Παράδειγμα σχεδιασμού πλάκας βάσης χρησιμοποιώντας ως 4100:2020, ΟΠΩΣ ΚΑΙ 3600:2018, ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021
Προβληματική δήλωση
Προσδιορίστε εάν η σχεδιασμένη σύνδεση στήλης-πλάκας βάσης είναι επαρκής για φορτίο εφελκυσμού 50 kN.
Δεδομένα
Στήλη:
Ενότητα στήλης: 250x150x8 RHS
Επιφάνεια στήλης: 5920 χιλ2
Υλικό στήλης: AS / NZS 1163 Gr. C350
Πλάκα βάσης:
Διαστάσεις πλάκας βάσης: 350 mm x 350 χιλ
Πάχος πλάκας βάσης: 20 χιλ
Υλικό πλάκας βάσης: AS / NZS 1163 Gr. C250
Πηκτώ:
Πάχος ενέματα: 20 χιλ
Σκυρόδεμα:
Διαστάσεις σκυροδέματος: 450 mm x 450 χιλ
Πάχος σκυροδέματος: 400 χιλ
Σκυρόδεμα: N28
Ραγισμένα ή αδιευκρίνιστα: Ραγισμένος
Άγκυρες:
Διάμετρος άγκυρας: 16 χιλ
Αποτελεσματικό μήκος ενσωμάτωσης: 250.0 χιλ
Ενσωματωμένο πλάτος πλάκας: 70 χιλ
Ενσωματωμένο πάχος πλάκας: 10 χιλ
Απόσταση μετατόπισης άγκυρας από την όψη της στήλης: 62.5 χιλ
Συγκολλήσεις:
Τύπος συγκόλλησης: Φιλέτο
Κατηγορία συγκόλλησης: SP
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:
Όταν μια πλάκα βάσης υποβάλλεται σε ανύψωση (εντάσεως) δυνάμεις, Αυτές οι δυνάμεις μεταφέρονται στις ράβδους άγκυρας, που με τη σειρά τους προκαλούν στιγμές κάμψης στην πλάκα βάσης. Η δράση κάμψης μπορεί να απεικονιστεί ως κάμψη που συμβαίνουν γύρω από τις φλάντζες ή τον ιστό της ενότητας στήλης, ανάλογα με το πού τοποθετούνται οι άγκυρες.
Στο Λογισμικό σχεδιασμού πλάκας βάσης SkyCIV, μόνο άγκυρες που βρίσκονται μέσα στο ζώνη τάσης άγκυρας θεωρούνται αποτελεσματικοί στην αντιστάθμιση της ανύψωσης. Αυτή η ζώνη περιλαμβάνει συνήθως περιοχές κοντά στις φλάντζες της στήλης ή στο διαδίκτυο. Για ορθογώνιες κολώνες, η ζώνη τάνυσης αγκύρωσης αναφέρεται στην περιοχή δίπλα στα τοιχώματα της κολόνας. Οι άγκυρες εκτός αυτής της ζώνης δεν συμβάλλουν στην αντίσταση στην ένταση και αποκλείονται από τους υπολογισμούς ανύψωσης.
Για να προσδιορίσετε την αποτελεσματική περιοχή της πλάκας βάσης που αντιστέκεται στην κάμψη, ένα 45-διασπορά υποτίθεται από την κεντρική γραμμή κάθε ράβδου αγκύρωσης προς την επιφάνεια της στήλης. Αυτή η διασπορά ορίζει το αποτελεσματικό μήκος συγκόλλησης και βοηθά στη δημιουργία του αποτελεσματικό πλάτος κάμψης του πιάτου.
Η υπόθεση απλοποιεί την ανάλυση της πλάκας βάσης προσεγγίζοντας τον τρόπο με τον οποίο εξαπλώνεται η δύναμη ανύψωσης μέσω της πλάκας.
Ομάδες άγκυρας:
ο Λογισμικό σχεδιασμού πλάκας βάσης SkyCIV Περιλαμβάνει ένα διαισθητικό χαρακτηριστικό που προσδιορίζει ποιες άγκυρες αποτελούν μέρος μιας ομάδας αγκύρωσης για αξιολόγηση ξέσπασμα σκυροδέματος και έκρηξη από σκυρόδεμα στο πλάι του προσώπου αποτυχία.
