Esempio di design della piastra di base utilizzando AISC 360-22 e ACI 318-19
Dichiarazione del problema
Determinare se la connessione a piastra da colonna a base progettata è sufficiente per a 25 kips carico di compressione, 3 kips Carico di taglio Vy 1 kip Carico di taglio Vz.
Dati dati
Colonna:
Sezione colonna: HSS6x0,312
Area colonna: 5.220 pollici2
Materiale colonna: A36
Piastra di base:
Dimensioni della piastra di base: 12 in x 12 pollici
Spessore della piastra di base: 1/2 pollici
Materiale della piastra di base: A36
Malta:
Spessore della malta: 3/4 pollici
Calcestruzzo:
Dimensioni concrete: 13 in x 13 pollici
Spessore di cemento: 8 pollici
Materiale di cemento: 3000 psi
Crackato o non collocato: Rotto
Ancore:
Diametro dell'ancora: 1/2 pollici
Efficace lunghezza dell'incorporamento: 5 pollici
Materiale in acciaio: A325N
Filettature nel piano di taglio: Incluso
Finale dell'ancora: Piatto rettangolare
saldature:
Dimensione della saldatura: 1/4 pollici
Classificazione del metallo di riempimento: E70XX
Trasferire il carico di compressione tramite saldature: sì
Dati di ancoraggio (a partire dal Calcolatore Skyciv):
Modello nello strumento gratuito SkyCiv
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Nota
Lo scopo di questo esempio di progettazione è quello di dimostrare i calcoli passo-passo per le verifiche di capacità che coinvolgono carichi assiali e di taglio simultanei. Alcuni dei controlli richiesti sono già stati discussi nei precedenti esempi di progettazione. Si prega di fare riferimento ai collegamenti forniti in ciascuna sezione.
Calcoli passo-passo
Dai un'occhiata #1: Calcola la capacità di saldatura
Dato che il carico di compressione della colonna viene trasferito tramite saldature, dobbiamo considerare il carico risultante dei carichi di compressione e taglio nel determinare la resistenza delle saldature.
Per valutare la capacità di saldatura, Determiniamo prima il lunghezza totale della saldatura Basato sulle dimensioni della colonna.
\(L_{\testo{saldare}} = \pi d_{\testo{col}} = \pi \times 6\ \testo{pollici} = 18.85\ \testo{pollici}\)
Successivamente, esprimiamo la richiesta in termini di forza per unità di lunghezza.
\(c_u = \frac{N_x}{L_{\testo{saldare}}} = frac{25\ \testo{kip}}{18.85\ \testo{pollici}} = 1.3263\ \testo{kip/in}\)
\(v_{uy} = frac{V_y}{L_{\testo{saldare}}} = frac{3\ \testo{kip}}{18.85\ \testo{pollici}} = 0.15915\ \testo{kip/in}\)
\(v_{A} = frac{V_Z}{L_{\testo{saldare}}} = frac{1\ \testo{kip}}{18.85\ \testo{pollici}} = 0.053052\ \testo{kip/in}\)
Il carico risultante è determinato come:
\(r_u = \sqrt{(c_u)^ 2 + (v_{uy})^ 2 + (v_{A})^ 2}\)
\(r_u = \sqrt{(1.3263\ \testo{kip/in})^ 2 + (0.15915\ \testo{kip/in})^ 2 + (0.053052\ \testo{kip/in})^ 2}\)
\(r_u = 1.3369\ \testo{kip/in}\)
Poi, Determiniamo il capacità di saldatura d'angolo per unità di lunghezza utilizzando AISC 360-22 Eq. J2-4. Si noti che per le sezioni HSS, kds è sempre uguale a 1.0.
\(Eurocodice di design con piastra di base in acciaio{ds} = 1.0 + 0.5\grande(\senza(\theta)\grande)^{1.5} = 1 + 0.5 \times \big(\senza(0)\grande)^{1.5} = 1\)
\(\Phi r_n = phi \, 0.6 F_{Exx} E_w k_{ds} = 0.75 \volte 0.6 \volte 70\ \testo{KSI} \volte 0.177\ \testo{pollici} \volte 1 = 5.5755\ \testo{kip/in}\)
La prossima capacità da verificare è la capacità del metallo di base degli elementi di collegamento. Questo è anche espresso come forza per unità di lunghezza. Usiamo AISC 360-22 Eq. J4-4 sia per la capacità della colonna che della piastra di base.
