Παράδειγμα σχεδιασμού πλάκας βάσης χρησιμοποιώντας ως 4100:2020 και ως 3600:2018

Προβληματική δήλωση
Προσδιορίστε εάν η σχεδιασμένη σύνδεση πλάκας στη στήλη σε βάση είναι επαρκής για φορτίο συμπίεσης 100 kn.
Δεδομένα
Στήλη:
Ενότητα στήλης: 50×10 SHS
Επιφάνεια στήλης: 5260 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 3678 Gr. C250
Πηκτώ:
Πάχος ενέματα: 20 χιλ
Σκυρόδεμα:
Διαστάσεις σκυροδέματος: 450 mm x 450 χιλ
Πάχος σκυροδέματος: 300 χιλ
Σκυρόδεμα: N28
Συγκολλήσεις:
Μέγεθος συγκόλλησης: 6 χιλ
Η ταξινόμηση μετάλλων πλήρωσης: E43xx
Το φορτίο συμπίεσης μεταφέρθηκε μόνο μέσω συγκολλήσεων? ΝΑΙ
Μοντέλο στο δωρεάν εργαλείο SkyCiv
Μοντελοποιήστε το παραπάνω σχέδιο πλάκας βάσης χρησιμοποιώντας το δωρεάν διαδικτυακό μας εργαλείο σήμερα! Δεν απαιτείται εγγραφή.
Υπολογισμοί βήμα προς βήμα
Ελεγχος #1: Υπολογίστε τη χωρητικότητα του σκυροδέματος
Υπολογίστε τις φυσικές συχνότητες της δομής σας σε Structural 3D, καθορίζουμε το περιοχές ρουλεμάν ανά ΟΠΩΣ ΚΑΙ 3600:2018 Ρήτρα 12.6:

A1 - περιοχή ρουλεμάν βάσης
A2 - Περιοχή στήριξης από σκυρόδεμα, Προβάλλεται σε ένα 2:1 μπορούμε να υποθέσουμε ότι
\(\)
\(A_1 = L_{bp} B_{bp} = 350 \text{ mm} \times 350 \text{ mm} = 122500 \text{ mm}^2\)
\(A_2 = N_{A2} B_{A2} = 450 \text{ mm} \times 450 \text{ mm} = 202500 \text{ mm}^2\)
Από εκεί, υπολογίζουμε το χωρητικότητα έδρας σκυροδέματος, εκφράζεται ως ισοδύναμη δύναμη. Χρησιμοποιούμε Οδηγός σχεδιασμού ASI 07 1αγ Εκδ. Ενότητα 9.1 ως αναφορά.
\(\phi N_c = \min\left(\phi 0.9(f’_c) A_1 \sqrt{\dfrac{A_2}{A_1}}, \phi 1.8(f’_c) A_1\right)\)
\(\phi N_c = \min\left(0.6 \times 0.9 \times (28 \text{ MPa}) \times 122500 \text{ mm}^2 \times \sqrt{\dfrac{202500 \text{ mm}^2}{122500 \text{ mm}^2}}, 0.6 \times 1.8 \times (28 \text{ MPa}) \times 122500 \text{ mm}^2\right)\)
\(\phi N_c = 2381.4 \text{ kN}\)
Από 100 ΚΝ <2381.4 ΚΝ, ο Η χωρητικότητα του σκυροδέματος είναι επαρκής.
Ελεγχος #2: Υπολογίστε τη χωρητικότητα συγκόλλησης
Για αξιολόγηση της χωρητικότητας συγκόλλησης, καθορίζουμε πρώτα το Συνολικό μήκος συγκόλλησης με βάση τις διαστάσεις της στήλης:
\(L_{weld} = 2(b_{col} – 2r_{col} – 2t_{col}) + 2(d_{col} – 2r_{col} – 2t_{col})\)
\(L_{weld} = 2 \times (150 \text{ mm} – 2 \times 15 \text{ mm} – 2 \times 10 \text{ mm}) + 2 \times (150 \text{ mm} – 2 \times 15 \text{ mm} – 2 \times 10 \text{ mm}) = 400 \text{ mm}\)
Με αυτό, Μπορούμε να υπολογίσουμε το άγχος ανά μονάδα μήκους συγκόλλησης, υποθέτοντας το 100 Το φορτίο KN είναι ομοιόμορφα κατανεμημένο:
\(v_w^* = \dfrac{N_x}{L_{weld}} = \dfrac{100 \text{ kN}}{400 \text{ mm}} = 0.25 \text{ kN/mm}\)
Μετά από αυτό, καθορίζουμε το χωρητικότητα συγκόλλησης ανά μονάδα μήκους χρησιμοποιώντας ΟΠΩΣ ΚΑΙ 4100:2020 Ρήτρα 9.6.3.10:
\(\phi v_w = \phi 0.6 f_{uw} E_w k_r = 0.8 \times 0.6 \times 430 \text{ MPa} \times 4.243 \text{ mm} \times 1 = 0.87576 \text{ kN/mm}\)
Από 0.87576 kN / mm < 0.25 kN / mm, ο 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.
Χρησιμοποιούμε Οδηγός σχεδιασμού ASI 07, 1St ed., Τραπέζι 7 Για να ελέγξετε την ικανότητα απόδοσης της πλάκας βάσης. Πρώτα, καθορίζουμε το kx παράγοντας.
\(k_x = 1.65\left(\dfrac{\sqrt{L_{bp} B_{bp}}}{b_{col}}\right) = 1.65 \times \left(\dfrac{\sqrt{350 \text{ mm} \times 350 \text{ mm}}}{150 \text{ mm}}\right) = 3.85\)
Επόμενο, Υπολογίζουμε την αντοχή του σκυροδέματος από την άποψη του στρες πάνω από την περιοχή. Παραπέμπω Ελεγχος #1 για την υπολογιζόμενη ικανότητα εδράνου.
\(\phi f_b = \dfrac{\phi N_c}{L_{bp} B_{bp}} = \dfrac{2381.4 \text{ kN}}{350 \text{ mm} \times 350 \text{ mm}} = 19.44 \text{ MPa}\)
Στη συνέχεια, χρησιμοποιούμε αυτήν την τιμή για να αποκτήσουμε το Χ παράγοντας.
\(\lambda = \min\left(\dfrac{k_x \sqrt{X}}{1 + \sqrt{1-X}}, 1.0\right) = \min\left(\dfrac{3.85 \times \sqrt{0.22862}}{1 + \sqrt{1-0.22862}}, 1\right) = 0.98008\)
Τώρα, Ας χρησιμοποιήσουμε τον υπολογισμένο kx και Χ παράγοντες για την αξιολόγηση του λ (λάμδα ) παράγοντας.
\(\lambda = \min\left(\dfrac{k_x \sqrt{X}}{1 + \sqrt{1-X}}, 1.0\right) = \min\left(\dfrac{3.85 \times \sqrt{0.22862}}{1 + \sqrt{1-0.22862}}, 1\right) = 0.98008\)
Στη συνέχεια υπολογίζουμε το μήκος του προβόλου της πλάκας βάσης που βιώνει το φορτίο εδράνου. Σύμφωνα με Οδηγός σχεδιασμού ASI 07, 1St ed., Ενότητες 6.1 και 9.1-9.2, Το μήκος του προβόλου είναι όπως φαίνεται:

