独立基礎設計ワークフロー
フーチングは、柱やその他の垂直要素を支持するために使用される構造部材であり、上部構造の荷重を下にある土壌に伝達します.
図 1 設計ワークフロー プロセスを示します, 需要-容量比またはDCRで SkyCiv Foundation ワークフロー プロセスを適応させる. これらのチェックには、 (1) 土のベアリング, (2) 剪断, (3) 曲げ, (4) 開発期間, (5) 隆起, そして (6) 安定性チェックは、許容利用率を超えずに結果を満たすために必要な重要なパラメータです.
図 1: のワークフロー SkyCiv Foundation.
独立基礎の設計方法
このセクションでは、独立基礎の設計手順について、American Concrete Institute を参照して説明します。 318-2014.
現像長と安定性チェックは、次の値を超えずに結果を満たすために必要な重要なパラメータです。
地耐力チェックは、主に上部構造から分離されたフーチングの幾何学的寸法を決定します。 (サービスまたはファクタリングなし) 負荷. 実際の軸受圧力は主に次の式によって決定されます。:
離心率がカーンを超えたとき, 軸受圧力パターンに関する詳細な記事が説明されています ここに.
基礎の幾何学的寸法を満たすために, 土壌の許容支持力は基礎下の支配ベース圧力より大きくなければなりません.
\( \テキスト{許容支持力} > \テキスト{ 実際 (統治) 財団への圧力} \)
注意: 基礎設計の支持圧力に張力がない.
せん断チェック
せん断チェックは、上部構造荷重から生じるせん断荷重に基づいて、基礎の厚さまたは深さを決定します。. 2 つの主要なせん断チェックがあります。, 次のように:
- 一方通行 (またはビーム) 剪断
- =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 (またはパンチング) 剪断
一方通行 (またはビーム) 剪断
一方向せん断のクリティカル セクションは基礎の幅全体に広がり、柱の面から距離 d の位置にあります。.
図 2: 一方向せん断
インペリアル (psi)
\( V_{c} = 2 \ラムダ sqrt{ f ^{」}_{c} } =最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{w} d \)
メトリック (MPa)
\( V_{c} = 0.17 \ラムダ sqrt{ f ^{」}_{c} } =最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{w} d \)
One Wayを満たすために (またはビーム) 剪断, の \( V_{c} \) より大きい値であってはなりません \( V_{あなた} \).
\( \ファイV_{c} > V_{あなた} = text{ 実際 (統治) 財団のせん断} \)
双方向 (またはパンチング) 剪断
双方向せん断設計のクリティカル セクションは次の場所にあります。 \( \フラク{d}{2} \) コンクリート柱面から離れた. どこ \( V_{c} \) 方程式は次のように定義されます:
図 3: 双方向せん断
インペリアル (psi)
\( V_{c} = left( 2 + \フラク{4}{\ベータ} \正しい) \ラムダ sqrt{ f ^{」}_{c} } =最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{の} d \)
\( V_{c} = left( \フラク{\=最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{s} d }{ =最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{の} } + 2 \正しい) \ラムダ sqrt{ f ^{」}_{c} } =最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{の} d \)
\( V_{c} = 4 \ラムダ sqrt{ f ^{」}_{c} } =最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{の} d \)
メトリック (MPa)
\( V_{c} = 0.17 \左( 1 + \フラク{2}{\ベータ} \正しい) \ラムダ sqrt{ f ^{」}_{c} } =最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{の} d \)
\( V_{c} = 0.083 \左( \フラク{ \=最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{s} d }{ =最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{の} } + 2 \正しい) \ラムダ sqrt{ f ^{」}_{c} } =最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{の} d \)
\( V_{c} = 0.33 \ラムダ sqrt{ f ^{」}_{c} } =最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{の} d \)
統治者 \( V_{c} \) 最小値として採用されます.
双方向を満たすために (またはパンチング) 剪断, の \( V_{c} \) より大きい値であってはなりません \( V_{あなた} \).
\( \ファイV_{c} > V_{あなた} = text{ 実際 (統治) 財団のせん断} \)
曲げチェック
曲げチェックは、上部構造荷重から生じるモーメントまたは曲げ荷重に基づいて、基礎に必要な補強を決定します。. モーメント強度の設計手順では、最初に一方向の曲げ部材を 1 つの主方向で考慮します。.
図 4: 臨界モーメント セクション ライン
ステップ 1. 基礎の実際のモーメントを計算する \( M_{あなた} \).
