A strip footing is a continuous, elongated concrete foundation that supports linear structural loads, typically beneath load-bearing walls. It transfers the load from the wall to a soil layer located relatively close to the ground surface. This footing type spreads concentrated loads from the superstructure over a wider area of soil, reducing pressure and mitigating settlement risks. The soil layer must have adequate bearing capacity and sufficient depth to prevent frost heave and other environmental issues.

Strip footings are best suited for structures with walls, such as residential buildings, schools, and light commercial facilities. They are ideal when the soil has adequate bearing capacity at shallow depths, and the imposed loads are moderate and uniformly distributed. Common applications include supporting masonry or concrete walls, continuous columns, and situations where isolated pad footings are impractical due to wall geometry or load distribution.

Τυπικά, two types of strip footings are used:

• Plain Concrete Strip Footings - which are ideal for lighter structures and low-rise buildings with stable bearing soils.
• Reinforced Concrete Strip Footings - which are used for heavier loads or when increased durability is required due to environmental conditions. These are suitable for heavier structures where the soil bearing capacity is relatively low.

Flexural reinforcement is typically placed at the bottom of the footing, perpendicular to the face of the wall. In the transverse direction, shrinkage and temperature reinforcement should be provided parallel to the length of the wall.

Strip footings usually support linear loads beneath load-bearing walls. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, a line of closely spaced columns may also be supported by a strip footing.

Strip footing failure modes can genrally be classified into three categories: soil bearing failures, αστοχίες σταθερότητας, και δομικές αστοχίες. These are illustrated in the following figure.

Φιγούρα 1: Strip Footing Failure Modes

The design of strip footings involves several steps due to the various parameters and variables that affect the final dimensions and characteristics.

Βήμα 1: Geotechnical Investigation and Considerations

The design of foundations generally requires determining the behavior and stress-related deformability of the soil under the foundation. Για να επιτευχθεί αυτό, θα πρέπει να προσδιοριστούν οι γεωτεχνικές ιδιότητες του εδάφους. These properties include the grain-size distribution, soil classification, πλαστικότητα, συμπιεστό, και αντοχή σε διάτμηση. The investigation aims to determine the suitability of different foundation types and the soil's bearing capacity. This process normally includes performing the ultimate bearing capacity calculation and a settlement analysis. These steps determine the allowable bearing pressure (ε_ένα) to avoid soil bearing failures. If a strip foundation is suitable, the engineer can then proceed to the next step.

Βήμα 2: Έλεγχοι σταθερότητας

Ensure the foundation system is safe against overturning, ολίσθηση, and avoid excessive uplift due to eccentricities.

Βήμα 3: Define the Base Area

Στις Η.Π.Α, Αυτό προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας την επιτρεπόμενη τάση και τους συνδυασμούς του φορτίου εξυπηρέτησης. Οι υποτιθέμενες φέρουσες τιμές (Πίνακας IBC 1806.2) μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί εάν επιτρέπεται. Η επιτρεπόμενη τάση περιλαμβάνεται κανονικά στη γεωτεχνική έκθεση, λαμβάνοντας υπόψη τη φέρουσα ικανότητα και τις πιθανές διευθετήσεις. In a strip footing, την τάση του εδάφους για βάση με αξονικό φορτίο (Π) και στιγμή (Μ) can be calculated as shown in Figure 2.

Φιγούρα 2: Soil Stress Calcualtions in Strip Footing

Βήμα 4: Define Base Thickness and Calculate Bending Reinforcement

Αυτό γίνεται συνήθως με μια διαδικασία δοκιμής και σφάλματος για να αποφευχθεί οποιαδήποτε δομική αστοχία. Σε αυτήν την περίπτωση, υιοθετείται ένα πάχος βάσης, και στη συνέχεια ελέγχεται για την αντοχή σε κάμψη και διάτμηση. Σε αυτό το βήμα, η βάση πρέπει να είναι σχεδιασμένη για ροπές κάμψης, Διαδικτυακός υπολογιστής ποδιών για επιθέματα από σκυρόδεμα (two-way shear is not applicable for strip footings) caused by the soil pressure due to factored loads. Ένα ελάχιστο βάθος 6 θα πρέπει να ληφθούν υπόψη (ACI 318-19 c13.3.1.2) και ελάχιστο κάλυμμα σκυροδέματος ίσο με 3 για σκυρόδεμα χυτευμένο κατά και μόνιμα σε επαφή με το έδαφος (ACI 318-19 c20.5.1.3.2). It is also important to consider the minimum footing thickness based on the development of the bars that start from the footing to the wall for concrete walls.