Ενα ομάδα άγκυρας Αποτελείται από πολλαπλές άγκυρες με παρόμοια αποτελεσματικά βάθη ενσωμάτωσης και απόσταση, και είναι αρκετά κοντά ώστε τους Οι προβλεπόμενες περιοχές αντίστασης επικαλύπτονται. Όταν ομαδοποιούνται άγκυρες, Οι ικανότητές τους συνδυάζονται για να αντισταθούν στη συνολική δύναμη έντασης που εφαρμόζεται στην ομάδα.
Οι άγκυρες που δεν πληρούν τα κριτήρια ομαδοποίησης αντιμετωπίζονται ως άγκυρες. Σε αυτήν την περίπτωση, Μόνο η δύναμη τάσης στην ατομική άγκυρα ελέγχεται από τη δική της αποτελεσματική περιοχή αντίστασης.
Συντελεστής αύξησης Prying:
ο Λογισμικό σχεδιασμού πλάκας βάσης SkyCIV περιλαμβάνει μια επιλογή εφαρμογής α αδιάκριτος παράγοντας αύξησης για να ληφθούν υπόψη πρόσθετες δυνάμεις εφελκυσμού στις άγκυρες λόγω αδιάκριτης δράσης. Αυτός ο παράγοντας αυξάνει τη ζήτηση φορτίου στις αγκυρώσεις κατά τους ελέγχους αγκυρώσεων, παρέχοντας μια πιο συντηρητική και ρεαλιστική αξιολόγηση όπου ισχύει. Από προεπιλογή, ο παράξενος συντελεστής αύξησης έχει οριστεί σε 1.0, που σημαίνει ότι δεν εφαρμόζεται πρόσθετο αδιάκριτο φορτίο, εκτός εάν καθορίζεται από τον χρήστη.
Υπολογισμοί βήμα προς βήμα:
Ελεγχος #1: Υπολογίστε τη χωρητικότητα συγκόλλησης
Να ξεκινήσω, Πρέπει να υπολογίσουμε το φορτίο ανά άγκυρα και το αποτελεσματικό μήκος συγκόλλησης ανά άγκυρα. Το πραγματικό μήκος συγκόλλησης καθορίζεται από το μικρότερο μήκος από τη διασπορά 45°, περιορίζεται από το πραγματικό μήκος συγκόλλησης και απόσταση άγκυρας.
Για αυτόν τον υπολογισμό, Οι άγκυρες ταξινομούνται και άκρο άγκυρας ή ενδιάμεσες άγκυρες. Οι τελικές άγκυρες βρίσκονται στα άκρα μιας σειράς ή στήλης άγκυρας, ενώ οι ενδιάμεσες άγκυρες τοποθετούνται μεταξύ τους. Η μέθοδος υπολογισμού διαφέρει για καθένα και εξαρτάται από τη γεωμετρία της στήλης. Σε αυτό το παράδειγμα, Υπάρχουν δύο άγκυρες κατά μήκος του ιστού, Και οι δύο ταξινομούνται ως τελικές άγκυρες.
Για τελικές άγκυρες, το πραγματικό μήκος συγκόλλησης περιορίζεται από τη διαθέσιμη απόσταση από την κεντρική γραμμή αγκύρωσης έως την ακτίνα γωνίας της στήλης. Η διασπορά 45 ° δεν πρέπει να εκτείνεται πέρα από αυτό το όριο.
\(
l_r = \dfrac{d_{col} – 2t_{col} – 2r_{col} – s_y (n_{a,\text{side}} – 1)}{2} = \dfrac{250 \, \text{mm} – 2 \times 8 \, \text{mm} – 2 \times 12 \, \text{mm} – 150 \, \text{mm} \times (2 – 1)}{2} = 30 \, \text{mm}
\)
Στην εσωτερική πλευρά, Το πραγματικό μήκος περιορίζεται κατά το ήμισυ της απόστασης αγκύρωσης. Το συνολικό αποτελεσματικό μήκος συγκόλλησης για την άγκυρα τελικού είναι το άθροισμα των εξωτερικών και εσωτερικών μήκους.
\(
l_{eff,end} = \min \left( d_o, 0.5 s_y \right) + \min \left( d_o, l_r \right)
\)
\(
l_{eff,end} = \min \left( 62.5 \, \text{mm}, 0.5 \times 150 \, \text{mm} \right) + \min \left( 62.5 \, \text{mm}, 30 \, \text{mm} \right) = 92.5 \, \text{mm}
\)
Για αυτό το παράδειγμα, το τελικό πραγματικό μήκος συγκόλλησης για την άγκυρα ιστού λαμβάνεται ως το πραγματικό μήκος της ακραίας άγκυρας.
