc}η δύναμη ολίσθησης είναι το άθροισμα της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την ενεργό πίεση του εδάφους στην ενεργή πλευρά του εδάφους και της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την παρουσία της πρόσθετης επιβάρυνσης{Vc} = 450\,\text{χιλ} \times 262.5\,\text{χιλ} = 118130\,\text{χιλ}^ 2 \)
Ομοίως, ο basic single anchor breakout δυνάμεις are calculated as follows:
\( V_{br1} = 0.58\left(\frac{\ελάχ(ο, 8d_a)}{d_a}\σωστά)^{0.2}\τ.μ.{\frac{d_a}{χιλ}}\phi\lambda_a\sqrt{\frac{f'_c}{MPa}}\αριστερά(\frac{ντο_{a1,g1}}{χιλ}\σωστά)^{1.5}Ρ(Ν) \)
\( V_{br1} = 0.58 \φορές αριστερά(\frac{\ελάχ(300\,\κείμενο{χιλ}, 8 \times 12.7\,\text{χιλ})}{12.7\,\κείμενο{χιλ}}\σωστά)^{0.2} \φορές sqrt{\frac{12.7\,\κείμενο{χιλ}}{1\,\κείμενο{χιλ}}} \φορές 0.65 \φορές 1 \φορές sqrt{\frac{20.68\,\κείμενο{MPa}}{1\,\κείμενο{MPa}}} \φορές αριστερά(\frac{175\,\κείμενο{χιλ}}{1\,\κείμενο{χιλ}}\σωστά)^{1.5} \φορές 1 \φορές 0,001,κείμενο{ΚΝ} \)
\( V_{br1} = 21.438\,\text{ΚΝ} \)
\( V_{br2} = 3.75\lambda_a\phi\sqrt{\frac{f'_c}{MPa}}\αριστερά(\frac{ντο_{a1,g1}}{χιλ}\σωστά)^{1.5}Ρ(Ν) \)
\( V_{br2} = 3.75 \φορές 1 \φορές 0.65 \φορές sqrt{\frac{20.68\,\κείμενο{MPa}}{1\,\κείμενο{MPa}}} \φορές αριστερά(\frac{175\,\κείμενο{χιλ}}{1\,\κείμενο{χιλ}}\σωστά)^{1.5} \φορές 1 \φορές 0,001,κείμενο{ΚΝ} = 25.661\,\text{ΚΝ} \)
ο governing strength είναι:
\( V_{br} = min(V_{\κείμενο{br1}}, V_{\κείμενο{br2}}) = min(21.438\,\κείμενο{ΚΝ}, 25.661\,\κείμενο{ΚΝ}) = 21.438\,\text{ΚΝ} \)
Στη συνέχεια υπολογίζουμε το παράγοντας εκκεντρότητας και συντελεστής πάχους:
\( \Psi_{εκ,Β} = minαριστερά(1.0, \frac{1}{1 + \frac{2και'_N}{3ντο_{a1,g1}}}\σωστά) = minαριστερά(1, \frac{1}{1 + \frac{2\times0}{3\times175\,\text{χιλ}}}\σωστά) = 1 \)
\( \Psi_{η,Β} = maxαριστερά(\τ.μ.{\frac{1.5ντο_{a1,g1}}{αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{\κείμενο{σύμπλεγμα}}}}, 1.0\σωστά) = maxαριστερά(\τ.μ.{\frac{1.5 \times 175\,\text{χιλ}}{380\,\κείμενο{χιλ}}}, 1\σωστά) = 1 \)
Για το παράγοντας επίδρασης άκρης διάσπασης, we take it as 1.0 per CSA A23.3:19 Clause D.7.2.1c. Επιπλέον, the value of the breakout capacity for the perpendicular edge is taken as twice the calculated value using Equation D.33 (for an anchor group).
ο παράγοντας breakout capacity of the anchor group είναι:
\( V_{cbgr\parallel} = 2\left(\frac{ΕΝΑ_{Vc}}{ΕΝΑ_{Vco}}\σωστά)\Psi_{εκ,Β}\Psi_{εκδ,Β}\Psi_{ντο,Β}\Psi_{η,Β}V_{br} \)
\( V_{cbgr\parallel} = 2 \φορές αριστερά(\frac{118130\,\κείμενο{χιλ}^ 2}{137810\,\κείμενο{χιλ}^ 2}\σωστά) \φορές 1 \φορές 1 \φορές 1 \φορές 1 \times 21.438\,\text{ΚΝ} = 36.752\,\text{ΚΝ} \)
- Για το perpendicular edge αποτυχία, Από 5 ΚΝ < 16.7 ΚΝ, η ικανότητα διάτμησης σκυροδέματος είναι επαρκής.
- Για το parallel edge αποτυχία, Από 5 ΚΝ < 36.8 ΚΝ, η ικανότητα διάτμησης σκυροδέματος είναι επαρκής.
Υπολογίστε την ικανότητα διάσπασης σκυροδέματος λόγω διάτμησης Vz
The base plate is also subjected to Vz shear, so the failure edges perpendicular and parallel to the Vz shear must be checked. Χρησιμοποιώντας την ίδια προσέγγιση, οι κάθετες και παράλληλες χωρητικότητες υπολογίζονται ως 16.6 kN and 37.3 ΚΝ, αντίστοιχα.
Κάθετη ακμή:
Παράλληλη ακμή:
Στη συνέχεια, αυτές οι ικανότητες συγκρίνονται με τις απαιτούμενες δυνάμεις.
- Για το perpendicular edge αποτυχία, Από 5 ΚΝ < 16.6 ΚΝ, the factored concrete shear breakout capacity is επαρκής.
