AISCベースプレートの設計例アメリカのコード
以下は、ベースプレートの設計で一般的に使用されるいくつかのアメリカのベースプレート計算の例です。. 多くの場合、ベースプレートを設計するとき, ベースプレートのさまざまなコンポーネントに関連するいくつかの異なるチェックを検討します, つまり:
- コンクリートベース – 一般に、ACI を参照して軸受力と圧縮力に対してチェックされます。 318
- 溶接 – 溶接をチェックする必要があります, それらが適切な抑制を提供し、AISCへのストレスの下で失敗しないことを確実にするために 360
- アンカーボルト – いくつかの理由で失敗する可能性があります, AISCへのアンカーボルト設計計算の例で以下に示すように
- スチールメンバー (カラム) チェック – 通常、現地の鉄鋼設計基準に基づいています
現在, の スチールベースプレートの設計 モジュールは、以下のチェックを実装します. このソフトウェアの有料版, 詳細なステップバイステップの計算が含まれています, エンジニアがこれらの計算がどのように行われるかを正確に確認できるようにします!
SkyCiv Free BasePlateCalculatorを使用してこの計算を試してください:
荷重の組み合わせ:
の スチールベースプレートの設計 ASCEの下で因数分解された負荷の組み合わせを使用します 7-10/16 次のように適用されます:
- \(1.4D\)
- \(1.2D + 1.6L + 0.5(L_{r} \text{ or } S \text{ or } R)\)
- \(1.2D + 1.6(Lr \text{ or } S \text{ or } R) + (L \text{ or } 0.5W)\)
- \(1.2D + 1.0W + L + 0.5(Lr \text{ or } S \text{ or } R)\)
- \(1.2D + 1.0E + L + 0.2S\)
- \(0.9D + 1.0W\)
- \(0.9D + 1.0E\)
どこ :
\(D\) =死荷重
\(L\) =ライブロード
\(L_{r}\) =屋根の活荷重
\(S\) =積雪荷重
\(R\) =雨量
\(E\) =地震
\(W\) =風荷重
SkyCiv Free BasePlateCalculatorを使用してこの計算を試してください:
ACIコンクリートベアリングチェック:
の スチールベースプレートの設計 コンクリート支持力をチェックします (圧縮) AISCに従って設計する 360-16 Eq. J8-2.
\( F_{b} = \phi _{bearing} \times 0.85 \times f’_{c} \times A_{1} \times \sqrt{ \frac{ A_{2} }{ A_{1} } } \leq F_{b, limit} = 1.70 \times f’_{c} \times A_{1} \)
どこ:
\( f’_{c} \) – コンクリートの圧縮強度
\( A_{1} \) –コンクリート表面と接触するベースプレート領域
\( A_{2} \) –コンクリート支持面
\( \phi_{bearing} \) – コンクリートの抵抗係数 ( デフォルト値= 0.65 )
SkyCiv Free BasePlateCalculatorを使用してこの計算を試してください:
AISC溶接設計チェック:
の スチールベースプレートの設計 AISCに従って溶接設計をチェックします 360-16 J2
\( (i) R_{n} = R_{nwl} + R_{nwt} \)
または
\( (ii) R_{n} = 0.85R_{nwl} + 1.5R_{nwt} \)
どこ:
\(R_{nwl} \) =縦方向に荷重がかかったフィレット溶接の総公称強度.
\(R_{nwt} \) =横方向に荷重がかかったすみ肉溶接の総公称強度.
SkyCiv Free BasePlateCalculatorを使用してこの計算を試してください:
ACIアンカーデザインチェック:
の スチールベースプレートの設計 アンカーパラメータがACIのコード規定を使用して適用されることを確認します 318-19 章の下 17.
アンカーロッドはAISCに従って設計されています 360-16 –J9およびACI 318-19 –章 17. アンカーボルトの以下の抵抗を評価します:
- 引張およびせん断におけるアンカーの鋼強度, \( \phi N_{sa} \) そして \( \phi V_{sa} \).
- 引張およびせん断におけるコンクリートのブレイクアウト強度, \( \phi N_{cbg} \) そして \( \phi V_{cbg} \).
- コンクリート引抜き強度, \( \phi N_{p} \).
- コンクリート側面ブローアウト強度, \( \phi N_{sb} \).
- せん断におけるアンカーのコンクリートこじり強度, \( \phi V_{cp} \).
引張およびせん断におけるアンカーの鋼強度
図A. (a) アンブレイクアウトボルト (b) テンション不良によるボルトの脱落 (c) せん断破壊によるボルトの分割
引張およびせん断におけるアンカーの因数分解された鋼の強度は、ACIに従って決定されます 318-19 – 17.6.1.2 そして 17.7.1 なので
テンション用
\( \phi _{tension, anc} N_{sa} = \phi _{tension, anc} A_{se,N}f_{uta} \rightarrow \) 方程式 17.6.1.2
せん断用
\( \phi _{shear, anc} V_{sa} = \phi _{shear, anc} 0.6A_{se,V}f_{uta} \rightarrow \) 式17.7.1.2b
どこ:
- \( \phi _{tension, anc} \) –張力がかかっているアンカーの強度低下係数 ( デフォルト値= 0.75 )
- \( \phi _{shear, anc}\) –せん断におけるアンカーの強度低下係数 ( デフォルト値= 0.65 )
- \( A_{se,N}\) –は張力がかかっているアンカーの有効断面積です.