Αν αναλυθεί το διάγραμμα ροπής κάμψης (βλέπε Εικόνα 2), it appears that the maximum moment in the strip footing occurs under the middle of the wall, but tests have shown that this is not correct because of the rigidity of the walls. Ο κωδικός ACI προτείνει (ACI 318-19, c13.2.7.1) computing it at the face of the wall for reinforced concrete walls or at a section halfway from the face of the wall to its center for masonry walls. Στους υπολογισμούς, Απαιτείται μόνο να ληφθεί υπόψη η ανοδική πίεση που προκαλείται από τα εξωτερικά φορτία που εφαρμόζονται στο πέλμα. Το βάρος του εδάφους και το βάρος του εδάφους θα πρέπει να παραμεληθεί. Για τον δομικό σχεδιασμό θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο οι καθαρές πιέσεις πάνω από τη βάση.

Φιγούρα 3: Shear and Moment Diagrams for a Wall Footing with Uniform Soil Pressures

Εάν η βάση του τοίχου είναι φορτωμένη μέχρι να αποτύχει σε διάτμηση, the failure will not occur on a vertical plane at the wall face but rather at an angle approximately 45° with the wall face, Επομένως η κρίσιμη τομή για διάτμηση υπολογίζεται σε απόσταση «d» από την όψη (ACI 318-19c13.2.7.2), όντας «δ» το ενεργό βάθος, βλέπε Εικόνα 3. Το πραγματικό βάθος υπολογίζεται ως:

όπου h είναι το πάχος της πλάκας βάσης, c είναι το εξώφυλλο, and d_σι is the bar diameter.

Μόλις η μέγιστη ροπή κάμψης (Μ_εσύ) στο κρίσιμο τμήμα έχει καθοριστεί, την απαιτούμενη περιοχή ενίσχυσης (ΕΝΑ_μικρό) καθορίζεται με τον ίδιο τρόπο όπως κάθε καμπτικό μέλος. Αν και η βάση δεν είναι δοκός, είναι επιθυμητό να είναι όλκιμο για κάμψη, και αυτό μπορεί να γίνει περιορίζοντας την καθαρή εφελκυστική τάση στον οπλισμό εφελκυσμού (ε_τ) to a value larger than ε_ty + 0.003 (ACI 318-19 c21.2.2, ε_ty is equal to f_και/μι_μικρό).

Με την προηγούμενη παραδοχή, η απαιτούμενη επιφάνεια οπλισμού μπορεί να υπολογιστεί με τις ακόλουθες εξισώσεις

b is the section width, φά_’c is the specified compressive strength of concrete, φά_και is the specified yield strength of the reinforcement, και Ε_μικρό is the modulus of elasticity of the steel reinforcement.

The shear strength is normally calculated only considering the contribution of the concrete. It is not advisable to use shear reinforcement due to increased costs. Επομένως, η διάτμηση που υπολογίζεται στην κρίσιμη διατμητική διατομή πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την αντοχή που αντέχει το σκυρόδεμα. Υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση που δίνεται στον Πίνακα 22.5.5.1(ντο) (ACI 318-19 c22.5.51)

Where ρ_β is the reinforcement ratio equal to A_μικρό/(β×δ), Το λ είναι ο παράγοντας τροποποίησης που αντικατοπτρίζει τις μειωμένες μηχανικές ιδιότητες του ελαφρού σκυροδέματος, και ϕ είναι ο συντελεστής μείωσης διάτμησης.

