Exemple de conception de plaque de base utilisant AISC 360-22 et ACI 318-19
Déclaration de problème
Déterminez si la connexion de colonne à base de colonne conçue est suffisante pour un 25 kips charge de compression, 3 kips Charge de cisaillement VY 1 kip Charge de cisaillement Vz.
Données données
Colonne:
Section colonne: HSS6x0.312
Zone de colonne: 5.220 in2
Matériau de colonne: A36
Plaque de base:
Dimensions de la plaque de base: 12 en x 12 in
Épaisseur de plaque de base: 1/2 in
Matériau de plaque de base: A36
Jointoyer:
Épaisseur de coulis: 3/4 in
Béton:
Dimensions du béton: 13 en x 13 in
Épaisseur de béton: 8 in
Matériau en béton: 3000 psi
Craquelé ou sans crates: Fissuré
Ancres:
Diamètre d'ancrage: 1/2 in
Durée d'admission efficace: 5 in
Matériau en acier: A325N
Filetages dans le plan de cisaillement: Compris
Fin de l'ancre: Assiette Rectangulaire
Soudures:
Taille de soudure: 1/4 in
Classification du métal de remplissage: E70XX
Transférer la charge de compression via les soudures: Oui
Ancrer les données (de Calculateur de skyciv):
Modèle dans l'outil gratuit SkyCiv
Modélisez la conception de la plaque de base ci-dessus à l'aide de notre outil en ligne gratuit dès aujourd'hui.! Aucune inscription requise.
Remarque
Le but de cet exemple de conception est de démontrer les calculs étape par étape pour les contrôles de capacité impliquant des charges de cisaillement et axiales simultanées.. Certaines des vérifications requises ont déjà été abordées dans les exemples de conception précédents.. Veuillez vous référer aux liens fournis dans chaque section.
Calculs étape par étape
Vérifier #1: Calculer la capacité de soudure
Étant donné que la charge de compression du poteau est transférée via les soudures, nous devons considérer le charge résultante des charges de compression et de cisaillement pour déterminer la résistance des soudures.
Pour évaluer la capacité de soudure, Nous déterminons d'abord le Longueur totale de soudure Basé sur les dimensions de la colonne.
\(L_{\texte{souder}} = pi d_{\texte{col}} = pi fois 6\ \texte{in} = 18.85\ \texte{in}\)
Prochain, nous exprimons la demande en termes de force par unité de longueur.
\(c_u = \frac{N_x}{L_{\texte{souder}}} = frac{25\ \texte{kip}}{18.85\ \texte{in}} = 1.3263\ \texte{kip / in}\)
\(v_{ouais} = frac{V_y}{L_{\texte{souder}}} = frac{3\ \texte{kip}}{18.85\ \texte{in}} = 0.15915\ \texte{kip / in}\)
\(v_{à} = frac{V_z}{L_{\texte{souder}}} = frac{1\ \texte{kip}}{18.85\ \texte{in}} = 0.053052\ \texte{kip / in}\)
La charge résultante est déterminée comme:
\(r_u = sqrt{(c_u)^ 2 + (v_{ouais})^ 2 + (v_{à})^ 2}\)
\(r_u = sqrt{(1.3263\ \texte{kip / in})^ 2 + (0.15915\ \texte{kip / in})^ 2 + (0.053052\ \texte{kip / in})^ 2}\)
\(r_u = 1.3369\ \texte{kip / in}\)
ensuite, Nous déterminons le capacité de soudure d'angle par unité de longueur en utilisant AISC 360-22 Eq. J2-4. Notez que pour les sections HSS, kds est toujours égal à 1.0.
\(afin que les ingénieurs puissent revoir exactement comment ces calculs sont effectués{ds} = 1.0 + 0.5\grand(\sin(\thêta )\grand)^{1.5} = 1 + 0.5 \times \big(\sin(0)\grand)^{1.5} = 1\)
\(\Phi r_n = phi \, 0.6 F_{Exx} E_w k_{ds} = 0.75 \fois 0.6 \fois 70\ \texte{KSI} \fois 0.177\ \texte{in} \fois 1 = 5.5755\ \texte{kip / in}\)
La prochaine capacité à vérifier est la capacité en métaux communs des éléments de liaison. Ceci est également exprimé en force par unité de longueur. Nous utilisons AISC 360-22 Eq. J4-4 pour les capacités de la colonne et de la plaque de base.