\(
l_{eff} = l_{eff,end} = 92.5 \, \text{mm}
\)
Επόμενο, ας υπολογίσουμε το φορτίο ανά άγκυρα. Για ένα δεδομένο σύνολο τεσσάρων (4) άγκυρες, Το φορτίο ανά άγκυρα είναι:
\(
T_{u,anchor} = \dfrac{N_x}{n_{a,t}} = \dfrac{50 \, \text{kN}}{4} = 12.5 \, \text{kN}
\)
Χρήση του υπολογισμένου αποτελεσματικού μήκους συγκόλλησης, μπορούμε τώρα να υπολογίσουμε την απαιτούμενη δύναμη ανά μονάδα μήκους που επενεργεί στη συγκόλληση.
\(
v^*_w = \dfrac{T_{u,anchor}}{l_{eff}} = \dfrac{12.5 \, \text{kN}}{92.5 \, \text{mm}} = 0.13514 \, \text{kN/mm}
\)
Τώρα, θα το χρησιμοποιησουμε ΟΠΩΣ ΚΑΙ 4100:2020 Ρήτρα 9.6.3.10 Για να υπολογίσετε τη δύναμη σχεδιασμού της συγκόλλησης φιλέτου.
\(
\phi v_w = \phi 0.6 f_{uw} E_w k_r = 0.8 \times 0.6 \times 430 \, \text{MPa} \times 5.657 \, \text{mm} \times 1 = 1.1676 \, \text{kN/mm}
\)
Εκτός από τον έλεγχο της συγκόλλησης, πρέπει επίσης να επαληθεύσουμε το αντίσταση του βασικού μετάλλου έναντι της εφαρμοζόμενης δύναμης τάσης για να διασφαλιστεί ότι δεν διέπει τον τρόπο αστοχίας.
\(
\phi v_{wbm} = \phi \left( \min \left( F_{y\_col} t_{col}, f_{y\_bp} t_{bp} \right) \right)
\)
\(
\phi v_{wbm} = 0.9 \times \left( \min \left( 350 \, \text{MPa} \times 8 \, \text{mm}, 250 \, \text{MPa} \times 20 \, \text{mm} \right) \right) = 2.52 \, \text{kN/mm}
\)
Σε αυτήν την περίπτωση, η αντίσταση συγκόλλησης διέπει την αντίσταση του βασικού μετάλλου.
Από 0.13514 kN / mm < 1.1676 kN / mm, Η χωρητικότητα συγκόλλησης είναι επαρκής.
Ελεγχος #2: Υπολογίστε τη χωρητικότητα κάμψης πλάκας βάσης λόγω φορτίου τάσης
Χρησιμοποιώντας το φορτίο ανά άγκυρα και την απόσταση μετατόπισης από το κέντρο της άγκυρας μέχρι την όψη της στήλης (που χρησιμεύει ως εκκεντρότητα φορτίου), Η στιγμή που εφαρμόζεται στην πλάκα βάσης μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας ένα υποστήριγμα υπόθεση.
\(
M^* = T_{u,anchor} e = 12.5 \, \text{kN} \times 62.5 \, \text{mm} = 781.25 \, \text{kN} \cdot \text{mm}
\)
Επόμενο, χρησιμοποιώντας το υπολογισμένο αποτελεσματικό μήκος συγκόλλησης από τον προηγούμενο έλεγχο ως το πλάτος κάμψης, Μπορούμε να υπολογίσουμε το Υπολογίζει τη φέρουσα ικανότητα της πλάκας βάσης χρησιμοποιώντας AISC 360-22, Εξίσωση 2-1:
\(
\phi M_s = \phi Z_{eff} f_{y\_bp} = 0.9 \times 9250 \, \text{mm}^3 \times 250 \, \text{MPa} = 2081.2 \, \text{kN} \cdot \text{mm}
\)
Οπου,
\(
Z_{eff} = \dfrac{l_{eff} (t_{bp})^2}{4} = \dfrac{92.5 \, \text{mm} \times (20 \, \text{mm})^2}{4} = 9250 \, \text{mm}^3
\)
Από 781.25 kN-mm < 2081.2 kN-mm, Η ικανότητα απόδοσης της κάμψης της πλάκας βάσης είναι επαρκής.