Μόλις επιβεβαιωθεί ότι το πάχος της βάσης αντέχει στην κάμψη και τη μονόδρομη διάτμηση, και ο οπλισμός που υιοθετήθηκε είναι μεγαλύτερος από αυτόν που απαιτείται, μπορούμε να συνεχίσουμε με το παρακάτω βήμα.

Βήμα 5: Calculate the Transfer Forces

Θα πρέπει να ελέγχονται οι κατακόρυφες και οριζόντιες δυνάμεις που μεταφέρονται στο πέλμα με τη στήριξη του σκυροδέματος ή με συνδυασμό οπλισμού έδρασης και διεπαφής. Αυτή η απαίτηση περιγράφεται λεπτομερώς στην Ενότητα 22.8 του ACI 318-19:

Όπου ο Α₁ είναι η περιοχή φόρτωσης, ΕΝΑ₂ είναι το εμβαδόν της κάτω βάσης του μεγαλύτερου κόλουρου τμήματος μιας πυραμίδας, κώνος. Οι πλευρές της πυραμίδας, κώνος, ή κωνική σφήνα πρέπει να είναι κεκλιμένη 1 κάθετη έως 2 οριζόντιος. Και το ϕ είναι ένας παράγοντας μείωσης.

Βήμα 5: Λεπτομερώς ελέγχους

Το τελευταίο βήμα είναι αφιερωμένο στις λεπτομέρειες του οπλισμού ως ελάχιστη και μέγιστη απόσταση, μήκος ανάπτυξης σε κρίσιμα τμήματα. Οι λεπτομέρειες δίνονται στο Κεφάλαιο 25 της ACI 318-19.

Wall footings are essentially a subset of strip footings and are often used interchangeably, as both describe a continuous, narrow footing that supports linear loads. Ωστόσο, strip footings have a broader definition and may also support a line of closely spaced columns, accepting point loads arranged in a row. In terms of reinforcement, both types are similar.

Strip footings are closely related to spread footings, as both are types of shallow foundations commonly used in small to medium structures due to their low cost. Strip footings are typically long and rectangular, while pad footings may be square, ορθογώνιος, ή κυκλική. Strip footings generally support linear loads, ενώ pad footings support concentrated loads. In design, all checks performed for strip footings should also be applied to spread or pad footings, with additional checks such as the Διαδικτυακός υπολογιστής ποδιών για επιθέματα από σκυρόδεμα (punching) έλεγχος.

Το εργαλείο στήριξης τοίχου λειτουργεί με μια φιλοσοφία δοκιμής και λάθους. Ο χρήστης μπορεί να τροποποιήσει τα δεδομένα εισαγωγής μέχρι να περάσουν όλοι οι έλεγχοι. Κανονικά όταν υπάρχουν αστοχίες, Η λύση περιλαμβάνει τη μεγέθυνση του πέλματος ή την αύξηση του οπλισμού. Πάντως, το εργαλείο ελέγχει επίσης τις ελάχιστες και μέγιστες συνθήκες που βοηθούν στην αποφυγή υπερβολικής ενίσχυσης. Προτείνεται η μεγέθυνση του ύψους για αστοχίες διάτμησης, μεγεθύνετε το πλάτος για αστοχίες σταθερότητας, και αυξήστε την περιοχή του οπλισμού για αστοχίες κάμψης όταν οι έλεγχοι ύψους και διάτμησης του πέλματος είναι εντάξει.

• Strip footings are economical and widely used for shallow foundations.
• Η σωστή γεωτεχνική έρευνα είναι απαραίτητη.
• Ο σχεδιασμός πρέπει να αφορά το έδαφος, επίλυση, δομική αντοχή, και σταθερότητα.
• Ακολουθήστε το ACI 318-19 για όλους τους ελέγχους και τις λεπτομέρειες.

• ACI 318-19: Απαιτήσεις κωδικού δόμησης για δομικό σκυρόδεμα
• Πίνακας IBC 1806.2: Τεκμαρτές Φέρουσες Τιμές
• CRSI, Οδηγός σχεδίασης για το ACI 318 Απαιτήσεις κωδικού δόμησης για δομικό σκυρόδεμα, CRSI (2020).
• Οπλισμένο σκυρόδεμα: Mechanics and Design 6η Έκδοση από τον James K. Ανθρώπινο όν, James G. MacGregor.

