A walk-through of the calculations required to design an isolated footing (ΟΠΩΣ ΚΑΙ 3600-09)

---

The foundation is an essential building system that transfers column and wall forces to the supporting soil. Depending on the soil properties and building loads, the engineer may choose to support the structure on a shallow or deep foundation system³.

SkyCiv Foundation includes the design of isolated footing conforming to the Australian Standards¹.

Θέλετε να δοκιμάσετε το λογισμικό Foundation Design του SkyCiv? Our tool allows users to perform load-carrying calculations without any download or installation!

Υπολογιστής βάσης σκυροδέματος

Design of an Isolated Footing

---

Απαιτήσεις διάστασης

Για να προσδιορίσετε τις διαστάσεις μιας απομονωμένης βάσης, σέρβις ή ατέλειωτα φορτία, such as permanent action (σολ), imposed action (Ερ), wind action (Δ_εσύ), earthquake action (μι_εσύ), και μικρό_εσύ will be applied using Load Combinations, as defined by AS 3600-09. Ό, τι κι αν συνδυάζει φορτίο θα θεωρείται το φορτίο σχεδιασμού, και συγκρίνεται με την επιτρεπόμενη πίεση εδάφους όπως φαίνεται στην Εξίσωση 1.

\(\κείμενο{ε}_{\κείμενο{ένα}} = frac{\κείμενο{Π}_{\κείμενο{ν}}}{\κείμενο{ΕΝΑ}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 1

όπου:
ε_ένα = allowable soil pressure
Π_ν = service level design loads
A = foundation area

Από την εξίσωση 1, ε_ένα are interchanged with ΕΝΑ.

\(\κείμενο{ΕΝΑ} = frac{\κείμενο{Π}_{\κείμενο{ν}}}{\κείμενο{ε}_{\κείμενο{ένα}}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 1α

Σε αυτό το σημείο, Οι διαστάσεις του υποστρώματος μπορούν να υπολογιστούν εκ νέου από την απαιτούμενη διάσταση περιοχής, ΕΝΑ.

Μονόδρομη κουρά

ο Διαδικτυακός υπολογιστής ποδιών για επιθέματα από σκυρόδεμα οριακή κατάσταση, γνωστός και ως κάμψη, is located at a distance “ρε” από το πρόσωπο μιας στήλης, at the Critical Shear Plane (Ανατρέξτε στην Εικόνα 1), and is based on AS3600 Clause 8.2.7.1

Φιγούρα 1. Critical Shear Plane of One-way shear

ο Μονόδρομος Κουρεύω Ζήτηση ή Β_εσύ υπολογίζεται με την προϋπόθεση ότι το πέλμα έχει προεξοχή μακριά από τη στήλη όπου βρίσκεται η περιοχή (το κόκκινο) hatched, υποδεικνύεται στο σχήμα 2.

ο Μονόδρομος Κουρεύω Capacity ή ϕVu_ντο ορίζεται ως η τελική ισχύς διάτμησης και υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση 2 ανά AS3600-09 Cl 8.2.7.1.

\( \phi \text{Β}_{διευκρινίζει ότι οι πασσάλοι απαιτείται να έχουν ανοχή εκτός θέσης 75 mm για την οριζόντια τοποθέτηση των πασσάλων} = \phi \beta_{1} \times \beta_{2} \times \beta_{3} \times b_{β} \times d_{ο} \φορές f_{cv} \φορές A_{αγ}^{\frac{2}{3}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 2 (AS3600 Eq. 8.2.7.1)

όπου:
ϕ = shear design factor
β₁= 1.1(1.6 – ρε_ο/1000) ή σχισμές προεξέχουν πάνω από το ύψος των χαρακτηριστικών του ανάνερου εδάφους σε απόσταση 2 mi 1.1 ή 1.1(1.6(1-ρε_ο/1000) ή σχισμές προεξέχουν πάνω από το ύψος των χαρακτηριστικών του ανάνερου εδάφους σε απόσταση 2 mi 0.8
β₂ = 1, for members subject to pure bending; ή
=1-(Ν^*/3.5ΕΝΑ_σολ) ή σχισμές προεξέχουν πάνω από το ύψος των χαρακτηριστικών του ανάνερου εδάφους σε απόσταση 2 mi 0 for member subject to axial tension; ή
=1-(Ν^*/14ΕΝΑ_σολ) for members subject to axial compression
β₃ = 1, or may be taken as –
2ρε_ο/ένα_β αλλά όχι μεγαλύτερο από 2
ένα_β = distance for the section at which shear is being considered to the face of the nearest support
φά_cv = f’c^1/3 ≤ 4 MPa
ΕΝΑ_αγ = cross-sectional area of longitudinal reinforcement

Shear Demand and Shear Capacity must meet the following equation to meet the design requirements of AS 3600-09:

\(\κείμενο{Β}_{\κείμενο{εσύ}} \leq phi κείμενο{Β}_{\κείμενο{διευκρινίζει ότι οι πασσάλοι απαιτείται να έχουν ανοχή εκτός θέσης 75 mm για την οριζόντια τοποθέτηση των πασσάλων}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 3 (ανά AS3600 Cl. 8.2.5)

Ίδρυμα SkyCiv, σύμφωνα με την εξίσωση 3, υπολογίζει τη μονόδρομη αναλογία διατμητικής ενότητας (Εξίσωση 4) λαμβάνοντας το Shear Demand πάνω από το Shear Capacity.