\( M_{あなた} =最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{あなた} \左( \フラク{ l_{バツ} – c }{ 2 } \正しい) l_{と} \フラク{ l_{バツ} – c }{ 2 } \)
ステップ 2. 基礎に必要な最小補強を計算する
ステップ 3. 等価長方形応力ブロックの深さを計算しました, a.
\( a = frac{ A_{s} f_{そして} }{ 0.85 f_{c}^{」} l_{と} } \)
ステップ 4. 基礎のモーメント容量を計算する \( \映画_{ん} \).
\( \映画_{ん} = phi A_{s} f_{そして}\左( d – \フラク{a}{2} \正しい) \)
曲げ要件を満たすために, の \( \映画_{ん} \) より大きい値であってはなりません \( M_{あなた} \)..
\( \映画_{ん} > M_{あなた} \)
展開長チェック
展開長さチェックでは、鉄筋がコンクリート内で最大の降伏強度を発揮するために必要な最短の埋め込み長さを決定します。.
安定性チェック
基礎の安定性チェックには主に 2 つのタイプがあります, 次のように:
- 転覆
- スライディング
転倒チェック
転倒チェックは、上部構造荷重のモーメントに対する安定性チェックです。. 一般的に, 転倒の瞬間に対するこの安全係数は、 1.5-3.0.
\( \テキスト{安全率を覆す} < \フラク{ \合計 M_{R} }{ \合計 M_{OT} } \)
注意:
- \( \合計 M_{R} \) – 抵抗する瞬間
- \( \合計 M_{OT} \) – 転覆の瞬間
スライディングチェック
スライディングチェックは、上部構造荷重による水平力に対する安定性チェックです。. 一般的に, 転倒の瞬間に対するこの安全係数は、 1.5-3.0.
\( \テキスト{安全の滑り係数} < \テキスト{摺動力} \)
隆起チェック
フーチングに作用する支配アキシアル荷重を確認します. ユーザー荷重とコラムの自重を含むすべての垂直荷重を合計します。, 基礎スラブ, 土, そして浮力. コラムに上向きの力が加わった場合, 指定された自重は上向きの力と釣り合う必要があります; さもないと, 設計は不安定性により失敗するリスクがあります.
この記事では、 SkyCiv Foundation ユーザーはこの失敗チェックに遭遇します.
- 現像長と安定性チェックは、次の値を超えずに結果を満たすために必要な重要なパラメータです。 は、主に上部構造が適用される独立基礎の寸法に影響されます。 (因数分解されていない) 負荷 そして 許容土圧.
- せん断チェック 主に、独立基礎が一方向および双方向のチェックを実行する独立基礎の深さの影響を受けます。.
- 曲げチェック 主に独立基礎の補強スケジュールに影響される.
- 開発期間 小切手 そして
- 安定性チェック 主に独立基礎の寸法に影響されます.
以上の情報をもとに, これらの調整により、スプレッド フーティングのチェックごとの設計能力が向上します。.
材料強度などのいくつかのパラメータに注意してください, 要素, 影響を受ける負荷は、増加した設計容量の影響の一部でもあります.
設計コード モジュール
の SkyCiv Foundation これらの現在利用可能な設計コードを持っている:
- アメリカのコード : ACI 318-14
- オーストラリア規格 : なので 3600 (2009 & 2018)
- ヨーロッパ人 : ユーロコード
- カナダ人: CSA 2014
最新のアップデート
最新バージョンの基礎モジュールが有限要素解析と統合されました (醜い), これにより、より強力な土圧解析が可能になり、より詳細な曲げチェックに使用される木材アーマー解析が導入されます。. 土圧と木材アーマーモーメントの FEA 結果は 3D で表示でき、レポートに追加されました。.
参考文献
- 構造コンクリートの建築基準要件 (ACI 318-14) 構造コンクリートの建築基準要件に関する解説 (ACI 318R-14). アメリカコンクリート学会, 2014.
- マコーマック, ジャックC。, とラッセルH. 褐色. 鉄筋コンクリートACIの設計 318-11 コード版. ワイリー, 2014.
- テイラー, アンドリュー, et al. 鉄筋コンクリート設計ハンドブック: ACI-318-14のコンパニオン. アメリカコンクリート学会, 2015.
- スプレッドフーチングは、壁フーチングと柱フーチングに分類できます, デビッドとドラン, チャールズ. コンクリート構造物の設計 16 版. マグロウヒル, 2021.
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