Ένας οδηγός για τους υπολογισμούς που απαιτούνται για το σχεδιασμό μιας απομονωμένης βάσης (ΣΕ 1992 & ΣΕ 1997)

Το θεμέλιο είναι ένα βασικό οικοδομικό σύστημα που μεταφέρει δυνάμεις υποστυλωμάτων και τοίχων στο έδαφος στήριξης. Ανάλογα με τις ιδιότητες του εδάφους και τα κτιριακά φορτία, ο μηχανικός μπορεί να επιλέξει να στηρίξει την κατασκευή σε ένα ρηχό ή βαθύ σύστημα θεμελίωσης³.

Το Ίδρυμα SkyCiv περιλαμβάνει το σχεδιασμό απομονωμένης βάσης σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 2¹ και τον Ευρωκώδικα 7².

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

Οι υπολογισμοί που παρουσιάζονται στο SkyCiv χρησιμοποιούν τη συνταγογραφική μέθοδο που βασίζεται στο EN 1997, όπου χρησιμοποιείται μια υποτιθέμενη ασφαλής πίεση ρουλεμάν για το μέγεθος της βάσης με βάση την οριακή κατάσταση λειτουργικότητας που ακολουθείται από τη λεπτομερή δομική σχεδίαση με βάση την τελική οριακή κατάσταση.

Απαιτήσεις διάστασης

Για τον προσδιορισμό των διαστάσεων μιας απομονωμένης βάσης, χαρακτηριστικές ενέργειες, όπως Μόνιμοι/Νεκροί (Ερ), Μεταβλητή/Ζωντανή (Ql), Ανεμος (Qw), Σεισμικός (Qe), κ.λπ. θα εφαρμοστεί για την κατάσταση ορίου λειτουργικότητας. Η διάταξη/συνδυασμός κρίσιμης φόρτισης θα θεωρείται το φορτίο σχεδιασμού, και συγκρίνεται με την επιτρεπόμενη πίεση εδάφους όπως φαίνεται στην Εξίσωση 1. Αυτό το παράδειγμα περιορίζεται μόνο στην ομοιόμορφη πίεση του εδάφους.

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

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

Από την εξίσωση 1, ε_ένα ανταλλάσσονται με ΕΝΑ.

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

Σε αυτό το σημείο, οι διαστάσεις της βάσης μπορούν να υπολογιστούν εκ νέου από την απαιτούμενη διάσταση επιφάνειας, ΕΝΑ.

Κάμψη

Φιγούρα 1. 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 1).

ο Καμπλαστική ζήτηση, ή Μ_ED βρίσκεται στο τμήμα κρίσιμης κάμψης (μπλε καταπακτή) υποδεικνύεται στο σχήμα 1, και υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση 2.

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

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 Κάμψη ικανότητας, ή Μχωρητικότητα υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση 3.

\(\κείμενο{Μ}_{χωρητικότητα} = frac{1}{\η δύναμη ολίσθησης είναι το άθροισμα της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την ενεργό πίεση του εδάφους στην ενεργή πλευρά του εδάφους και της προκύπτουσας οριζόντιας δύναμης από την παρουσία της πρόσθετης επιβάρυνσης{μικρό,pt}} \φορές f_{yk} \φορές A_{μικρό} \φορές αριστερά( ρε – \frac{μικρό}{2} \σωστά) \δεξί βέλος \) Εξίσωση 3

όπου:
γ_{μικρό,pt} = μερικός συντελεστής για τον οπλισμό χάλυβα
μεγάλο_Χ = διάσταση βάσης παράλληλη προς τον άξονα x, χιλ
μεγάλο_με = διάσταση βάσης παράλληλη προς τον άξονα z, χιλ
d = απόσταση από ακραίες ίνες συμπίεσης έως κεντροειδές οπλισμό διαμήκους τάσης, χιλ
ΕΝΑ_μικρό = περιοχή ενίσχυσης, χιλ²
s = βάθος ισοδύναμου ορθογώνιου μπλοκ τάσης, χιλ
φυκ = αντοχή οπλισμού, MPa

Μονόδρομη κουρά

ο Διαδικτυακός υπολογιστής ποδιών για επιθέματα από σκυρόδεμα οριακή κατάσταση, γνωστός και ως διάτμηση δοκού, βρίσκεται σε απόσταση “ρε” από το πρόσωπο μιας στήλης, στο κρίσιμο επίπεδο διάτμησης (Ανατρέξτε στην Εικόνα 2),

Φιγούρα 2. Κρίσιμο επίπεδο διάτμησης μονόδρομης διάτμησης

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

ο Χωρητικότητα διάτμησης μονής κατεύθυνσης ή Β_Rd,ντο ορίζεται ως η διατμητική αντίσταση στην τελική οριακή κατάσταση (όταν δεν απαιτείται διατμητικός οπλισμός) και υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση 6 ανά ΣΕ 1992, Ενότητα 6.2.2.

