Base Plate Design Example using EN 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: HE 200 B
列エリア: 7808 んん2
列素材: S235
ベースプレート:
ベースプレートの寸法: 400 mm x 400 んん
ベースプレートの厚さ: 20 んん
ベースプレート材料: S235
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: 380 んん
コンクリート材料: C20/25
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: 溶接容量を計算します
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 に 1090-2:2018 句 6.8 for contact bearing preparation.
さらに, use minimum weld size specified in Eurocode.
小切手 #2: Calculate concrete bearing capacity and base plate yield capacity
The first step is to determine the design compressive strength of the joint, which depends on the geometry of the support (コンクリート) and the geometry of the loaded area (base plate).
We begin by calculating the alpha factor, which accounts for the diffusion of the concentrated force within the foundation.
による に 1992-1-1:2004, 句 6.7, the alpha coefficient is the ratio of the loaded area to the maximum distribution area, which has a similar shape to the loaded area.
We will use the equation from 部 6.1 of Multi-Storey Steel Buildings Part 5 沿って Arcelor Mittal, Peiner Träger, そして Corus to calculate the alpha factor.
\(
\alpha = \min \left(
1 + \フラク{t_{\テキスト{conc}}}{\最高(L_{\テキスト{血圧}}, b_{\テキスト{血圧}})},
1 + 2 \左( \フラク{e_h}{L_{\テキスト{血圧}}} \正しい),
1 + 2 \左( \フラク{e_b}{b_{\テキスト{血圧}}} \正しい),
3
\正しい)
\)
\(
\alpha = \min \left(
1 + \フラク{380 \, \テキスト{んん}}{\最高(400 \, \テキスト{んん}, 400 \, \テキスト{んん})},
1 + 2 \左( \フラク{25 \, \テキスト{んん}}{400 \, \テキスト{んん}} \正しい),
1 + 2 \左( \フラク{25 \, \テキスト{んん}}{400 \, \テキスト{んん}} \正しい),
3
\正しい)
\)
\(
\alpha = 1.125
\)
どこ,
\(
e_h = \frac{L_{\テキスト{conc}} – L_{\テキスト{血圧}}}{2} = frac{450 \, \テキスト{んん} – 400 \, \テキスト{んん}}{2} = 25 \, \テキスト{んん}
\)
\(
e_b = \frac{b_{\テキスト{conc}} – b_{\テキスト{血圧}}}{2} = frac{450 \, \テキスト{んん} – 400 \, \テキスト{んん}}{2} = 25 \, \テキスト{んん}
\)
Once the geometry is defined, we will then determine the compressive strength of the concrete using に 1992-1-1:2004, Eq. 3.15.
\(
f_{CD} = frac{\=最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{cc} f_{ck}}{\gamma_C} = frac{1 \回 20 \, \テキスト{MPa}}{1.5} = 13.333 \, \テキスト{MPa}
\)
次, we assume a value for the beta coefficient. Since grout is present, beta value can be 2/3. We will calculate the design bearing strength of the joint using the combined formulas from に 1993-1-8:2005 Eq. 6.6, そして に 1992-1-1:2004 Eq. 6.63.
\(
f_{jd} = \beta \alpha f_{CD} = 0.66667 \回 1.125 \回 13.333 \, \テキスト{MPa} = 10 \, \テキスト{MPa}
\)
The second part involves calculating the base plate yield capacity.
Since we already have the design bearing strength of the connection, we will use this to determine the smallest cantilever distance of the base plate that experiences the full bearing load. We will refer to the SCI P358 example on page 243 そして に 1993-1-1:2005 句 6.2.5.
\(
c = t_{\テキスト{血圧}} \平方根{\フラク{f_{y_{\テキスト{血圧}}}}{3 f_{jd} \それを計算するために{M0}}} = 20 \, \テキスト{んん} \回 sqrt{\フラク{225 \, \テキスト{MPa}}{3 \回 10 \, \テキスト{MPa} \回 1}} = 54.772 \, \テキスト{んん}
\)
We will use this dimension to calculate the effective area of the base plate. The ‘c’ dimension we calculated may overlap or not overlap near the flange. If it overlaps, we will assume the section to be a rectangular section. If it does not overlap, we will take the shape of the column.
Without overlap
With overlap
We determined that the ‘c’ dimension does not overlap. したがって, を使用して SCI P358 pg. 243, the effective area is:
\(
A_e = 4c^2 + P_{\テキスト{col}}c + A_{\テキスト{col}} = 4 \times 54.772^2 \, \テキスト{んん}^ 2 + 1182 \, \テキスト{んん} \回 54.772 \, \テキスト{んん} + 7808 \, \テキスト{んん}^2 = 84549 \, \テキスト{んん}^ 2
\)
It is important to note that the effective area should not be less than the base plate area.
最後に, 我々は使用するだろう に 1993-1-8:2005 Eq. 6.6, およびEN 1992-1-1:2004, Eq. 6.63 to calculate the design bearing resistance of the base plate connection.
\(
N_{Rd} = left( \分(A_e, A_0) \正しい) f_{jd} = left( \分(84549 \, \テキスト{んん}^ 2, 160000 \, \テキスト{んん}^ 2) \正しい) \回 10 \, \テキスト{MPa} = 845.49 \, \テキスト{kN}
\)
以来 845.49 kN > 100 kN, the design is 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.
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