Ελεγχος #3: Υπολογίστε την ικανότητα εφελκυσμού της ράβδου άγκυρας
Για την αξιολόγηση των ικανότητα εφελκυσμού της ράβδου αγκύρωσης, αναφερόμαστε ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021 Ρήτρα 6.2.2 και ΟΠΩΣ ΚΑΙ 4100:2020 Ρήτρα 9.2.2.2.
Πρώτα, καθορίζουμε το περιοχή εφελκυστικής τάσης του τμήματος με σπείρωμα της ράβδου, ΕΠΟΜΕΝΟ ΟΠΩΣ ΚΑΙ 4100:2020 Ρήτρα 7.2 και Ρήτρα AS 1275–1985 1.7.
\(
A_n = \dfrac{\pi}{4} \left( \dfrac{d_a}{\text{mm}} – 0.9382 P \right)^2 \, \text{mm}^2 = \dfrac{\pi}{4} \times \left( \dfrac{16 \, \text{mm}}{1 \, \text{mm}} – 0.9382 \times 2 \right)^2 \times 1 \, \text{mm}^2 = 156.67 \, \text{mm}^2
\)
Χρησιμοποιώντας ΟΠΩΣ ΚΑΙ 4100:2020 Ρήτρα 9.2.2, υπολογίζουμε το ονομαστική χωρητικότητα τάσης του μπουλονιού με βάση την περιοχή εφελκυστικής τάσης και την αντοχή του υλικού.
\(
N_{tf} = A_n F_{u\_anc} = 156.67 \, \text{mm}^2 \times 800 \, \text{MPa} = 125.33 \, \text{kN}
\)
Στη συνέχεια εφαρμόζουμε τον κατάλληλο παράγοντα αντίστασης για να λάβουμε το σχεδιαστική χωρητικότητα αγκύρωσης σε τάση.
\(
\phi N_{Rk,s} = \phi N_{tf} = 0.8 \times 125.33 \, \text{kN} = 100.27 \, \text{kN}
\)
Θυμηθείτε τους προηγουμένως υπολογισμένους φορτίο έντασης ανά άγκυρα, και εφαρμόστε το αδιάκριτος παράγοντας αύξησης εάν προσδιορίζεται.
\(
N^* = p \left( \dfrac{N_x}{n_{a,t}} \right) = 1 \times \left( \dfrac{50 \, \text{kN}}{4} \right) = 12.5 \, \text{kN}
\)
Από 12.5 ΚΝ < 100.27 ΚΝ, ο Η ικανότητα εφελκυσμού της ράβδου αγκύρωσης είναι επαρκής.
Ελεγχος #4: Υπολογίστε τη χωρητικότητα ξεμπλοκάρισμα από σκυρόδεμα σε ένταση
Πριν υπολογίσετε την χωρητικότητα ξεμπλοκάρισμα, πρέπει πρώτα να καθορίσουμε εάν το μέλος χαρακτηρίζεται ως στενό μέλος. Σύμφωνα με ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021 Ρήτρα 6.2.3.8, Το μέλος πληροί τα κριτήρια για ένα στενό μέλος. Επομένως, ένα τροποποιημένος αποτελεσματικό μήκος ενσωμάτωσης πρέπει να χρησιμοποιείται στους υπολογισμούς χωρητικότητας απόσπασης. Αυτή η προσαρμογή επηρεάζει επίσης το χαρακτηριστική απόσταση και χαρακτηριστική απόσταση άκρης, η οποία πρέπει να τροποποιηθεί ανάλογα.
Με βάση τα στενά κριτήρια μελών, ο τροποποιημένες τιμές για την ομάδα άγκυρας έχουν ως εξής:
- Τροποποιημένο αποτελεσματικό μήκος ενσωμάτωσης, \(h’_{ef} = 100 \, \text{mm}\)
- τροποποιημένη χαρακτηριστική απόσταση, \(s’_{cr} = 300 \, \text{mm}\)
- τροποποιημένη χαρακτηριστική απόσταση ακμών, \(c’_{cr} = 150 \, \text{mm}\)
Χρησιμοποιώντας ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216: 2021 Ρήτρα 6.2.3.3, υπολογίζουμε το αναφορά προβαλλόμενη περιοχή κώνου από σκυρόδεμα για μια μόνο άγκυρα.
