Οδηγός υπολογισμού στο σχεδιασμό μιας απομονωμένης βάσης με βάση το CSA A23.3-14

Το Ίδρυμα SkyCiv καλύπτει τη σχεδίαση απομονωμένης βάσης σύμφωνα με το CSA A23.3-14¹ και το NBCC 2010².

Θέλετε να δοκιμάσετε το λογισμικό Foundation Design του SkyCiv? Το εργαλείο μας επιτρέπει στους χρήστες να εκτελούν υπολογισμούς Foundation Design χωρίς λήψη ή εγκατάσταση!

Υπολογιστής σχεδίασης ιδρύματος

Παράμετροι σχεδίασης ενός απομονωμένου ποδιού

Ορισμένοι υπολογισμοί που παρουσιάζονται είναι παρόμοιοι με τον ACI 318, που είναι και μια από τις αναφορές του αντίστοιχου CSA.

Απαιτήσεις διάστασης

Για τον προσδιορισμό των διαστάσεων μιας απομονωμένης βάσης, σέρβις ή ατέλειωτα φορτία, όπως νεκρός (ρε), Ζω (μεγάλο), Ανεμος (Δ), Σεισμικός (μι), κ.λπ. θα εφαρμοστούν χρησιμοποιώντας συνδυασμούς φορτίων, όπως ορίζεται από το NBCC 2010. Ό, τι κι αν συνδυάζει φορτίο θα θεωρείται το φορτίο σχεδιασμού, και θα διαιρεθεί στην επιτρεπόμενη πίεση του εδάφους όπως φαίνεται στην Εξίσωση 1.

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

όπου:
ε_όλα = επιτρεπόμενη πίεση εδάφους
Π_ν = μη παραγοντωτό φορτίο σχεδιασμού
A = Περιοχή ιδρύματος

Μονόδρομη κουρά

Για έλεγχο Διαδικτυακός υπολογιστής ποδιών για επιθέματα από σκυρόδεμα, το κρίσιμο επίπεδο διάτμησης (Ανατρέξτε στην Εικόνα 1) βρίσκεται σε απόσταση “ρε” από το πρόσωπο μιας στήλης.

Φιγούρα 1. Κρίσιμο επίπεδο διάτμησης μονόδρομης διάτμησης

ο Μονόδρομος Κουρεύω Ζήτηση ή Β_φά υπολογίζεται με την προϋπόθεση ότι το πέλμα έχει προεξοχή μακριά από τη στήλη όπου βρίσκεται η περιοχή (το κόκκινο) υποδεικνύεται στο σχήμα 2, σύμφωνα με το CSA A23.3-14, Ενότητα 13.3.6.

ο Χωρητικότητα διάτμησης μονής κατεύθυνσης ή Β_ντο ορίζεται ως η τελική ισχύς διάτμησης και υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση 2 ανά CSA A23.3-14, Ενότητα 11.3.4.

\(\κείμενο{Β}_{\κείμενο{ντο}} = phi _{\κείμενο{ντο}} \φορές lambda φορές sqrt{\κείμενο{φά'}_{\κείμενο{ντο}}} \φορές κείμενο{σι}_{\κείμενο{β}} \φορές κείμενο{ρε} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 2 (CSA A23.3-14 Eq. 11-6)

όπου:
ϕ_ντο = συντελεστής αντίστασης για σκυρόδεμα
λ = συντελεστής τροποποίησης για την πυκνότητα του σκυροδέματος
φά’_ντο = καθορισμένη αντοχή σκυροδέματος, MPa
σι_β = πλάτος της βάσης, χιλ
d = πραγματικό βάθος διάτμησης, χιλ

Η ζήτηση διάτμησης και η διατμητική ικανότητα πρέπει να πληρούν την ακόλουθη εξίσωση για να ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις σχεδιασμού του CSA A23.3-14:

\(\κείμενο{Β}_{\κείμενο{φά}} \leq phi κείμενο{Β}_{\κείμενο{ντο}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 3 (CSA A23.3-14 Εξ. 11.3)

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

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

Αμφίδρομη κουρά

ο Αμφίδρομη κουρά οριακή κατάσταση, γνωστός και ως διάτμηση διάτμησης, επεκτείνει το κρίσιμο τμήμα του σε απόσταση “δ/2” από την όψη της στήλης και περιμετρικά της στήλης. Το κρίσιμο επίπεδο διάτμησης βρίσκεται σε αυτό το τμήμα της βάσης (Ανατρέξτε στην Εικόνα 2).

Φιγούρα 2. Κρίσιμο επίπεδο διάτμησης αμφίδρομης διάτμησης

ο Δύο τρόποιάκου Ζήτηση ή Β_φά εμφανίζεται στο κρίσιμο επίπεδο διάτμησης, βρίσκεται σε απόσταση από “δ/2” όπου το (το κόκκινο) εκκολαφθείσα περιοχή, υποδεικνύεται στο σχήμα 2, σύμφωνα με το CSA A23.3-14, Ενότητα 13.3.3.