\( \κείμενο{Unity Ratio} = frac{\κείμενο{Διατμητική ζήτηση}}{\κείμενο{Ικανότητα διάτμησης}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 4

Αμφίδρομη κουρά

ο Αμφίδρομη κουρά οριακή κατάσταση, γνωστός και ως διάτμηση διάτμησης, extends it critical section to a distance “d/2” from the face of the column and around the perimeter of the column. Το κρίσιμο επίπεδο διάτμησης βρίσκεται σε αυτό το τμήμα της βάσης (Ανατρέξτε στην Εικόνα 2) based AS3600 Clause 9.2.3(ένα).

Φιγούρα 2. Critical Shear Plane of Two-way shear

ο Δύο τρόποιάκου Ζήτηση ή Β_εσύ εμφανίζεται στο κρίσιμο επίπεδο διάτμησης, located a distance of “d/2” όπου το (το κόκκινο) εκκολαφθείσα περιοχή, υποδεικνύεται στο σχήμα 2.

ο Αμφίδρομη Ικανότητα διάτμησης ή ϕV_{Η δομική αντοχή σχεδιασμού ενός πασσάλου σκυροδέματος είναι ισοδύναμη με την τελική αντοχή σχεδιασμού} ορίζεται ως η τελική ισχύς διάτμησης και υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση 5 based AS3600 Clause 9.2.3

\( \phi V_{Η δομική αντοχή σχεδιασμού ενός πασσάλου σκυροδέματος είναι ισοδύναμη με την τελική αντοχή σχεδιασμού} = \phi \times u \times d_{αν} \αριστερά( φά_{cv} + 0.3 \σίγμα{cp} \σωστά) \δεξί βέλος \) Εξίσωση 5 (AS3600 Cl. 9.2.3(1))

όπου:
φά_cv = 0.17(1 + 2/β_η) √f’_ντο ≤ 0.34√f’_ντο
σ_cp = value of corner, edge and internal columns
ρε_αν = mean value of do, averaged around the critical shear perimeter
β_η = ratio of length of column at Z-axis over X-axis
u = length of the critical shear perimeter

Shear Demand and Shear Capacity must meet the following equation to meet the design requirements of AS 3600-09:

\(\κείμενο{Β}_{\κείμενο{εσύ}} \leq phi κείμενο{Β}_{\κείμενο{Η δομική αντοχή σχεδιασμού ενός πασσάλου σκυροδέματος είναι ισοδύναμη με την τελική αντοχή σχεδιασμού}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 6 (ανά AS3600 Cl. 8.2.5)

Ίδρυμα SkyCiv, σύμφωνα με την εξίσωση 6, υπολογίζει την αμφίδρομη αναλογία διατμητικής ενότητας (Εξίσωση 7) λαμβάνοντας το Shear Demand πάνω από το Shear Capacity.

\( \κείμενο{Unity Ratio} = frac{\κείμενο{Διατμητική ζήτηση}}{\κείμενο{Ικανότητα διάτμησης}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 7

Κάμψη

Οι λεπτομερείς αναφορές αντικατοπτρίζουν συνδυασμούς φορτίου, Οι λεπτομερείς αναφορές αντικατοπτρίζουν συνδυασμούς φορτίου. Οι ροπές κάμψης υπολογίζονται σε κάθε κατεύθυνση σε τμήματα 0.7ένα_γουλιά Οι ροπές κάμψης υπολογίζονται σε κάθε κατεύθυνση σε τμήματα, όπου ένα_γουλιά Οι ροπές κάμψης υπολογίζονται σε κάθε κατεύθυνση σε τμήματα.

 

Φιγούρα 3. Critical Flexure Section

ο Κάμψη limit state occurs at the Critical Flexure Section, located 0.7ένα_γουλιά from the centre of the footing (Ανατρέξτε στην Εικόνα 3).

ο Καμπλαστική ζήτηση ή Μ_εσύ is located at the Critical Flexure Section indicated in Figure 3, και υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση 8.

\( \κείμενο{Μ}^{*}= q_{εσύ} \times D_{φά} \φορές αριστερά( \frac{ \frac{αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{φά} – αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό ενός τοίχου αντιστήριξης, καθώς η μη αντιστοίχιση των σωστών αναλογικών διαστάσεων από την αρχή σε κάθε στοιχείο μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη πολλών επαναλήψεων για να συμμορφωθεί ο τοίχος αντιστήριξης με τις απαιτήσεις ευστάθειας ή υπερμεγέθη σύστημα που πληροί όλες τις απαιτήσεις, αλλά χρησιμοποιεί πολύ περισσότερο υλικό από το θεωρητικό ελάχιστο{ντο}}{2} }{2} \σωστά)^{2} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 8

βιβλιογραφικές αναφορές

1. Council of Standards Australia. (2009) Australian Standard AS3600-2009.
2. SJ Foster, AE Kilpatrick & RF Warner. (2011) Reinforced Concrete Basics 2nd Edition.
3. Τέιλορ, Ανδρέας, et αϊ. Εγχειρίδιο ενισχυμένου σκυροδέματος: ένας σύντροφος στο ACI-318-14. Αμερικανικό Ινστιτούτο Σκυροδέματος, 2015.
4. YC Loo & SH Chowdhury. (2013) Ενισχυμένος & Προεντεταμένο σκυρόδεμα.