Base Plate Design Example using EN 1993-1-8-2005, ΣΕ 1993-1-1-2005 και EN 1992-1-1-2004
Προβληματική δήλωση:
Determine whether the designed column-to-base plate connection is sufficient for a 100-kN compression load.
Δεδομένα:
Στήλη:
Ενότητα στήλης: HE 200 σι
Επιφάνεια στήλης: 7808 χιλ2
Υλικό στήλης: S235
Πλάκα βάσης:
Διαστάσεις πλάκας βάσης: 400 mm x 400 χιλ
Πάχος πλάκας βάσης: 20 χιλ
Υλικό πλάκας βάσης: S235
Grout:
Grout thickness: 20 χιλ
Σκυρόδεμα:
Διαστάσεις σκυροδέματος: 450 mm x 450 χιλ
Πάχος σκυροδέματος: 380 χιλ
Σκυρόδεμα: C20/25
Συγκολλήσεις:
Compression load transferred through welds only? NO
Υπολογισμοί βήμα προς βήμα:
Ελεγχος #1: Υπολογίστε τη χωρητικότητα συγκόλλησης
Since the compression load is not transferred through welds alone, a proper contact bearing surface is required to ensure that the load is transferred via bearing. Refer to ΣΕ 1090-2:2018 Ρήτρα 6.8 for contact bearing preparation.
Επιπροσθέτως, use minimum weld size specified in Eurocode.
Ελεγχος #2: Calculate concrete bearing capacity and base plate yield capacity
The first step is to determine the design compressive strength of the joint, which depends on the geometry of the support (σκυρόδεμα) and the geometry of the loaded area (base plate).
We begin by calculating the alpha factor, which accounts for the diffusion of the concentrated force within the foundation.
Σύμφωνα με ΣΕ 1992-1-1:2004, Ρήτρα 6.7, the alpha coefficient is the ratio of the loaded area to the maximum distribution area, which has a similar shape to the loaded area.
We will use the equation from Μέρος 6.1 of Multi-Storey Steel Buildings Part 5 με Arcelor Mittal, Peiner Träger, και Corus to calculate the alpha factor.
\(
\alpha = \min \left(
1 + \frac{αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{\κείμενο{conc}}}{\Μέγιστη(ΜΕΓΑΛΟ_{\κείμενο{bp}}, ΣΙ_{\κείμενο{bp}})},
1 + 2 \αριστερά( \frac{e_h}{ΜΕΓΑΛΟ_{\κείμενο{bp}}} \σωστά),
1 + 2 \αριστερά( \frac{e_b}{ΣΙ_{\κείμενο{bp}}} \σωστά),
3
\σωστά)
\)
\(
\alpha = \min \left(
1 + \frac{380 \, \κείμενο{χιλ}}{\Μέγιστη(400 \, \κείμενο{χιλ}, 400 \, \κείμενο{χιλ})},
1 + 2 \αριστερά( \frac{25 \, \κείμενο{χιλ}}{400 \, \κείμενο{χιλ}} \σωστά),
1 + 2 \αριστερά( \frac{25 \, \κείμενο{χιλ}}{400 \, \κείμενο{χιλ}} \σωστά),
3
\σωστά)
\)
\(
\alpha = 1.125
\)
όπου,
\(
e_h = \frac{ΜΕΓΑΛΟ_{\κείμενο{conc}} – ΜΕΓΑΛΟ_{\κείμενο{bp}}}{2} = frac{450 \, \κείμενο{χιλ} – 400 \, \κείμενο{χιλ}}{2} = 25 \, \κείμενο{χιλ}
\)
\(
e_b = \frac{ΣΙ_{\κείμενο{conc}} – ΣΙ_{\κείμενο{bp}}}{2} = frac{450 \, \κείμενο{χιλ} – 400 \, \κείμενο{χιλ}}{2} = 25 \, \κείμενο{χιλ}
\)
Once the geometry is defined, we will then determine the compressive strength of the concrete using ΣΕ 1992-1-1:2004, Εξ. 3.15.
\(
φά_{CD} = frac{\άλφα_{Δύναμη λόγω σκυροδέματος} φά_{ck}}{\gamma_C} = frac{1 \φορές 20 \, \κείμενο{MPa}}{1.5} = 13.333 \, \κείμενο{MPa}
\)
Επόμενο, we assume a value for the beta coefficient. Since grout is present, beta value can be 2/3. We will calculate the design bearing strength of the joint using the combined formulas from ΣΕ 1993-1-8:2005 Εξ. 6.6, και ΣΕ 1992-1-1:2004 Εξ. 6.63.
\(
φά_{jd} = \beta \alpha f_{CD} = 0.66667 \φορές 1.125 \φορές 13.333 \, \κείμενο{MPa} = 10 \, \κείμενο{MPa}
\)
The second part involves calculating the base plate yield capacity.
Since we already have the design bearing strength of the connection, we will use this to determine the smallest cantilever distance of the base plate that experiences the full bearing load. We will refer to the SCI P358 example on page 243 και ΣΕ 1993-1-1:2005 Ρήτρα 6.2.5.
\(
c = t_{\κείμενο{bp}} \τ.μ.{\frac{φά_{y_{\κείμενο{bp}}}}{3 φά_{jd} \η δύναμη ολίσθησης είναι το άθροισμα της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την ενεργό πίεση του εδάφους στην ενεργή πλευρά του εδάφους και της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την παρουσία της πρόσθετης επιβάρυνσης{Μ0}}} = 20 \, \κείμενο{χιλ} \φορές sqrt{\frac{225 \, \κείμενο{MPa}}{3 \φορές 10 \, \κείμενο{MPa} \φορές 1}} = 54.772 \, \κείμενο{χιλ}
\)
We will use this dimension to calculate the effective area of the base plate. The ‘c’ dimension we calculated may overlap or not overlap near the flange. If it overlaps, we will assume the section to be a rectangular section. If it does not overlap, we will take the shape of the column.
Without overlap
With overlap
We determined that the ‘c’ dimension does not overlap. Επομένως, χρησιμοποιώντας SCI P358 pg. 243, the effective area is:
\(
A_e = 4c^2 + Π_{\κείμενο{διάσελο}}ντο + ΕΝΑ_{\κείμενο{διάσελο}} = 4 \times 54.772^2 \, \κείμενο{χιλ}^ 2 + 1182 \, \κείμενο{χιλ} \φορές 54.772 \, \κείμενο{χιλ} + 7808 \, \κείμενο{χιλ}💕⬛ Αγορά Indocin από 84549 \, \κείμενο{χιλ}^ 2
\)
It is important to note that the effective area should not be less than the base plate area.
Τελικά, θα το χρησιμοποιησουμε ΣΕ 1993-1-8:2005 Εξ. 6.6, και EN 1992-1-1:2004, Εξ. 6.63 to calculate the design bearing resistance of the base plate connection.
\(
Ν_{Rd} = αριστερά( \ελάχ(A_e, A_0) \σωστά) φά_{jd} = αριστερά( \ελάχ(84549 \, \κείμενο{χιλ}^ 2, 160000 \, \κείμενο{χιλ}^ 2) \σωστά) \φορές 10 \, \κείμενο{MPa} = 845.49 \, \κείμενο{ΚΝ}
\)
Από 845.49 ΚΝ > 100 ΚΝ, the design is 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.
