Παράδειγμα σχεδιασμού πλάκας βάσης χρησιμοποιώντας AISC 360-22 και ACI 318-19
Προβληματική δήλωση:
Προσδιορίστε εάν η σχεδιασμένη σύνδεση πλάκας στη στήλη σε βάση είναι επαρκής για φορτίο συμπίεσης 100 kip.
Δεδομένα:
Στήλη:
Ενότητα στήλης: W12x96
Επιφάνεια στήλης: 28.200 σε2
Υλικό στήλης: A992
Πλάκα βάσης:
Διαστάσεις πλάκας βάσης: 18 σε x 18 σε
Πάχος πλάκας βάσης: 3/4 σε
Υλικό πλάκας βάσης: A36
Σκυρόδεμα:
Διαστάσεις σκυροδέματος: 21 σε x 21 σε
Πάχος σκυροδέματος: 14 σε
Σκυρόδεμα: 3000 psi
Συγκολλήσεις:
Μέγεθος συγκόλλησης: 5/16 σε
Η ταξινόμηση μετάλλων πλήρωσης: μι70ΧΧ
Compression load transferred through welds only? ΝΑΙ
Υπολογισμοί βήμα προς βήμα:
Ελεγχος #1: Υπολογίστε την ικανότητα ρουλεμάν της στήλης
Τα φορτία της στήλης μεταφέρονται συνήθως στην πλάκα βάσης μέσω άμεσου εδράνου.
Ξεκινάμε με τον υπολογισμό του χωρητικότητα που φέρει τη στήλη χρησιμοποιώντας AISC 360-22 Εξ. J7-1:
\(\Phi r_n = phi 1.8 ΦΑ_{και _col} ΕΝΑ_{διάσελο} = 0.75 \φορές 1.8 \φορές 50 \κείμενο{ ksi} \φορές 28.2 \κείμενο{ σε}💕⬛ Αγορά Indocin από 1903.5 \κείμενο{ δέρμα μόσχου ακατέργαστου}\)
Από 100 kips < 1903.5 kips , Η χωρητικότητα φέτος στήλης είναι επαρκής.
Επιπροσθέτως, Επειδή το πλήρες φορτίο συμπίεσης μεταφέρεται μέσω των συγκολλήσεων, επιφάνειες ρουλεμάν πλήρους επαφής σύμφωνα με τις AISC 360-22 Κεφάλαιο M4.4 δεν απαιτούνται. Πρέπει να βεβαιωθούμε ότι η συγκόλληση έχει αρκετή ικανότητα να μεταφέρει το φορτίο.
Ελεγχος #2: Υπολογίστε τη χωρητικότητα συγκόλλησης
Για αξιολόγηση της χωρητικότητας συγκόλλησης, καθορίζουμε πρώτα το Συνολικό μήκος συγκόλλησης με βάση τις διαστάσεις της στήλης:
\( ΜΕΓΑΛΟ_{συγκόλληση} = 2b_f + 2 \αριστερά( ρε_{διάσελο} – 2T_F – 2r_{διάσελο} \σωστά) + 2 \αριστερά( B_F – t_w – 2r_{διάσελο} \σωστά) \)
\( ΜΕΓΑΛΟ_{συγκόλληση} = 2 \φορές 12.2 \κείμενο{ σε} + 2 \φορές αριστερά( 12.7 \κείμενο{ σε} – 2 \φορές 0.9 \κείμενο{ σε} – 2 \φορές 0.6 \κείμενο{ σε} \σωστά) + 2 \φορές αριστερά( 12.2 \κείμενο{ σε} – 0.55 \κείμενο{ σε} – 2 \φορές 0.6 \κείμενο{ σε} \σωστά) = 64.7 \κείμενο{ σε} \)
Με αυτό, Μπορούμε τώρα να υπολογίσουμε το άγχος ανά ίντσα συγκόλλησης, υποθέτοντας το 100-Το φορτίο KIP είναι ομοιόμορφα κατανεμημένο:
\( r_u = frac{N_x}{ΜΕΓΑΛΟ_{συγκόλληση}} = frac{100 \κείμενο{ δέρμα μόσχου ακατέργαστου}}{64.7 \κείμενο{ σε}} = 1.5456 \κείμενο{ kip/in} \)
Μετά από αυτό, καθορίζουμε το χωρητικότητα συγκόλλησης ανά μήκος χρησιμοποιώντας AISC 360-22 Εξ. J2-4:
\( \phi r_{ν} = phi 0.6 ΦΑ_{Exx} ΜΙ_{β} κ_{δδ} = 0.75 \φορές 0.6 \φορές 70 \κείμενο{ KSO} \φορές 0.221 \κείμενο{ σε} \ φορές 1 = 6.9615 \κείμενο{ kip/in}\)
Από 1.54 KPI < 6.96 KPI, Η χωρητικότητα συγκόλλησης είναι επαρκής.
