Base Plate Design Example using CSA S16:19 and CSA A23.3:19
問題ステートメント:
設計されたカラムツーベースプレート接続が100KN圧縮荷重に十分であるかどうかを判断します.
指定されたデータ:
カラム:
列セクション: HS152X6.4
列エリア: 2910 んん2
列素材: 230G
ベースプレート:
ベースプレートの寸法: 350 mm x 350 んん
ベースプレートの厚さ: 20 んん
ベースプレート材料: 230G
グラウト:
グラウトの厚さ: 20 んん
コンクリート:
具体的な寸法: 450 mm x 450 んん
コンクリートの厚さ: 300 んん
コンクリート材料: 20.68 MPa
溶接:
溶接のみを介して伝達される圧縮負荷? いいえ
段階的な計算:
小切手 #1: 列のベアリング容量を計算します
Since the compression load is not transferred through welds alone, a proper contact bearing surface is required to ensure that the load is transferred via bearing. 参照してください CSA S16:19 句 28.5 for contact bearing preparation.
To calculate bearing capacity of the column, 我々は使用するだろう CSA S16:19 句 13.10:
\( B_r = 1.50 \phi f_{および _col} A_{col} = 1.5 \回 0.9 \回 230 \, \テキスト{MPa} \回 2910 \, \テキスト{んん}^2 = 903.55 \, \テキスト{kN} \)
以来 100 kN < 903.55 kN, 列ベアリング容量はです 十分な.
小切手 #2: 溶接容量を計算します
使用する minimum weld size specified in CSA S16:19.
小切手 #3: 圧縮荷重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能力はその寸法に依存します. プレートが広すぎる場合, 厚い材料が必要です. 特定の負荷に対して適切なベースプレートサイズを選択するには、経験が必要です, また、複数の計算を実行するのは時間がかかる場合があります. の SkyCYVベースプレート設計ソフトウェア このプロセスを簡素化します, わずか数秒で高速かつ効率的なモデリングと分析を有効にする.
最初, we determine the critical cantilever length, これは大きい方です 寸法m そして 寸法n. We follow AISC 設計ガイド 01 3rd Ed. セクション 4.3.1 参考までに.
\( l = max 左( \フラク{L_{血圧} – 0.8 d_{col}}{2}, \フラク{b_{血圧} – 0.8 d_{col}}{2} \正しい) \)
\( l = max 左( \フラク{350 \, \テキスト{んん} – 0.8 \回 152 \, \テキスト{んん}}{2}, \フラク{350 \, \テキスト{んん} – 0.8 \回 152 \, \テキスト{んん}}{2} \正しい) = 114.2 \, \テキスト{んん} \)
臨界長が識別されると, を計算します 単位長さごとに適用されたモーメント, 完全な圧縮荷重がベースプレート領域に均一に分布していると仮定します:
\( m_f = \left( \フラク{N_X}{b_{血圧} L_{血圧}} \正しい) \左( \フラク{l^2}{2} \正しい) \)
\( m_f = \left( \フラク{100 \, \テキスト{kN}}{350 \, \テキスト{んん} \回 350 \, \テキスト{んん}} \正しい) \倍左( \フラク{114.2 \, \テキスト{んん}^ 2}{2} \正しい) = 5.3231 \, \テキスト{kN} \CDOT テキスト{mm/mm} \)
今, を使用して CSA S16:19 句 13.5, we compute the flexural capacity per unit length:
\(
m_r = \phi \left( \フラク{(t_{血圧})^ 2}{4} \正しい) F_{および _bp} = 0.9 \倍左( \フラク{(20 \, \テキスト{んん})^ 2}{4} \正しい) \回 230 \, \テキスト{MPa} = 20.7 \, \テキスト{kN} \CDOT テキスト{mm/mm}
\)
以来 5.3231 kN-mm/mm < 20.7 kN-mm/mm, ベースプレートの曲げ能力はです 十分な.
小切手 #4: コンクリートベアリング容量
The final check ensures that the concrete can support the applied load. While a wider concrete base increases bearing capacity, an efficient design must balance strength and cost-effectiveness. 今, let’s determine if our concrete support has sufficient capacity.
始めること, we determine the bearing areas:
A1 - ベースプレートベアリングエリア
A2 - 具体的なサポートベアリングエリア, aで投影 2:1 スロープ
\(
A_1 = L_{血圧} b_{血圧} = 350 \, \テキスト{んん} \回 350 \, \テキスト{んん} = 122500 \, \テキスト{んん}^ 2
\)
\(
A_2 = n_{A2} b_{A2} = 450 \, \テキスト{んん} \回 450 \, \テキスト{んん} = 202500 \, \テキスト{んん}^ 2
\)
そこから, 適用します CSA A23.3:19 to calculate the concrete bearing capacity:
\(
P_r = 0.85 \phi \left( f’_c 右) A_1 \left( \min 左( \平方根{\フラク{A_2}{A_1}}, 2 \正しい) \正しい)
\)
\(
P_r = 0.85 \回 0.65 \倍左( 20.68 \, \テキスト{MPa} \正しい) \回 122500 \, \テキスト{んん}^2 times 左( \min 左( \平方根{\フラク{202500 \, \テキスト{んん}^ 2}{122500 \, \テキスト{んん}^ 2}}, 2 \正しい) \正しい) = 1799.5 \, \テキスト{kN}
\)
以来 100 kN < 1799.5 kN, コンクリートベアリング能力はです 十分な.
設計の概要
Skycivベースプレート設計ソフトウェアは、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.
SkyCIVサンプルレポート
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