ENを使用したベースプレートデザインの例 1993-1-8-2005, に 1993-1-1-2005 およびEN 1992-1-1-2004
問題ステートメント:
設計された柱とベース プレートの接続が十分な接続であるかどうかを判断します。 50-kN引張荷重, 4-kN Vyせん断荷重, そして 2-kN Vz せん断荷重.
指定されたデータ:
カラム:
列セクション: CHS193.7×10
列エリア: 5770.0 mm²
列素材: S460
ベースプレート:
ベースプレートの寸法: 300mm x 300mm
ベースプレートの厚さ: 18んん
ベースプレート材料: S235
グラウト:
グラウトの厚さ: 0 んん
コンクリート:
具体的な寸法: 350mm x 350mm
コンクリートの厚さ: 400 んん
コンクリート材料: C35/45
ひび割れまたは破損していません: 割れた
アンカー:
アンカーの直径: 16 んん
効果的な埋め込み長: 350 んん
埋め込まれたプレートの直径: 70 んん
埋め込まれたプレートの厚さ: 10 んん
アンカー素材: 4.8
溶接:
溶接タイプ: フィレット
溶接サイズ: 7んん
フィラー金属分類: E42
アンカーデータ (から SkyCIV計算機):
ノート:
この設計例の目的は、同時せん断荷重とアキシアル荷重を含む容量チェックのための段階的な計算を実証することです。. 必要なチェックの一部については、前の設計例ですでに説明しました。. 各セクションに記載されているリンクを参照してください.
段階的な計算:
小切手 #1: 溶接容量を計算します
The full tensile load is resisted by the entire weld section, ながら shear load components are distributed only to a portion of the total weld length. This portion is determined by projecting a 90° sector from the center of the column to its circumference. したがって, のみ half of the total circumference is designed to resist the shear load.
We first compute the 総溶接長 そしてその portion of the weld within the 90° projection.
\(L_{溶接,full} = \pi d_{col} = \pi \times 193.7\ \テキスト{んん} = 608.53\ \テキスト{んん}\)
\(L_{溶接} = frac{\pi d_{col}}{2} = frac{\pi \times 193.7\ \テキスト{んん}}{2} = 304.26\ \テキスト{んん}\)
次, を計算します resultant shear load.
\(V_r = \sqrt{(v_y)^ 2 + (V_Z)^ 2} = sqrt{(4\ \テキスト{kN})^ 2 + (2\ \テキスト{kN})^ 2} = 4.4721\ \テキスト{kN}\)
We then compute the 正常 そして shear stresses, taking into account the assumed load distribution.
\( \シグマ_{\perp} = frac{N_X}{L_{溶接,full}\,a\,\sqrt{2}} = frac{40\ \テキスト{kN}}{608.53\ \テキスト{んん} \回 4.95\ \テキスト{んん} \回 sqrt{2}} = 9.39\ \テキスト{MPa} \)
\( \君の_{\perp} = frac{N_X}{L_{溶接,full}\,a\,\sqrt{2}} = frac{40\ \テキスト{kN}}{608.53\ \テキスト{んん} \回 4.95\ \テキスト{んん} \回 sqrt{2}} = 9.39\ \テキスト{MPa} \)
\( \君の_{\平行} = frac{V_r}{L_{溶接}\,a} = frac{4.4721\ \テキスト{kN}}{304.26\ \テキスト{んん} \回 4.95\ \テキスト{んん}} = 2.9693\ \テキスト{MPa} \)
その後, を計算します 複合応力 を使用して に 1993-1-8:2005 Eq. (4.1).
\(F_{w,Ed1} = sqrt{(\シグマ_{\perp})^ 2 + 3\大きい((\君の_{\perp})^ 2 + (\君の_{\平行})^2\big)}\)
\(F_{w,Ed1} = sqrt{(9.39\ \テキスト{MPa})^ 2 + 3\大きい((9.39\ \テキスト{MPa})^ 2 + (2.9693\ \テキスト{MPa})^2\big)}\)
\(F_{w,Ed1} = 19.471\ \テキスト{MPa}\)
同時に, を決定します stress on the base metal using the same equation.
\(F_{w,Ed2} = \sigma_{\perp} = 9.39\ \テキスト{MPa}\)
次, を計算します weld capacity. We first determine the ultimate tensile strength (NDSに準拠したビーム安定係数) の weaker material, and then use に 1993-1-8:2005 Eq. (4.1) to obtain the fillet weld resistance そして base metal resistance.
\(f_u = \min\!\左(F_{あなた,\テキスト{col}},\ f_{あなた,\テキスト{血圧}},\ f_{あなた,w}\正しい) = \min\!\左(550\ \テキスト{MPa},\ 360\ \テキスト{MPa},\ 500\ \テキスト{MPa}\正しい) = 360\ \テキスト{MPa}\)
\(F_{w,Rd1} = frac{f_u}{\beta_w\,(\それを計算するために{M2,\text{溶接}})} = frac{360\ \テキスト{MPa}}{0.8 \回 (1.25)} = 360\ \テキスト{MPa}\)
\(F_{w,Rd2} = frac{0.9\,f_u}{\それを計算するために{M2,\text{溶接}}} = frac{0.9 \回 360\ \テキスト{MPa}}{1.25} = 259.2\ \テキスト{MPa}\)
以来 19.471 MPa < 360 MPa, 溶接容量はです 十分な.