Ελεγχος #3: Υπολογίστε τη χωρητικότητα κάμψης πλάκας βάσης λόγω φορτίου συμπίεσης
Η ικανότητα κάμψης της πλάκας βάσης εξαρτάται από τις διαστάσεις της. Εάν η πλάκα είναι πολύ μεγάλη, Θα απαιτήσει παχύτερο υλικό. Η επιλογή του δεξιού μεγέθους πλάκας βάσης για ένα δεδομένο φορτίο απαιτεί εμπειρία, και η εκτέλεση πολλαπλών υπολογισμών μπορεί να είναι χρονοβόρα. ο Λογισμικό σχεδιασμού πλάκας βάσης SkyCIV απλοποιεί αυτήν τη διαδικασία, Ενεργοποίηση γρήγορης και αποτελεσματικής μοντελοποίησης και ανάλυσης σε λίγα δευτερόλεπτα.
Πρώτα, καθορίζουμε το Κρίσιμο μήκος πρόβολου, που είναι το μεγαλύτερο του διάσταση m και διάσταση n. Δεν πρέπει επίσης να είναι μικρότερο από \( \frac{ \τ.μ.{ρε_{διάσελο}αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{φά}}}{4} \).
\( l = max left( \frac{ΜΕΓΑΛΟ_{bp} – 0.95 ρε_{διάσελο}}{2}, \frac{ΣΙ_{bp} – 0.8 αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{φά}}{2},\frac{ \τ.μ.{ρε_{διάσελο}αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{φά}}}{4} \σωστά) \)
\( l = max left( \frac{18 \κείμενο{ σε} – 0.95 \φορές 12.7 Κείμενο{ σε}}{2}, \frac{18 \κείμενο{ σε} – 0.8 \φορές 12.2 \κείμενο{ σε}}{2},\frac{ \τ.μ.{18 \κείμενο{ σε} \φορές 12.2 \κείμενο{ σε}}}{4} \σωστά)\)
\(l = 4.12 \κείμενο{ σε}\)
Μόλις εντοπιστεί το κρίσιμο μήκος, υπολογίζουμε το Εφαρμοσμένη ροπή ανά μονάδα μήκους, Υποθέτοντας ότι το πλήρες φορτίο συμπίεσης κατανέμεται ομοιόμορφα στην περιοχή της πλάκας βάσης:
\( m_{εσύ} = αριστερά( \frac{Ν_{Χ}}{ΣΙ_{bp} ΜΕΓΑΛΟ_{bp}}\σωστά) \αριστερά( \frac{l^{2}}{2}\σωστά)\)
\( m_{εσύ} = αριστερά( \frac{100 \κείμενο{ δέρμα μόσχου ακατέργαστου}}{18 \κείμενο{ σε} \φορές 18 \κείμενο{ σε}}\σωστά) \φορές αριστερά( \frac{4.12 \κείμενο{ σε}^ 2}{2}\σωστά)\)
Τώρα, χρησιμοποιώντας AISC 360-22 Εξ. F2-1, Υπολογίζουμε το ικανότητα κάμψης ανά μονάδα μήκους:
\(\ταινία_{ν} = Phi f_{και _bp}\αριστερά(\frac{αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{bp}^{2}}{4}\σωστά) = 0.9 \φορές 36 \κείμενο{ ksi} \φορές αριστερά(\frac{\αριστερά(0.75 \κείμενο{ σε}\σωστά)^ 2}{4}\σωστά) = 4.5562 \κείμενο{ kip-in/in}\)
Από 2.62 kip-in/in < 4.55 kip-in/in, Η ικανότητα κάμψης της πλάκας βάσης είναι επαρκής.
Ελεγχος #4: Χωρητικότητα έδρας σκυροδέματος
The final check ensures that the concrete can support the applied load. While a wider concrete base increases bearing capacity, an efficient design must balance strength and cost-effectiveness. Τώρα, let’s determine if our concrete support has sufficient capacity.
Υπολογίστε τις φυσικές συχνότητες της δομής σας σε Structural 3D, καθορίζουμε το bearing areas:
A1 – Base plate bearing area
A2 – Concrete support bearing area, projected at a 2:1 μπορούμε να υποθέσουμε ότι
\(A_1 = L_{bp} ΣΙ_{bp} = 18 \, \κείμενο{σε} \φορές 18 \, \κείμενο{σε} = 324 \, \κείμενο{σε}^2)
\(A_2 = N_{Α2} ΣΙ_{Α2} = 21 \, \κείμενο{σε} \φορές 21 \, \κείμενο{σε} = 441 \, \κείμενο{σε}^2)
Από εκεί, we apply AISC 360-22 Εξ. J8-2 to calculate the concrete bearing capacity:
\(\phi P_p = \phi \left( \min \left( 0.85 \, f'_c \, A_1 \sqrt{\frac{Α2}{Α'1}}, \, 1.7 \, f'_c \, A_1 \right) \σωστά)\)
\(\phi P_p = 0.65 \φορές αριστερά( \min \left( 0.85 \φορές (3 \, \κείμενο{ksi}) \φορές 324 \, \κείμενο{σε}^2 \times \sqrt{\frac{441 \, \κείμενο{σε}^ 2}{324 \, \κείμενο{σε}^ 2}}, \, 1.7 \φορές (3 \, \κείμενο{ksi}) \φορές 324 \, \κείμενο{σε}^2 \right) \σωστά)\)
\(\phi P_p = 626.54 \, \κείμενο{δέρμα μόσχου ακατέργαστου}\)
Από 100 kips < 626.54 kips , Η χωρητικότητα του σκυροδέματος είναι επαρκής.
Περίληψη σχεδίου
Το 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
Κάντε κλικ ΕΔΩ to download a sample report.
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.