\(
A0_{c,N} = \left( s’_{cr,g1} \right)^2 = \left( 300 \, \text{mm} \right)^2 = 90000 \, \text{mm}^2
\)
Ομοίως, υπολογίζουμε το Πραγματική προβλεπόμενη περιοχή κώνου σκυροδέματος της ομάδας αγκύρωσης.
\(
A_{Nc} = L_{Nc} B_{Nc} = 450 \, \text{mm} \times 450 \, \text{mm} = 202500 \, \text{mm}^2
\)
Οπου,
\(
L_{Nc} = \min \left( c_{left,g1}, c’_{cr,g1} + r_{embed\_plate} \right) + \min \left( s_{sum,z,g1}, s’_{cr,g1} \cdot \left( n_{z,g1} – 1 \right) \right) + \min \left( c_{right,g1}, c’_{cr,g1} + r_{embed\_plate} \right)
\)
\(
L_{Nc} = \min \left( 87.5 \, \text{mm}, 150 \, \text{mm} + 18 \, \text{mm} \right) + \min \left( 275 \, \text{mm}, 300 \, \text{mm} \cdot (2 – 1) \right) + \min \left( 87.5 \, \text{mm}, 150 \, \text{mm} + 18 \, \text{mm} \right)
\)
\(
L_{Nc} = 450 \, \text{mm}
\)
\(
B_{Nc} = \min \left( c_{top,g1}, c’_{cr,g1} + r_{embed\_plate} \right) + \min \left( s_{sum,y,g1}, s’_{cr,g1} \cdot \left( n_{y,g1} – 1 \right) \right) + \min \left( c_{bottom,g1}, c’_{cr,g1} + r_{embed\_plate} \right)
\)
\(
B_{Nc} =\min \left( 150 \, \text{mm}, 150 \, \text{mm} + 18 \, \text{mm} \right) + \min \left( 150 \, \text{mm}, 300 \, \text{mm} \cdot (2 – 1) \right) + \min \left( 150 \, \text{mm}, 150 \, \text{mm} + 18 \, \text{mm} \right)
\)
\(
B_{Nc} = 450 \, \text{mm}
\)
ο ενεργή ακτίνα ενσωματωμένης πλάκας χρησιμοποιείται για την παροχή πρόσθετης χωρητικότητας για διάσπαση σκυροδέματος. Για να προσδιοριστεί αυτό, προσθέστε το πάχος της ενσωματωμένης πλάκας στο μισό της διαμέτρου της άγκυρας.
Επόμενο, Αξιολογούμε το χαρακτηριστική δύναμη μιας μόνο άγκυρας που χρησιμοποιεί ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021 Εξ. 6.2.3.2
\(
N0_{Rk,c} = k_1 \sqrt{\dfrac{f’_c}{\text{MPa}}} \left( \dfrac{h’_{ef,g1}}{\text{mm}} \right)^{1.5} \, \text{N}
\)
\(
N0_{Rk,c} = 8.9 \times \sqrt{\dfrac{28 \, \text{MPa}}{1 \, \text{MPa}}} \times \left( \dfrac{100 \, \text{mm}}{1 \, \text{mm}} \right)^{1.5} \times 0.001 \, \text{kN} = 47.094 \, \text{kN}
\)
Οπου,
- \(k_{1} = 8.9\) για άγκυρες
Τώρα, αξιολογούμε τα αποτελέσματα της γεωμετρίας υπολογίζοντας τα απαραίτητα Παράμετροι για αντοχή σε διάσπαση.