- Για το parallel edge failure, Από 5 ΚΝ < 37.3 ΚΝ, the factored concrete shear breakout capacity is επαρκής.
Ελεγχος #4: Υπολογίστε την ικανότητα εκτόξευσης σκυροδέματος
The concrete cone for pryout failure is the same cone used in the tensile breakout check. Για τον υπολογισμό της ικανότητας διάτμησης, ο ονομαστική αντοχή σε εφελκυσμό of the single anchors or anchor group must first be determined. Detailed calculations for the tensile breakout check are already covered in the Παραδείγματα σχεδίασης SkyCiv για φορτίο τάσης and will not be repeated here.
It is important to note that the anchor group determination for shear breakout is different from that for shear pryout. The anchors in the design must still be checked to determine whether they act as a group or as single anchors. The classification of the support as a narrow section must also be verified and should follow the same conditions used for tension breakout.
According to the SkyCiv software, the nominal tensile breakout strength of the anchor group is 60.207 ΚΝ. Με συντελεστή ανάκρισης του 2.0, ο factored pryout capacity είναι:
\( V_{cpgr} = k_{cp}Ν_{cbr} = 2 \times 60.207\,\text{ΚΝ} = 120.41\,\text{ΚΝ} \)
Η απαιτούμενη δύναμη είναι η resultant of the applied shear loads. Αφού όλες οι άγκυρες ανήκουν σε μια ενιαία ομάδα, η συνολική προκύπτουσα διάτμηση εκχωρείται στην ομάδα.
\( V_{φά} = sqrt{((V_y)^ 2) + ((V_z)^ 2)} = sqrt{((5\,\κείμενο{ΚΝ})^ 2) + ((5\,\κείμενο{ΚΝ})^ 2)} = 7.0711\,\text{ΚΝ} \)
\( V_{φά} = αριστερά(\frac{V_{φά}}{n_a}\σωστά)n_{ένα,G1} = αριστερά(\frac{7.0711\,\κείμενο{ΚΝ}}{4}\σωστά) \φορές 4 = 7.0711\,\text{ΚΝ} \)
Από 7.07 ΚΝ < 120.4 ΚΝ, the factored pryout capacity is 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 total shear load per anchor is therefore the resultant of its share of the Vy load and its share of the Vz load. We also consider the governing case used in the shear breakout checks.
For Vy shear, Υπόθεση 3 is governing.
\( V_{φά,και} = frac{V_y}{n_{με,G1}} = frac{5\,\κείμενο{ΚΝ}}{2} = 2.5\,\text{ΚΝ} \)
Ομοίως, for Vz shear, Υπόθεση 3 is governing.
\( V_{φά,με} = frac{V_z}{n_{και,G1}} = frac{5\,\κείμενο{ΚΝ}}{2} = 2.5\,\text{ΚΝ} \)
Αυτό δίνει το shear force on the anchor rod όπως και:
\( V_{φά} = sqrt{((V_{φά,και})^ 2) + ((V_{φά,με})^ 2)} = sqrt{((2.5\,\κείμενο{ΚΝ})^ 2) + ((2.5\,\κείμενο{ΚΝ})^ 2)} = 3.5355\,\text{ΚΝ} \)
In this design example, grout is present. Επομένως, the anchor rod also experiences bending due to eccentric shear. Για να λογοδοτήσει αυτό, we can either apply the grout reduction factor per CSA A23.3:19 Clause D.7.1.3 ή check shear–bending interaction using CSA S16:19 Ρήτρα 13.12.1.4.
Για αυτόν τον υπολογισμό, we opted to use the 0.8 reduction factor from CSA A23.3. To allow for individual engineering judgment, ο Λογισμικό SkyCiv Base Plate provides the option to disable this reduction factor and instead use the shear–bending interaction check. This feature can be explored using the Base Plate Free Tool.
CSA A23.3 Anchor Rod Shear Capacity:
Πρώτα, we calculate the anchor rod shear capacity using CSA A23.3. ο minimum tensile stress of the anchor rod is:
\( φά_{Γιούτα} = min(ΦΑ_{u_anc}, 1.9ΦΑ_{y\_anc}, 860) = min(400\,\κείμενο{MPa}, 1.9 \times 248.2\,\text{MPa}, 860.00\,\κείμενο{MPa}) = 400\,\text{MPa} \)
ο factored anchor rod shear capacity, υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας CSA A23.3:19 Equation D.31 and Clause D.7.1.3, είναι:
\( V_{sar,a23} = 0.8A_{Ξέρω,Β}\phi_s0.6f_{Γιούτα}R = 0.8 \times 92\,\text{χιλ}^2 φορές 0.85 \φορές 0.6 \times 400\,\text{MPa} \φορές 0.75 = 11.258\,\text{ΚΝ} \)
Note that the 0.8 reduction factor is applied here due to the presence of grout. This reduced shear capacity accounts for the additional bending in the anchor rod.
CSA S16 Anchor Rod Shear Capacity:
For the CSA S16 capacity, only the shear capacity is checkeρε, since the bending due to eccentric shear has already been accounted for in the CSA A23.3 check.
ο factored shear capacity is calculated using CSA S16:19 Ρήτρα 25.3.3.3.
\( V_{ρ,s16} = 0.7\phi_m 0.6n A_{sr} ΦΑ_{u_anc} = 0.7 \φορές 0.67 \φορές 0.6 \φορές 1 \times 126.68\,\text{χιλ}^2 \times 400\,\text{MPa} = 14.255\,\text{ΚΝ} \)
To ensure both methods are considered, the governing capacity is taken as the lesser of the two values, το οποίο είναι 11.258 ΚΝ.
Από 3.54 ΚΝ < 11.258 ΚΝ, the factored anchor rod shear capacity is 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.