\(l = \max\left(\dfrac{L_{bp} – 0.95d_{col}}{2}, \dfrac{B_{bp} – 0.95b_{col}}{2}, \lambda 0.306\sqrt{d_{col} b_{col}}\right)\)
\(l = \max\left(\dfrac{350 \text{ mm} – 0.95 \times 150 \text{ mm}}{2}, \dfrac{350 \text{ mm} – 0.95 \times 150 \text{ mm}}{2}, 0.98008 \times 0.306 \times \sqrt{150 \text{ mm} \times 150 \text{ mm}}\right)\)
\(l = 103.75 \text{ mm}\)
Λαμβάνοντας υπόψη αυτό το κρίσιμο τμήμα της πλάκας βάσης, Ας υπολογίσουμε την τάση απόδοσης κάμψης. Αυτή είναι μια αναδιαταχημένη εξίσωση από Οδηγός σχεδιασμού ASI 07, 1St ed., Ενότητα 9.2, αναφορικά με Ενότητα 6.1.
\(f^* = \dfrac{2N_x l^2}{B_{bp} L_{bp} (t_{bp})^2}\)
\(f^* = \dfrac{2 \times 100 \text{ kN} \times 103.75 \text{ mm}^2}{350 \text{ mm} \times 350 \text{ mm} \times (20 \text{ mm})^2} = 43.935 \text{ MPa}\)
Το τελικό βήμα είναι να υπολογιστεί η ικανότητα απόδοσης της πλάκας βάσης χρησιμοποιώντας ΟΠΩΣ ΚΑΙ 4100:2020, Ρήτρα 5.2.1.
\(\phi f_y = \phi f_{y_{bp}} = 0.9 \times 250 \text{ MPa} = 225 \text{ MPa}\)
Από 43.935 MPa < 225 MPa, ο η ικανότητα κάμψης βάσης 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
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.