Η συντομότερη απόσταση ακμής της ομάδας αγκύρωσης καθορίζεται ως:
\(
c_{min,N} = \min \left( c_{left,g1}, c_{right,g1}, c_{top,g1}, c_{bottom,g1} \right) = \min \left( 87.5 \, \text{mm}, 87.5 \, \text{mm}, 150 \, \text{mm}, 150 \, \text{mm} \right) = 87.5 \, \text{mm}
\)
Σύμφωνα με ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021 Εξ. 6.2.3.4, η τιμή για την παράμετρο που υπολογίζει την κατανομή της τάσης στο σκυρόδεμα είναι:
\(
\Psi_{s,N} = \min \left( 0.7 + 0.3 \left( \dfrac{c_{min,N}}{c’_{cr,g1}} \right), 1.0 \right) = \min \left( 0.7 + 0.3 \times \left( \dfrac{87.5 \, \text{mm}}{150 \, \text{mm}} \right), 1 \right) = 0.875
\)
ο εφέ απολέπισης του κελύφους λογίζεται για χρήση ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021 Εξίσωση 6.2.3.5, χορήγηση:
\(
\Psi_{re,N} = \min \left( 0.5 + \dfrac{h’_{ef,g1}}{\text{mm} \cdot 200}, 1.0 \right) = \min \left( 0.5 + \dfrac{100 \, \text{mm}}{1 \, \text{mm} \cdot 200}, 1 \right) = 1
\)
Επιπλέον, και οι δύο παράγοντας εκκεντρότητας και το παράγοντας επιρροής συμπίεσης λαμβάνονται ως:
\(
\Psi_{ec,N} = 1
\)
\(
\Psi_{M,N} = 1
\)
Στη συνέχεια συνδυάζουμε όλους αυτούς τους παράγοντες και εφαρμόζουμε ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021 Εξίσωση 6.2.3.1 Για να αξιολογήσετε το σχεδίαση αντοχής σε διάσπαση κώνου σκυροδέματος για την ομάδα άγκυρας:
\(
\phi N_{Rk,c} = \phi_{Mc} N0_{Rk,c} \left( \dfrac{A_{Nc}}{A0_{c,N}} \right) \Psi_{s,N} \Psi_{re,N} \Psi_{ec,N} \Psi_{M,N}
\)
\(
\phi N_{Rk,c} = 0.6667 \times 47.094 \, \text{kN} \times \left( \dfrac{202500 \, \text{mm}^2}{90000 \, \text{mm}^2} \right) \times 0.875 \times 1 \times 1 \times 1 = 61.814 \, \text{kN}
\)
ο Συνολικό φορτίο εφαρμοζόμενης τάσης στην ομάδα αγκύρωσης υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας το φορτίο τάσης ανά άγκυρα με τον αριθμό των αγκυρίων, με τον αδιάκριτο συντελεστή αύξησης που εφαρμόζεται όπως απαιτείται:
\(
N^* = p \left( \dfrac{N_x}{n_{a,t}} \right) n_{a,g1} = 1 \times \left( \dfrac{50 \, \text{kN}}{4} \right) \times 4 = 50 \, \text{kN}
\)
Από 50 ΚΝ < 61.814 ΚΝ Η χωρητικότητα ξεμπλοκάρισμα του σκυροδέματος είναι επαρκής.
Ελεγχος #5: Υπολογίστε την χωρητικότητα αγκύρωσης
ο ικανότητα έλξης μιας άγκυρας διέπεται από την αντίσταση στο ενσωματωμένο άκρο της. Πρώτα, Υπολογίζουμε τη μέγιστη διάσταση της κεφαλής αγκύρωσης που είναι αποτελεσματική για την αντίσταση έλξης, σύμφωνα με ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021 Ρήτρα 6.3.4.
\(
d_{h,\text{max}} = \min \left( b_{embed\_plate}, 6 \left( t_{embed\_plate} \right) + d_a \right) = \min \left( 70 \, \text{mm}, 6 \times (10 \, \text{mm}) + 16 \, \text{mm} \right) = 70 \, \text{mm}
\)
Επόμενο, υπολογίζουμε την καθαρή επιφάνεια έδρασης της ορθογώνιας ενσωματωμένης πλάκας χρησιμοποιώντας:
\(
A_h = \left( d_{h,\text{max}}^2 \right) – A_{rod} = \left( (70 \, \text{mm})^2 \right) – 201.06 \, \text{mm}^2 = 4698.9 \, \text{mm}^2
\)
Οπου,
\(
A_{rod} = \dfrac{\pi}{4} (d_a)^2 = \dfrac{\pi}{4} \times (16 \, \text{mm})^2 = 201.06 \, \text{mm}^2
\)
Στη συνέχεια υπολογίζουμε το σχεδίαση βασικής δύναμης έλξης άγκυρας χρησιμοποιώντας ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021 Ρήτρα 6.3.4:
\(
N_{Rk,p} = \phi_{Mc} k_2 A_h \left( f’_c \right) = 0.6667 \times 7.5 \times 4698.9 \, \text{mm}^2 \times (28 \, \text{MPa}) = 657.88 \, \text{kN}
\)
Θυμηθείτε τους προηγουμένως υπολογισμένους φορτίο έντασης ανά άγκυρα:
\(
N^* = p \left( \dfrac{N_x}{n_{a,t}} \right) = 1 \times \left( \dfrac{50 \, \text{kN}}{4} \right) = 12.5 \, \text{kN}
\)
Από 12.5 ΚΝ < 657.88 ΚΝ, η χωρητικότητα αγκύρωσης είναι επαρκής.
