Calculation guide in designing an isolated footing based on CSA A23.3-14

SkyCiv Foundation covers the design of isolated footing conforming to CSA A23.3-14¹ and NBCC 2010².

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

Υπολογιστής σχεδίασης ιδρύματος

Design Parameters of an Isolated Footing

Some calculations presented are similar with ACI 318, which is also one of the references of its CSA counterpart.

Απαιτήσεις διάστασης

To determine the dimensions of an isolated footing, σέρβις ή ατέλειωτα φορτία, όπως νεκρός (ρε), Ζω (μεγάλο), Ανεμος (Δ), Σεισμικός (μι), κ.λπ. θα εφαρμοστούν χρησιμοποιώντας συνδυασμούς φορτίων, as defined by NBCC 2010. Ό, τι κι αν συνδυάζει φορτίο θα θεωρείται το φορτίο σχεδιασμού, and will be divided to the allowable soil pressure as shown in Equation 1.

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

όπου:
ε_όλα = allowable soil pressure
Π_ν = unfactored design load
A = Περιοχή ιδρύματος

Μονόδρομη κουρά

To check for Διαδικτυακός υπολογιστής ποδιών για επιθέματα από σκυρόδεμα, the Critical Shear Plane (Ανατρέξτε στην Εικόνα 1) is located at a distance “ρε” από το πρόσωπο μιας στήλης.

Φιγούρα 1. Critical Plane Shear of One-way shear

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 = resistance factor for concrete
λ = modification factor for concrete density
φά’_ντο = καθορισμένη αντοχή σκυροδέματος, MPa
σι_β = width of the footing, χιλ
d = effective shear depth, χιλ

Shear Demand and Shear Capacity must meet the following equation to meet the design requirements of 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.

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

Φιγούρα 2. Critical Shear Plane of Two-way shear

ο Δύο τρόποιάκου Ζήτηση ή Β_φά εμφανίζεται στο κρίσιμο επίπεδο διάτμησης, located a distance of “d/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 is governed by the least value calculated using Equation 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 is the ratio of long side to short side of the column, συμπυκνωμένο φορτίο, ή περιοχή αντίδρασης και α_μικρό is given by 13.3.4.1

όπου:
λ = modification factor for concrete density
φά’_ντο = specified compressive concrete strength, MPa
d = απόσταση από ακραίες ίνες συμπίεσης έως κεντροειδές οπλισμό διαμήκους τάσης, χιλ

Shear Demand and Shear Capacity must meet the following equation to meet the design requirements of 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.

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

Κάμψη

Φιγούρα 3. Critical Flexure Section

ο Κάμψη limit state occurs at το τμήμα κρίσιμης κάμψης, βρίσκεται στην πρόσοψη της στήλης στην κορυφή του υποστρώματος (Ανατρέξτε στην Εικόνα 3).

ο Moment Demand, 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 = footing dimension along the x-axis, χιλ
μεγάλο_με = footing dimension along the z-axis, χιλ
ντο_Χ = column dimension along the x-axis, χιλ

ο Moment Resistance, 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 = resistance factor for non-prestressed reinforcing bars
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 = reinforcement strength, MPa