Ποια γωνία τριβής θεμελίωσης-εδάφους πρέπει να χρησιμοποιείται?

Αυτή η γωνία είναι συνήθως μεταξύ του μισού και των δύο τρίτων της γωνίας τριβής του εδάφους. ("Αρχές Μηχανικής του Ιδρύματος" από Braja M. ο)

Ποιοι συντελεστές μείωσης χρησιμοποιούνται στις επαληθεύσεις αντοχής?

Η αριθμομηχανή βάσης λωρίδας ACI χρησιμοποιεί φ = 0.75 για διάτμηση, φ = 0.90 για κάμψη (για οπλισμένο σκυρόδεμα υποθέτοντας μια κατάσταση ελεγχόμενης από τάση που περιλαμβάνει μια περιοχή οπλισμού που είναι μικρότερη από το μέγιστο όριο για αυτήν την κατάσταση), φ = 0.60 για κάμψη απλού σκυροδέματος, και φ = 0.65 για ρουλεμάν.

Ποια τιμή χρησιμοποιείται για το μοναδιαίο βάρος σκυροδέματος ?

Η προεπιλεγμένη τιμή που χρησιμοποιείται είναι 150 lb/ft3 όπως προτείνεται από το πρότυπο για σκυρόδεμα κανονικού βάρους.

Ποια τιμή μονάδας βάρους εδάφους μπορεί να χρησιμοποιηθεί?

Οι κοινές αξίες είναι μεταξύ 90 προς το 130 lb/ft3. Συνιστάται η χρήση της τιμής υγρασίας που προτείνεται στη γεωτεχνική έκθεση του έργου.

Χρησιμοποιείται ο οπλισμός τοίχου στους υπολογισμούς?

Δεν χρησιμοποιείται, μόνο για σκοπούς σχεδίασης. Οι πείροι τοίχου, ωστόσο, χρησιμοποιούνται στον έλεγχο μεταφοράς δυνάμεων φορτίου.

Γιατί το πέλμα μου έχει μικρή μέγιστη απόσταση?

Το ACI 318-19 Ενότητα 24.3.2 καθορίζει αρκετά χαμηλές τιμές λαμβάνοντας υπόψη τις τιμές που χρησιμοποιούνται για το κάλυμμα από σκυρόδεμα (κανονικά γύρω 3 ίντσες). Μερικές αναφορές (Αποφυγή προβληματικών χρήσεων πλακών στο έδαφος, Ιαν, 2021 Περιοδικό Structure By Alexander Newman, Π.Ε., ΦΑ.) αναφέρετε ότι το ACI θα πρέπει να εξετάσει το ενδεχόμενο εξαίρεσης αυτών των διατάξεων για βάσεις και πλάκες στο έδαφος, αλλά, από τώρα, εξακολουθούν να ισχύουν, και ως εκ τούτου περιλαμβάνονται στο πρόγραμμα.

• SkyCiv Quick Design
• Υπολογιστής χωρητικότητας
• ACI 360 Υπολογιστής σχεδίασης πλάκας
• Διαδώστε αριθμομηχανή βάσης
• Υπολογιστής σχεδίασης βιδών
• ΟΠΩΣ ΚΑΙ 2870 Υπολογιστής σχεδίασης πλάκας
• Υπολογιστής σταθερότητας πλευρικής σταθερότητας
• Reinforced Concrete Column Design Calculatoρ

Το SkyCiv προσφέρει ένα ευρύ φάσμα λογισμικού ανάλυσης και σχεδιασμού Cloud Structural για μηχανικούς. Ως μια συνεχώς εξελισσόμενη εταιρεία τεχνολογίας, δεσμευόμαστε να καινοτομούμε και να προκαλούμε υπάρχουσες ροές εργασίας για να εξοικονομήσουμε χρόνο στους μηχανικούς στις διαδικασίες εργασίας και τα σχέδιά τους.