Ελεγχος #6: Υπολογίστε την χωρητικότητα εκτόξευσης πλευρικού προσώπου σε κατεύθυνση y
Ας εξετάσουμε το Side-Face Blowout Anchor Group 1 για τον υπολογισμό της χωρητικότητας. Αναφερόμενος στη σύνοψη δεδομένων αγκύρωσης, Ταυτότητες άγκυρας 3 και 4 αποτελούν μέρος του SFy Group 1.
Ξεκινάμε υπολογίζοντας την απόσταση της ακμής από το άκρη αστοχίας.
\(
c_{z,\text{min}} = \min \left( c_{\text{left},g1}, c_{\text{right},g1} \right) = \min \left( 87.5 \, \text{mm}, 362.5 \, \text{mm} \right) = 87.5 \, \text{mm}
\)
Επόμενο, καθορίζουμε την απόσταση ακμής προς το ορθογώνιο άκρο.
\(
c_{y,\text{min}} = \min \left( c_{\text{top},g1}, c_{\text{bottom},g1} \right) = \min \left( 150 \, \text{mm}, 150 \, \text{mm} \right) = 150 \, \text{mm}
\)
Χρησιμοποιώντας ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021 Ρήτρα 6.2.7.3, ας υπολογίσουμε το προβλεπόμενη περιοχή αναφοράς ενός μόνο συνδετήρα.
\(
A0_{c,Nb} = \left( 4 c_{z,\text{min}} \right)^2 = \left( 4 \times 87.5 \, \text{mm} \right)^2 = 122500 \, \text{mm}^2
\)
Δεδομένου ότι ελέγχουμε τη χωρητικότητα της ομάδας αγκύρωσης, ας πάρουμε το πραγματική προβλεπόμενη περιοχή της ομάδας αγκύρωσης χρησιμοποιώντας ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021 Ρήτρα 6.2.7.2.
\(
A_{Nc} = B_{c,Nb} H_{c,Nb} = 450 \, \text{mm} \times 325 \, \text{mm} = 146250 \, \text{mm}^2
\)
Οπου,
\(
B_{c,Nb} = \min \left( 2 c_{z,\text{min}}, c_{\text{top},g1} \right) + s_{\text{sum},y,g1} + \min \left( 2 c_{z,\text{min}}, c_{\text{bottom},g1} \right)
\)
\(
B_{c,Nb} = \min \left( 2 \times 87.5 \, \text{mm}, 150 \, \text{mm} \right) + 150 \, \text{mm} + \min \left( 2 \times 87.5 \, \text{mm}, 150 \, \text{mm} \right) = 450 \, \text{mm}
\)
\(
H_{c,Nb} = 2 c_{z,\text{min}} + \left( \min \left( t_{\text{conc}} – h_{\text{ef}}, 2 c_{z,\text{min}} \right) \right)
\)
\(
H_{c,Nb} = 2 \times 87.5 \, \text{mm} + \left( \min \left( 400 \, \text{mm} – 250 \, \text{mm}, 2 \times 87.5 \, \text{mm} \right) \right) = 325 \, \text{mm}
\)
Στον υπολογισμό του χαρακτηριστική αντοχή σε εκτόξευση σκυροδέματος μιας μεμονωμένης άγκυρας, θα το χρησιμοποιησουμε ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021 Ρήτρα 6.2.7.2.
