Exemple de conception de plaque de base à l'aide de CSA S16:19 et CSA A23.3:19
Déclaration de problème:
Déterminez si la connexion de la colonne à base de colonne conçue est suffisante pour une charge de compression de 100 kN.
Données données:
Colonne:
Section colonne: HS152X6.4
Zone de colonne: 2910 mm2
Matériau de colonne: 230g
Plaque de base:
Dimensions de la plaque de base: 350 millimètre x 350 mm
Épaisseur de plaque de base: 20 mm
Matériau de plaque de base: 230g
Jointoyer:
Épaisseur de coulis: 20 mm
Béton:
Dimensions du béton: 450 millimètre x 450 mm
Épaisseur de béton: 300 mm
Matériau en béton: 20.68 MPa
Soudures:
Charge de compression transférée par les soudures uniquement? NON
Calculs étape par étape:
Vérifier #1: Calculer la capacité de roulement de la colonne
Puisque la charge de compression n'est pas transférée par les soudures seules, Une surface de roulement de contact appropriée est nécessaire pour garantir que la charge est transférée par roulement. Se référer à CSA S16:19 Clause 28.5 pour la préparation du roulement de contact.
Pour calculer la capacité de roulement de la colonne, nous utiliserons CSA S16:19 Clause 13.10:
\( B_r = 1.50 \Phi f_{et _col} UNE_{col} = 1.5 \fois 0.9 \fois 230 \, \texte{MPa} \fois 2910 \, \texte{mm}À partir de l'élévation du sol générée à partir des élévations Google 903.55 \, \texte{kN} \)
Puisque 100 kN < 903.55 kN, La capacité de roulement de colonne est suffisant.
Vérifier #2: Calculer la capacité de soudure
Utiliser Taille de soudure minimale spécifié dans CSA S16:19.
Vérifier #3: Calculer la capacité de rendement en flexion de la plaque de base due à la charge de compression
La capacité de flexion de la plaque de base dépend de ses dimensions. Si la plaque est trop large, il nécessitera un matériau plus épais. La sélection de la bonne taille de plaque de base pour une charge donnée nécessite une expérience, et effectuer plusieurs calculs peut prendre du temps. Ce logiciel Logiciel de conception de plaques de base Skyciv simplifie ce processus, permettant une modélisation et une analyse rapides et efficaces en quelques secondes seulement.
Première, Nous déterminons la longueur critique en porte-à-faux, qui est le plus grand de dimension m et dimension n. Nous suivons Guide de conception AISC 01 3rd ed. Section 4.3.1 pour référence.
\( l = max gauche( \frac{L_{pb} – 0.8 ré_{col}}{2}, \frac{B_{pb} – 0.8 ré_{col}}{2} \droite) \)
\( l = max gauche( \frac{350 \, \texte{mm} – 0.8 \fois 152 \, \texte{mm}}{2}, \frac{350 \, \texte{mm} – 0.8 \fois 152 \, \texte{mm}}{2} \droite) = 114.2 \, \texte{mm} \)
Une fois la longueur critique identifiée, on calcule le Moment appliqué par unité de longueur, En supposant que la charge de compression complète est uniformément distribuée sur la zone de la plaque de base:
\( m_f = gauche( \frac{N_x}{B_{pb} L_{pb}} \droite) \la gauche( \frac{l ^ 2}{2} \droite) \)
\( m_f = gauche( \frac{100 \, \texte{kN}}{350 \, \texte{mm} \fois 350 \, \texte{mm}} \droite) \fois gauche( \frac{114.2 \, \texte{mm}^ 2}{2} \droite) = 5.3231 \, \texte{kN} \CDOT Texte{mm / mm} \)
Maintenant, utilisant CSA S16:19 Clause 13.5, Nous calculons la capacité de flexion par unité de longueur:
\(
m_r = phi gauche( \frac{(t_{pb})^ 2}{4} \droite) F_{et _bp} = 0.9 \fois gauche( \frac{(20 \, \texte{mm})^ 2}{4} \droite) \fois 230 \, \texte{MPa} = 20.7 \, \texte{kN} \CDOT Texte{mm / mm}
\)
Puisque 5.3231 kN-mm / mm < 20.7 kN-mm / mm, La capacité de flexion de la plaque de base est suffisant.
Vérifier #4: Capacité de roulement en béton
Le contrôle final garantit que le béton peut prendre en charge la charge appliquée. Tandis qu'une base en béton plus large augmente, Une conception efficace doit équilibrer la force et la rentabilité. Maintenant, Déterminons si notre soutien concret a une capacité suffisante.
Commencer, Nous déterminons les zones de roulement:
A1 - zone de roulement de plaque de base
A2 - Zone de roulement de support en béton, projeté à un 2:1 pente
\(
A_1 = l_{pb} B_{pb} = 350 \, \texte{mm} \fois 350 \, \texte{mm} = 122500 \, \texte{mm}^ 2
\)
\(
A_2 = n_{A2} B_{A2} = 450 \, \texte{mm} \fois 450 \, \texte{mm} = 202500 \, \texte{mm}^ 2
\)
De là, Nous appliquons CSA A23.3:19 Pour calculer la capacité de roulement en béton:
\(
P_r = 0.85 \phi gauche( F’_C Right) A_1 gauche( \min gauche( \sqrt{\frac{A_2}{A_1}}, 2 \droite) \droite)
\)
\(
P_r = 0.85 \fois 0.65 \fois gauche( 20.68 \, \texte{MPa} \droite) \fois 122500 \, \texte{mm}^ 2 Times Left( \min gauche( \sqrt{\frac{202500 \, \texte{mm}^ 2}{122500 \, \texte{mm}^ 2}}, 2 \droite) \droite) = 1799.5 \, \texte{kN}
\)
Puisque 100 kN < 1799.5 kN, La capacité de roulement en béton est suffisant.
Résumé de la conception
Le logiciel de conception de la plaque 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
Cliquez ici Pour télécharger un exemple de rapport.
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