\( \phi r_{nbm,col} = \phi\,0.6\,F_{u,col}\,t_{col} = 0.75 \volte 0.6 \volte 58\ \testo{KSI} \volte 0.291\ \testo{pollici} = 7.5951\ \testo{kip/in} \)
\( \phi r_{nbm,p.p} = \phi\,0.6\,F_{u,p.p}\,t_{p.p} = 0.75 \volte 0.6 \volte 58\ \testo{KSI} \volte 0.5\ \testo{pollici} = 13.05\ \testo{kip/in} \)
Prendiamo quindi la capacità minima come che regola la capacità dei metalli di base.
\(\phi r_{nbm} = \min\big(\phi r_{nbm,p.p},\ \phi r_{nbm,col}\grande) = min(13.05\ \testo{kip/in},\ 7.5951\ \testo{kip/in}) = 7.5951\ \testo{kip/in}\)
Infine, confrontiamo sia la capacità di saldatura d'angolo che la capacità del metallo di base con la domanda di saldatura.
Da 1.3369 kip/in < 5.5755 kip/in e 1.3369 kip/in < 7.5951 kip/in La capacità di saldatura è sufficiente.
Dai un'occhiata #2: Calcola la capacità del cuscinetto della colonna
Un esempio di progetto per la capacità portante della colonna è già discusso nell'Esempio di progetto di piastra di base per compressione. Fare riferimento a questo collegamento per il calcolo passo passo.
Dai un'occhiata #3: Calcola la capacità di cedimento della flessione della piastra di base dovuta al carico di compressione
Un esempio di progettazione per la capacità di snervamento flessionale della piastra di base è già discusso nell'Esempio di progettazione di piastra di base per compressione. Fare riferimento a questo collegamento per il calcolo passo passo.
Dai un'occhiata #4: Capacità del cuscinetto in cemento
Un esempio di progettazione per la capacità portante del calcestruzzo è già discusso nell'Esempio di progettazione della piastra di base per compressione. Fare riferimento a questo collegamento per il calcolo passo passo.
Dai un'occhiata #5: Capacità di strappo del calcestruzzo (Vy Shear)
Un esempio di progettazione della capacità di rottura del calcestruzzo dovuta al taglio Vy è già discusso nell'Esempio di progettazione della piastra di base per il taglio. Fare riferimento a questo collegamento per il calcolo passo passo.
Dai un'occhiata #6: Capacità di strappo del calcestruzzo (Taglio Vz)
Un esempio di progettazione per la capacità di rottura del calcestruzzo dovuta al taglio Vz è già discusso nell'Esempio di progettazione della piastra di base per taglio. Fare riferimento a questo collegamento per il calcolo passo passo.
Dai un'occhiata #7: Capacità di scavo del calcestruzzo
Un esempio di progettazione per la resistenza della sezione in calcestruzzo contro le forze di scalzamento è già discusso nell'Esempio di progettazione della piastra di base per taglio. Fare riferimento a questo collegamento per il calcolo passo passo.
Dai un'occhiata #8: Capacità di taglio della barra di ancoraggio
Un esempio di progettazione per la capacità di taglio dell'asta di ancoraggio è già discusso nell'Esempio di progettazione della piastra di base per taglio. Fare riferimento a questo collegamento per il calcolo passo passo.
Riepilogo del progetto
La Software di progettazione della piastra di base Skyciv Può generare automaticamente un rapporto di calcolo passo-passo per questo esempio di progettazione. Fornisce inoltre un riepilogo dei controlli eseguiti e dei loro rapporti risultanti, rendere le informazioni facili da capire a colpo d'occhio. Di seguito è riportata una tabella di riepilogo del campione, che è incluso nel rapporto.
Rapporto campione Skyciv
Scopri il livello di dettaglio e chiarezza che puoi aspettarti da un rapporto sulla progettazione della piastra base SkyCiv. Il rapporto include tutti i controlli chiave della progettazione, equazioni, e i risultati presentati in un formato chiaro e di facile lettura. È pienamente conforme agli standard di progettazione. Fare clic di seguito per visualizzare un rapporto di esempio generato utilizzando il calcolatore della piastra di base SkyCiv.
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