\(
N0_{Rk,cb} = k_5 \left( \dfrac{c_{z,\text{min}}}{\text{mm}} \right) \sqrt{\dfrac{A_h}{\text{mm}^2}} \sqrt{\dfrac{f’_c}{\text{MPa}}} \, N
\)
\(
N0_{Rk,cb} = 8.7 \times \left( \dfrac{87.5 \, \text{mm}}{1 \, \text{mm}} \right) \times \sqrt{\dfrac{4698.9 \, \text{mm}^2}{1 \, \text{mm}^2}} \times \sqrt{\dfrac{28 \, \text{MPa}}{1 \, \text{MPa}}} \times 0.001 \, \text{kN}
\)
\(
N0_{Rk,cb} = 276.13 \, \text{kN}
\)
Οπου,
- \(k_{5} = 8.7\) για ραγισμένο σκυρόδεμα
- \(k_{5} = 12.2\) για μη ραγισμένο σκυρόδεμα
Τότε, θα πάρουμε το παραμέτρους εξάτμισης πλευρικού προσώπου.
Η παράμετρος που υπολογίζει τη διαταραχή της κατανομής των τάσεων στο σκυρόδεμα μπορεί να υπολογιστεί από ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021 Ρήτρα 6.2.7.4.
\(
\Psi_{s,Nb} = \min \left( 0.7 + 0.3 \left( \dfrac{c_{y,\text{min}}}{2 c_{z,\text{min}}} \right), 1.0 \right)
\)
\(
\Psi_{s,Nb} = \min \left( 0.7 + 0.3 \times \left( \dfrac{150 \, \text{mm}}{2 \times 87.5 \, \text{mm}} \right), 1 \right) = 0.95714
\)
Η εξίσωση από ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021 Ρήτρα 6.2.7.5 στη συνέχεια χρησιμοποιείται για να ληφθεί η λογιστική της παραμέτρου για το ομαδικό αποτέλεσμα.
\(
\Psi_{g,Nb} = \max \left( \sqrt{n_{y,g1}} + \left( 1 – \sqrt{n_{y,g1}} \right) \left( \dfrac{\min \left( s_{y,g1}, 4 c_{z,\text{min}} \right)}{4 c_{z,\text{min}}} \right), 1.0 \right)
\)
\(
\Psi_{g,Nb} = \max \left( \sqrt{2} + \left( 1 – \sqrt{2} \right) \times \left( \dfrac{\min \left( 150 \, \text{mm}, 4 \times 87.5 \, \text{mm} \right)}{4 \times 87.5 \, \text{mm}} \right), 1 \right)
\)
\(
\Psi_{g,Nb} = 1.2367
\)
Τελικά, σε αναφορά σε ΟΠΩΣ ΚΑΙ 5216:2021 Εξ. 6.2.7 για ράβδους αγκύρωσης με κεφαλή, ο σχεδίαση αντίστασης εκτόξευσης σκυροδέματος είναι:
\(
\phi N_{Rk,cb} = \phi_M N0_{Rk,cb} \left( \dfrac{A_{Nc}}{A0_{c,Nb}} \right) \Psi_{s,Nb} \Psi_{g,Nb} \Psi_{ec,N}
\)
\(
\phi N_{Rk,cb} = 0.6667 \times 276.13 \, \text{kN} \times \left( \dfrac{146250 \, \text{mm}^2}{122500 \, \text{mm}^2} \right) \times 0.95714 \times 1.2367 \times 1 = 260.16 \, \text{kN}
\)
Για αυτήν την ομάδα άγκυρας, μόνο δύο (2) οι άγκυρες ανήκουν στην ομάδα. Επομένως, ο δύναμη τάνυσης σχεδιασμού για την ομάδα άγκυρας είναι:
\(
N^* = p \left( \dfrac{N_x}{n_{a,t}} \right) n_{y,g1}
\)
\(
N^* = 1 \times \left( \dfrac{50 \, \text{kN}}{4} \right) \times 2 = 25 \, \text{kN}
\)
Από 25 ΚΝ < 260.16 ΚΝ, η έκρηξη πλευρικής όψης σκυροδέματος κατά μήκος της κατεύθυνσης Υ είναι επαρκής.
Ομάδα αγκύρωσης εκρήξεων στο πλάγιο πρόσωπο 2 μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί και θα αποφέρει το ίδιο αποτέλεσμα, αφού το σχέδιο είναι συμμετρικό.
Ελεγχος #7: Υπολογίστε την χωρητικότητα εκτόξευσης πλευρικού προσώπου στην κατεύθυνση z
Αυτός ο υπολογισμός δεν ισχύει για αστοχία κατά την κατεύθυνση Z, καθώς η απόσταση των άκρων από τις πλευρές υπερβαίνει το μισό του ενεργού μήκους ενσωμάτωσης.
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.