\(\κείμενο{Β}_{\κείμενο{Rd,ντο}} = (\κείμενο{ντο}_{\κείμενο{Rd,ντο}} \φορές k φορές (100 \φορές rho_{1} \φορές κείμενο{φά}_{\κείμενο{ck}})^{\frac{1}{3}}) \φορές κείμενο{σι}_{\κείμενο{β}} \φορές κείμενο{ρε} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 6 (ΣΕ 1992 Εξ. 6.2.ένα)

Κατανοείτε ότι η πρόσβαση ενδέχεται να αποκλειστεί προσωρινά ή μόνιμα λόγω ακατάλληλης χρήσης

\(\κείμενο{Β}_{\κείμενο{Rd,ντο}} = (0.035 \φορές k^{\frac{3}{2}} \φορές κείμενο{φά}_{\κείμενο{ck}}^{\frac{1}{2}}) \φορές κείμενο{σι}_{\κείμενο{β}} \φορές κείμενο{ρε} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 9 (ΣΕ 1992 Εξ. 6.2.σι)

όπου:
ντο_Rd,ντο = συνιστώμενη τιμή 0,18/γ_ντο
k = συντελεστής του 1 + √(200/ρε) ≤ 2.0
ρ₁ = Α_sl / σι_βδ ≤ 0.02
φά_ck = καθορισμένη αντοχή σκυροδέματος, MPa
σι_β = πλάτος της βάσης, χιλ
d = απόσταση από ακραίες ίνες συμπίεσης έως κεντροειδές οπλισμό διαμήκους τάσης, χιλ

Η ζήτηση διάτμησης και η χωρητικότητα διάτμησης πρέπει να επαληθεύονται για να ανταποκρίνονται στην Τελική οριακή κατάσταση του EN 1990:

\(\κείμενο{μι}_{\κείμενο{ρε}} \leq κείμενο{Ρ}_{\κείμενο{ρε}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 4 (ΣΕ 1990 6.4.1)

Ίδρυμα SkyCiv, σύμφωνα με την εξίσωση 4, υπολογίζει τη μονόδρομη αναλογία διατμητικής ενότητας (Εξίσωση 7) λαμβάνοντας το Shear Demand πάνω από το Shear Capacity.

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

Αμφίδρομη κουρά

ο Αμφίδρομη κουρά οριακή κατάσταση, γνωστός και ως διάτμηση διάτμησης, επεκτείνει το κρίσιμο τμήμα του σε απόσταση “2ρε” από την όψη της στήλης και περιμετρικά της στήλης. Το κρίσιμο επίπεδο διάτμησης βρίσκεται σε αυτό το τμήμα της βάσης (Ανατρέξτε στην Εικόνα 3).

Φιγούρα 3. Κρίσιμο επίπεδο διάτμησης αμφίδρομης διάτμησης

ο Δύο τρόποιάκου Ζήτηση ή Β_ED εμφανίζεται στο κρίσιμο επίπεδο διάτμησης, υποδεικνύεται στο σχήμα 3, σύμφωνα με το ΣΕ 1992, Ενότητα 6.4.2.

ο Ικανότητα διάτμησης ή Β_Rd,ντο, παρόμοια με μονόδρομη διατμητική ικανότητα (όταν δεν απαιτείται διατμητικός οπλισμός), υπολογίζεται με βάση το ΕΝ 1992 Ενότητα 6.2.2 (Ανατρέξτε στην Εξ. 8).

\(\κείμενο{Β}_{\κείμενο{Rd,ντο}} = (\κείμενο{ντο}_{\κείμενο{Rd,ντο}} \φορές k φορές (100 \φορές rho_{1} \φορές κείμενο{φά}_{\κείμενο{ck}})^{\frac{1}{3}}) \φορές κείμενο{εσύ}_{\κείμενο{1}} \φορές κείμενο{ρε} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 8 (ΣΕ 1992 Εξ. 6.2.ένα)

Κατανοείτε ότι η πρόσβαση ενδέχεται να αποκλειστεί προσωρινά ή μόνιμα λόγω ακατάλληλης χρήσης

\(\κείμενο{Β}_{\κείμενο{Rd,ντο}} = (0.035 \φορές k^{\frac{3}{2}} \φορές κείμενο{φά}_{\κείμενο{ck}}^{\frac{1}{2}}) \φορές κείμενο{εσύ}_{\κείμενο{1}} \φορές κείμενο{ρε} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 9 (ΣΕ 1992 Εξ. 6.2.σι)

 

όπου:
εσύ₁ = βασική περίμετρος ελέγχου, χιλ
Άλλες μεταβλητές ορίζονται με παρόμοιο τρόπο στη Μονοδρομική Διατμητική Ικανότητα.

Γενικά, Η ζήτηση διάτμησης και η διατμητική ικανότητα πρέπει να πληρούν την ακόλουθη εξίσωση για να καλυφθεί η τελική οριακή κατάσταση του EN 1990:

\(\κείμενο{μι}_{\κείμενο{ρε}} \leq κείμενο{Ρ}_{\κείμενο{ρε}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 4 (ΣΕ 1990 6.4.1)

Ίδρυμα SkyCiv, σε συμμόρφωση με την Εξίσωση 4, υπολογίζει την αμφίδρομη αναλογία διατμητικής ενότητας (Εξίσωση 10) λαμβάνοντας το Shear Demand πάνω από το Shear Capacity.

\( \κείμενο{Αναλογία ενότητας} = frac{\κείμενο{Διατμητική ζήτηση}}{\κείμενο{Ικανότητα διάτμησης}} \δεξί βέλος \) Εξίσωση 10

 

NEW SkyCiv Foundation with FEA

As of March 2024, the Foundation Design Module has integrated the Finite Element Analysis (ΑΣΧΗΜΟΣ) solver into its capabilities. This new feature allows users to conduct in-depth soil pressure and wood armer analyses while still performing all structural checks specified by EN 1992 και 1997, including all verifications mentioned above. Summary of the FEA Results is included in the comprehensive report.

 

Δωρεάν αριθμομηχανή σκυροδέματος

Δοκιμάστε το SkyCiv Free Concrete Footing Calculator για να σχεδιάσετε θεμέλια για βάσεις, συνδυασμένες θέσεις, Διαδικτυακός υπολογιστής ποδιών για επιθέματα από σκυρόδεμα, Διαδικτυακός υπολογιστής ποδιών για επιθέματα από σκυρόδεμα, κι αλλα.

Υπολογιστής σχεδίασης ιδρύματος