Guida al calcolo per la progettazione di un plinto isolato basata su CSA A23.3-14

La Fondazione SkyCiv copre la progettazione di basi isolate conformi a CSA A23.3-14¹ e NBCC 2010².

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Calcolatrice del progetto di fondazione

Parametri di progettazione di un plinto isolato

Alcuni calcoli presentati sono simili a quelli dell'ACI 318, che è anche uno dei riferimenti della sua controparte CSA.

Requisiti di dimensione

Per determinare le dimensioni di un plinto isolato, servizio o carichi non fattorizzati, come morto (D), Vivere (L), Vento (W), Sismico (E), ecc. verrà applicato utilizzando Combinazioni di carico, come definito dalla NBCC 2010. Qualunque combinazione di carico governa sarà considerata il carico di progetto, e sarà diviso per la pressione ammissibile del suolo come mostrato nell'equazione 1.

\(\testo{A} = frac{\testo{P}_{\testo{n}}}{\testo{q}_{\testo{tutti}}} \freccia destra \) Equazione 1

dove:
q_tutti = pressione ammissibile del suolo
P_n = carico di progetto non calcolato
A = Area della fondazione

Taglio unidirezionale

Per verificare taglio unidirezionale, il piano di taglio critico (Fare riferimento alla figura 1) si trova a distanza “d” dalla faccia di una colonna.

figura 1. Taglio del piano critico di taglio unidirezionale

Il Senso unico cesoia Richiesta o V _f viene calcolato assumendo che la fondazione sia a sbalzo dalla colonna in cui si trova l'area (rosso) indicato in figura 2, secondo CSA A23.3-14, Sezione 13.3.6.

Il Capacità di taglio unidirezionale o V _c è definita come resistenza al taglio finale e calcolata utilizzando l'equazione 2 per CSA A23.3-14, Sezione 11.3.4.

\(\testo{V }_{\testo{c}} = phi _{\testo{c}} \times lambda times sqrt{\testo{f ’}_{\testo{c}}} \volte testo{b}_{\testo{w}} \volte testo{d} \freccia destra \) Equazione 2 (CSA A23.3-14 Eq. 11-6)

dove:
ϕ_c = fattore di resistenza del calcestruzzo
λ = fattore di modifica della densità del calcestruzzo
f’_c = resistenza del calcestruzzo specificata, MPa
b_w = larghezza del plinto, mm
d = profondità di taglio effettiva, mm

La domanda di taglio e la capacità di taglio devono soddisfare la seguente equazione per soddisfare i requisiti di progettazione di CSA A23.3-14:

\(\testo{V }_{\testo{f}} \leq phi text{V }_{\testo{c}} \freccia destra \) Equazione 3 (CSA A23.3-14 Eq. 11.3)

Fondazione SkyCiv, in conformità all'equazione 3, calcola il rapporto di unità di taglio unidirezionale (Equazione 4) considerando la domanda di taglio rispetto alla capacità di taglio.

\( \testo{Rapporto di unità} = frac{\testo{Shear Demand}}{\testo{Capacità di taglio}} \freccia destra \) Equazione 4

Taglio a due vie

Il Taglio a due vie stato limite, conosciuto anche come punzonatura cesoia, estende la sezione critica a una certa distanza “d / 2” dalla faccia della colonna e attorno al perimetro della colonna. Il piano di taglio critico si trova in quella sezione del basamento (Fare riferimento alla figura 2).

figura 2. Piano di taglio critico del taglio a due vie

Il Due stradeascolta la domanda o V _f si verifica sul piano di taglio critico, situato a una distanza di “d / 2” dove il (rosso) area tratteggiata, indicato in figura 2, secondo CSA A23.3-14, Sezione 13.3.3.