ο Ικανότητα διάτμησης ή Β_ντο διέπεται από την ελάχιστη τιμή που υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την Εξίσωση 5, 6, και 7 ανά CSA A23.3-14, Ενότητα 13.3.4.1

\(\κείμενο{Β}_{\κείμενο{ντο}} = αριστερά ( 1 + \frac{2}{\βήτα_{\κείμενο{ντο}}} \σωστά ) \φορές 0.19 \times \lambda \times \phi _{\κείμενο{ντο}} \φορές sqrt{φά'_{ντο}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 5 (CSA A23.3-14 Εξ. 13.5)

\(\κείμενο{Β}_{\κείμενο{ντο}} = αριστερά ( \frac{\άλφα_{\κείμενο{μικρό}} \φορές κείμενο{ρε}}{\κείμενο{σι}_{\κείμενο{ο}}} + 0.19 \σωστά ) \times \lambda \times \phi _{\κείμενο{ντο}} \φορές sqrt{φά'_{ντο}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 6 (CSA A23.3-14 Εξ. 13.6)

\(\κείμενο{Β}_{\κείμενο{ντο}} = 0.38 \times \lambda \times \phi _{\κείμενο{ντο}} \φορές sqrt{φά'_{ντο}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 7 (CSA A23.3-14 Εξ. 13.7)

Σημείωση: β_ντο είναι η αναλογία της μακριάς πλευράς προς τη μικρή πλευρά της στήλης, συμπυκνωμένο φορτίο, ή περιοχή αντίδρασης και α_μικρό δίνεται από 13.3.4.1

όπου:
λ = συντελεστής τροποποίησης για την πυκνότητα του σκυροδέματος
φά’_ντο = καθορισμένη αντοχή σε θλίψη σκυροδέματος, MPa
d = απόσταση από ακραίες ίνες συμπίεσης έως κεντροειδές οπλισμό διαμήκους τάσης, χιλ

Η ζήτηση διάτμησης και η διατμητική ικανότητα πρέπει να πληρούν την ακόλουθη εξίσωση για να πληρούν τις απαιτήσεις σχεδιασμού του CSA A23.3-14:

\(\κείμενο{Β}_{\κείμενο{φά}} \leq phi κείμενο{Β}_{\κείμενο{ντο}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 8 (CSA A23.3-14 Εξ. 11.3)

Ίδρυμα SkyCiv, σύμφωνα με την εξίσωση 8, υπολογίζει την αμφίδρομη αναλογία διατμητικής ενότητας (Εξίσωση 9) λαμβάνοντας το Shear Demand πάνω από το Shear Capacity.

\( \κείμενο{Αναλογία ενότητας} = frac{\κείμενο{Διατμητική ζήτηση}}{\κείμενο{Ικανότητα διάτμησης}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 9

Κάμψη

Φιγούρα 3. Τμήμα Κρίσιμης Κάμψης

ο Κάμψη οριακή κατάσταση εμφανίζεται στο το τμήμα κρίσιμης κάμψης, βρίσκεται στην πρόσοψη της στήλης στην κορυφή του υποστρώματος (Ανατρέξτε στην Εικόνα 3).

ο Απαίτηση στιγμής, ή Μ_φά βρίσκεται στο τμήμα κρίσιμης κάμψης (μπλε καταπακτή) υποδεικνύεται στο σχήμα 3, και υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση 10.

\( \κείμενο{Μ}_{εσύ} = κείμενο{ε}_{εσύ} \φορές αριστερά ( \frac{μεγάλο_{Χ}}{2} – \frac{ντο_{Χ}}{2} \σωστά ) \φορές l_{με} \φορές αριστερά ( \frac{\frac{μεγάλο_{Χ}}{2} – \frac{ντο_{Χ}}{2} }{2} \σωστά ) \δεξί βέλος \) Εξίσωση 10

όπου:
ε_εσύ = συντελεστής πίεσης του εδάφους, kPa
μεγάλο_Χ = διάσταση βάσης κατά μήκος του άξονα x, χιλ
μεγάλο_με = διάσταση βάσης κατά μήκος του άξονα z, χιλ
ντο_Χ = διάσταση στήλης κατά μήκος του άξονα x, χιλ

ο Στιγμιαία Αντίσταση, ή Μρ υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση 11.

\( \κείμενο{Μ}_{ρ} = phi_{\κείμενο{μικρό}} \φορές A_{μικρό} \φορές f_{και} \φορές αριστερά( ρε – \frac{ένα}{2} \σωστά) \δεξί βέλος \) Εξίσωση 11

όπου:
ϕ_μικρό = συντελεστής αντίστασης για μη προεντεταμένες ράβδους οπλισμού
d = απόσταση από ακραίες ίνες συμπίεσης έως κεντροειδές οπλισμό διαμήκους τάσης, χιλ
ΕΝΑ_μικρό = περιοχή ενίσχυσης, χιλ²
a = βάθος ισοδύναμου ορθογώνιου μπλοκ τάσης, χιλ
fy = αντοχή οπλισμού, MPa

ΝΕΟ Ίδρυμα SkyCiv με την FEA

Από τον Μάρτιο 2024, η ενότητα σχεδίασης θεμελίωσης έχει ενσωματώσει την ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (ΑΣΧΗΜΟΣ) λύτης στις δυνατότητές του. Αυτή η νέα δυνατότητα επιτρέπει στους χρήστες να διεξάγουν σε βάθος αναλύσεις πίεσης εδάφους και ξύλινων οπλισμών ενώ παράλληλα εκτελούν όλους τους δομικούς ελέγχους που καθορίζονται από το CSA A23.3-14, συμπεριλαμβανομένων όλων των επαληθεύσεων που αναφέρονται παραπάνω. Η περίληψη των αποτελεσμάτων της FEA περιλαμβάνεται στη συνολική έκθεση.