\( \phi r_{Nbm,col} = phi,0,6,F_{u,col}\,t_{col} = 0.75 \fois 0.6 \fois 58\ \texte{KSI} \fois 0.291\ \texte{in} = 7.5951\ \texte{kip / in} \)
\( \phi r_{Nbm,pb} = phi,0,6,F_{u,pb}\,t_{pb} = 0.75 \fois 0.6 \fois 58\ \texte{KSI} \fois 0.5\ \texte{in} = 13.05\ \texte{kip / in} \)
Nous prenons alors la capacité minimale comme régissant la capacité en métaux communs.
\(\phi r_{Nbm} = mingros(\phi r_{Nbm,pb},\ \phi r_{Nbm,col}\grand) = min(13.05\ \texte{kip / in},\ 7.5951\ \texte{kip / in}) = 7.5951\ \texte{kip / in}\)
Ensuite, nous comparons à la fois la capacité de soudure d'angle et la capacité du métal de base par rapport à la demande de soudure.
Puisque 1.3369 kip / in < 5.5755 kip / in et 1.3369 kip / in < 7.5951 kip / in La capacité de soudure est suffisant.
Vérifier #2: Calculer la capacité de roulement de la colonne
Un exemple de conception pour la capacité portante de la colonne est déjà abordé dans l'exemple de conception de plaque de base pour la compression.. Veuillez vous référer à ce lien pour le calcul étape par étape.
Vérifier #3: Calculer la capacité de rendement en flexion de la plaque de base due à la charge de compression
Un exemple de conception pour la capacité de flexion de la plaque de base est déjà abordé dans l'exemple de conception de plaque de base pour la compression.. Veuillez vous référer à ce lien pour le calcul étape par étape.
Vérifier #4: Capacité de roulement en béton
Un exemple de conception pour la capacité portante du béton est déjà abordé dans l'exemple de conception de plaque de base pour la compression.. Veuillez vous référer à ce lien pour le calcul étape par étape.
Vérifier #5: Capacité de rupture du béton (Cisaillement Vy)
Un exemple de conception pour la capacité d'arrachement du béton due au cisaillement Vy est déjà discuté dans l'exemple de conception de plaque de base pour le cisaillement.. Veuillez vous référer à ce lien pour le calcul étape par étape.
Vérifier #6: Capacité de rupture du béton (Cisaille Vz)
Un exemple de conception pour la capacité d'arrachement du béton due au cisaillement Vz est déjà abordé dans l'exemple de conception de plaque de base pour le cisaillement.. Veuillez vous référer à ce lien pour le calcul étape par étape.
Vérifier #7: Capacité d'extraction du béton
Un exemple de conception pour la capacité de la section de béton contre l'arrachement est déjà discuté dans l'exemple de conception de plaque de base pour le cisaillement.. Veuillez vous référer à ce lien pour le calcul étape par étape.
Vérifier #8: Capacité de cisaillement de la tige d'ancrage
Un exemple de conception pour la capacité de cisaillement de la tige d'ancrage est déjà abordé dans l'exemple de conception de plaque de base pour le cisaillement.. Veuillez vous référer à ce lien pour le calcul étape par étape.
Résumé de la conception
Ce logiciel Logiciel de conception de plaques de base Skyciv peut générer automatiquement un rapport de calcul étape par étape pour cet exemple de conception. Il fournit également un résumé des contrôles effectués et de leurs ratios résultants, rendre les informations faciles à comprendre en un coup d'œil. Vous trouverez ci-dessous un échantillon de tableau de résumé, qui est inclus dans le rapport.
Rapport d'échantillon de skyciv
Découvrez le niveau de détail et de clarté que vous pouvez attendre d'un rapport de conception de plaque de base SkyCiv. Le rapport comprend toutes les vérifications de conception clés, équations, et les résultats présentés dans un format clair et facile à lire. Il est entièrement conforme aux normes de conception. Cliquez ci-dessous pour voir un exemple de rapport généré à l'aide du calculateur de plaque de base SkyCiv.
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