小切手 #2: 張力負荷によるベースプレートの曲げ容量を計算する
ベース プレートの曲げ降伏能力の設計例は、「張力に関するベース プレートの設計例」ですでに説明されています。. 段階的な計算については、このリンクを参照してください。.
小切手 #3: コンクリートのブレイクアウト容量を緊張して計算します
A design example for the capacity of the concrete in breakout due to tension load is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. 段階的な計算については、このリンクを参照してください。.
小切手 #4: アンカープルアウト容量を計算します
A design example for the anchor pullout capacity is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. 段階的な計算については、このリンクを参照してください。.
小切手 #5: y方向のサイドフェイスブローアウト容量を計算します
A design example for the side-face blowout capacity in Y-direction is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. 段階的な計算については、このリンクを参照してください。.
小切手 #6: Z方向のサイドフェイスブローアウト容量を計算します
A design example for the side-face blowout capacity in Z-direction is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. 段階的な計算については、このリンクを参照してください。.
小切手 #7: Calculate base plate bearing capacity at anchor holes (vy shear)
A design example for the base plate bearing capacity in the anchor holes for Vy shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Compression and Shear. 段階的な計算については、このリンクを参照してください。.
小切手 #8: Calculate base plate bearing capacity at anchor holes (VZせん断)
A design example for the base plate bearing capacity in the anchor holes for Vz shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Compression and Shear. 段階的な計算については、このリンクを参照してください。.
小切手 #9: Calculate concrete breakout capacity (vy shear)
A design example for the concrete capacity in breakout failure due to Vy shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Shear. 段階的な計算については、このリンクを参照してください。.
小切手 #10: Calculate concrete breakout capacity (VZせん断)
A design example for the concrete capacity in breakout failure due to Vz shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Shear. 段階的な計算については、このリンクを参照してください。.
小切手 #11: プラアウト能力の計算
A design example for the concrete pryout capacity is already discussed in the Base Plate Design Example for Shear. 段階的な計算については、このリンクを参照してください。.
小切手 #12: アンカーロッドのせん断耐力を計算する
The effect of the 引張荷重 on the anchor rod capacity is considered in this check if the shear force acts with a lever arm. しかしながら, この例では, the shear acts without a lever arm. したがって, the interaction between shear and tensile stresses on the anchor rod will be evaluated separately in the interaction check.
For the step-by-step calculation of the shear capacity without a lever arm, このリンクを参照してください.
The SkyCiv Base Plate Design software can perform all the necessary checks to determine whether the shear load acts with or without a lever arm. あなたはできる try out the free tool 今日.
小切手 #13: Calculate anchor steel interaction check
使用します に 1992-4:2018 テーブル 7.3 Eq. (7.54) を評価する interaction between the shear and tensile stresses on the anchor rod. By substituting the tensile stress and capacity as well as the shear stress and capacity into the equation, the resulting interaction value です:
\(私_{整数} = left(\フラク{N_{エド}}{N_{Rd,s}}\正しい)^ 2 + \左(\フラク{V_{エド}}{V_{Rd,s}}\正しい)^2)
\(私_{整数} = left(\フラク{10\ \テキスト{kN}}{49.22\ \テキスト{kN}}\正しい)^ 2 + \左(\フラク{1.118\ \テキスト{kN}}{38.604\ \テキスト{kN}}\正しい)^2 = 0.042117\)
以来 0.042 < 1.0, the anchor rod steel failure interaction check is 十分な.
小切手 #14: Calculate concrete failure interaction check
追加の interaction check is required for concrete failures under simultaneous shear and tensile loading. このため, を使用しております に 1992-4:2018 テーブル 7.3 Eq. (7.55) そして Eq. (7.56).
Here are the resulting ratios for all tensile checks.
Here are the resulting ratios for all shear checks.
最初, we check using Eq. (7.55) and compare the result to the maximum interaction limit of 1.0.
\(私_{\テキスト{case1}} = left(\左(\フラク{N_{エド}}{N_{Rd}}\正しい)^{1.5}\正しい) + \左(\左(\フラク{V_{エド}}{V_{Rd}}\正しい)^{1.5}\正しい)\)
\(私_{\テキスト{case1}} = left(\左(\フラク{40}{45.106}\正しい)^{1.5}\正しい) + \左(\左(\フラク{4.1231}{14.296}\正しい)^{1.5}\正しい) = 0.99\)
次, we check using Eq. (7.56) and compare the result to the maximum interaction limit of 1.2.
\(私_{\テキスト{ケース2}} = frac{N_{エド}}{N_{Rd}} + \フラク{V_{エド}}{V_{Rd}} = frac{40}{45.106} + \フラク{4.1231}{14.296} = 1.1752\)
以来 0.99 < 1.0 そして 1.175 < 1.2, の concrete failure interaction check です 十分な.
設計の概要
の SkyCYVベースプレート設計ソフトウェア このデザインの例の段階的な計算レポートを自動的に生成できます. また、実行されたチェックとその結果の比率の概要も提供します, 情報を一目で理解しやすくします. 以下はサンプルの概要表です, レポートに含まれています.
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