Il Capacità di taglio o V _c è governato dal valore minimo calcolato utilizzando l'equazione 5, 6, e 7 per CSA A23.3-14, Sezione 13.3.4.1

\(\testo{V }_{\testo{c}} = sinistra ( 1 + \frac{2}{\Eurocodice di design con piastra di base in acciaio{\testo{c}}} \giusto ) \volte 0.19 \volte lambda times phi _{\testo{c}} \volte sqrt{f’_{c}} \freccia destra \) Equazione 5 (CSA A23.3-14 Eq. 13.5)

\(\testo{V }_{\testo{c}} = sinistra ( \frac{\alfa_{\testo{S}} \volte testo{d}}{\testo{b}_{\testo{Il}}} + 0.19 \giusto ) \volte lambda times phi _{\testo{c}} \volte sqrt{f’_{c}} \freccia destra \) Equazione 6 (CSA A23.3-14 Eq. 13.6)

\(\testo{V }_{\testo{c}} = 0.38 \volte lambda times phi _{\testo{c}} \volte sqrt{f’_{c}} \freccia destra \) Equazione 7 (CSA A23.3-14 Eq. 13.7)

Nota: b_c è il rapporto tra il lato lungo e il lato corto della colonna, carico concentrato, o area di reazione e α_S è dato da 13.3.4.1

dove:
λ = fattore di modifica della densità del calcestruzzo
f’_c = resistenza alla compressione specificata del calcestruzzo, MPa
d = distanza dalla fibra a compressione estrema al baricentro dell'armatura a trazione longitudinale, mm

La domanda di taglio e la capacità di taglio devono soddisfare la seguente equazione per soddisfare i requisiti di progettazione di CSA A23.3-14:

\(\testo{V }_{\testo{f}} \leq phi text{V }_{\testo{c}} \freccia destra \) Equazione 8 (CSA A23.3-14 Eq. 11.3)

Fondazione SkyCiv, in conformità all'equazione 8, calcola il rapporto di unità di taglio a due vie (Equazione 9) considerando la domanda di taglio rispetto alla capacità di taglio.

\( \testo{Rapporto di unità} = frac{\testo{Shear Demand}}{\testo{Capacità di taglio}} \freccia destra \) Equazione 9

Flessione

figura 3. Sezione flessione critica

Il Flessionale lo stato limite si verifica in la sezione flessione critica, situato sulla faccia della colonna in cima al basamento (Fare riferimento alla figura 3).

Il Domanda del momento, o M_f si trova nella sezione di flessione critica (area blu del tratteggio) indicato in figura 3, e viene calcolato utilizzando l'equazione 10.

\( \testo{M}_{u} = testo{q}_{u} \volte sinistra ( \frac{l_{x}}{2} – \frac{c_{x}}{2} \giusto ) \volte l_{z} \volte sinistra ( \frac{\frac{l_{x}}{2} – \frac{c_{x}}{2} }{2} \giusto ) \freccia destra \) Equazione 10

dove:
q_u = pressione del suolo fattorizzata, kPa
l_x = dimensione della fondazione lungo l'asse x, mm
l_z = dimensione della fondazione lungo l'asse z, mm
c_x = dimensione della colonna lungo l'asse x, mm

Il Resistenza al momento, o Mr viene calcolato utilizzando l'equazione 11.

\( \testo{M}_{r} = phi_{\testo{S}} \volte A_{S} \volte f_{y} \volte sinistra( d – \frac{un'}{2} \giusto) \freccia destra \) Equazione 11

dove:
ϕ_S = fattore di resistenza per barre d'armatura non precompresse
d = distanza dalla fibra a compressione estrema al baricentro dell'armatura a trazione longitudinale, mm
A_S = area di rinforzo, mm²
a = profondità del blocco di sollecitazione rettangolare equivalente, mm
fy = forza di rinforzo, MPa

NEW SkyCiv Foundation with FEA

As of March 2024, the Foundation Design Module has integrated the Finite Element Analysis (BRUTTA) 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 CSA A23.3-14, including all verifications mentioned above. Summary of the FEA Results is included in the comprehensive report.