- \( A_{se,V}\) –はせん断におけるアンカーの有効断面積です.
- \( f_{uta}\) – アンカー鋼の規定の引張強度であり、以下の値を超えてはならない \(1.9f_{ya}\) そして 125 KSI (861.845 Mpa)
コンクリートブレイクアウト強度
図 B. (a) コンクリートでのボルトレスト (b) 張力によるコンクリートのブレイクアウト (c) せん断力によるコンクリートのブレイクアウト
引張およびせん断におけるアンカーの因数分解されたコンクリートブレイクアウト強度は、ACIに従って決定されます 318-19 – 17.6.2 そして 17.7.1 なので
\( phi N_{cbg} = \phi \frac{ A_{Nc} }{ A_{Nco} } \psi_{ec,N} \psi_{ed,N} \psi_{c,N} \psi_{cp,N} N_{b} \rightarrow \) 式17.6.2.ab
どこ:
\( \phi \) – 引張り状態のアンカーの強度低下係数 ( デフォルト値= 0.75 ).
\( A_{Nc} \) – 単一またはグループアンカーの予測されるコンクリート破壊.
\( A_{Nco} \)- 単一のアンカーのコンクリート破壊領域を投影する, エッジの距離や間隔によって制限されていない場合の張力の強さの計算用.
\( \psi_{ec,N} \) –張力におけるブレイクアウト偏心係数.
\( \psi _{ec,N} = \frac{1.00}{ 1 + \frac{e^{‘}_{N}}{1.5 h_{ef}} } \leq 1.00 \rightarrow \) 方程式 17.6.2.3.1
\( \psi_{ed,N} \) –張力のブレイクアウト効果係数.
(a) \( \text{if } C_{a,min} \geq 1.5h_{ef} \text{ then } \psi _{ed,N} = 1.00 \) 式17.6.2.4.1a
そして
(b) \( \text{if } C_{a,min} < 1.5h_{ef} \text{ then } \psi _{ed,N} = 0.70 + 0.3\frac{C_{a,min}}{1.5h_{ef}} \) 式17.6.2.4.1b
\( \psi_{c,N} \) –引張りにおけるブレイクアウトクラッキングファクター.
\( \psi _{c,N} = 1.25 \) キャストインアンカー用
\( \psi_{cp,N} \) –張力のブレイクアウト分割係数.
(a) \( \text{if } C_{a,min} \geq C_{ac} \text{ then } \psi _{cp,N} = 1.00 \) 式17.6.2.4.1a
そして
(b) \( \text{if } C_{a,min} < C_{ac} \text{ then } \psi _{cp,N} = \frac{ C_{a,min} }{ C_{ac}} \geq \frac{ 1.5h_{ef} }{ C_{ac} } \) 式17.6.2.4.1b
\( N_{b} \) – ひび割れたコンクリートの単一アンカーの張力における基本的なコンクリートブレイクアウト強度.
コンクリート引抜き強度
図 C. (a) コンクリートでのボルトレスト (b) 張力によるコンクリートからのボルトの引き抜き
アンカーの因数分解されたコンクリートの引き抜き強度は、ACIで定義されています 318-19 – 17.6.3 なので
ϕNpn = ϕΨc,P Np
どこ:
\( \phi \) – 引張り状態のアンカーの強度低下係数 ( デフォルト値= 0.70 ).
\( \psi _{c, P} \) – 具体的な条件の修正係数
ひび割れコンクリート用:
\( \psi _{c, P} \) = 1.0
ひび割れのないコンクリート用:
\( \psi _{c, P} \) = 1.4
\( N_{p} \) – アンカー引き抜き強度
ひび割れコンクリート用:
\( N_{p} = 8A_{brg}f^{‘}_{c}\) 式17.6.3.2.2a
ひび割れのないコンクリート用:
\( N_{p} = 0.9f^{‘}_{c}e_{h}d_{a} \rightarrow \) 式17.6.2.2.b
どこ \( 3d_{a} \leq e_{h} \leq 4.5d_{a} \)
\( f^{‘}_{c} \) – コンクリートの指定された圧縮強度.
\( A_{brg} \) – スタッドヘッドの正味軸受面積, アンカーボルトまたは頭付き変形バー.
\( e_{h} \) – JボルトまたはLボルトのシャフトの内面からJの外端までの距離- またはLボルト.
\( d_{a} \) – アンカーの外径または頭付きスタッドのシャフト径, 頭付きボルト, またはフックボルト.
コンクリート側面ブローアウト強度
図 D. (a) コンクリートでのボルトレスト (b) コンクリート破損したボルト (サイドブロー) エッジ付近から張力まで
アンカーの因数分解されたコンクリート側面のブローアウト強度は、ACIで定義されています 318-19 – 17.6.4 なので
\( \phi N_{sb} = 160C_{a1}\sqrt{A_{brg}}\lambda _{a} \sqrt{f^{‘}_{c} } \rightarrow \) 方程式 17.6.4.1
どこ:
\( f^{‘}_{c} \) – コンクリートの指定された圧縮強度.
\( A_{brg} \) – スタッドヘッドの正味軸受面積, アンカーボルトまたは頭付き変形バー.
\( \lambda_{a} \) – 特定のコンクリート固定用途における軽量コンクリートの機械的特性の低下を反映する修正係数.
アンカーのコンクリートプライアウト強度
