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CSA A23.3 に準拠したスプレッド フーティング設計

Calculation guide in designing an isolated footing based on CSA A23.3-14

SkyCiv Foundation covers the design of isolated footing conforming to CSA A23.3-14¹ and NBCC 20102.

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Design Parameters of an Isolated Footing

Some calculations presented are similar with ACI 318, which is also one of the references of its CSA counterpart.

寸法要件

To determine the dimensions of an isolated footing, サービスまたはファクタリングされていない負荷, 死んだなど (D), 住む (L), 風 (W), 地震 (E), などは、荷重の組み合わせを使用して適用されます, as defined by NBCC 2010. どちらの荷重の組み合わせが支配するかは、設計荷重と見なされます, and will be divided to the allowable soil pressure as shown in Equation 1.

\(\テキスト{あ} = frac{\テキスト{P}_{\テキスト{ん}}}{\テキスト{q}_{\テキスト{全て}}} \右矢印 \) 方程式 1

どこ:
q全て =許容土圧
P =ファクタリングされていない設計荷重
A =基礎エリア

一方向せん断

To check for 一方向せん断, the Critical Shear Plane (図を参照してください 1) 離れた場所にあります “d” 柱の表面から.

孤立した基礎の設計, ACI 318-14

図 1. 一方向せん断の臨界面せん断

一方通行 剪断 要求する または V f 基礎が、領域がある柱から片持ち梁で離れていると仮定して計算されます (赤) 図に示されている 2, に従って CSAA23.3-14, セクション 13.3.6.

一方向せん断耐力 または V c は極限せん断強度として定義され、式を使用して計算されます 2 あたり CSAA23.3-14, セクション 11.3.4.

\(\テキスト{V }_{\テキスト{c}} = phi _{\テキスト{c}} \倍ラムダ倍平方根{\テキスト{f ’}_{\テキスト{c}}} \倍 text{b}_{\テキスト{w}} \倍 text{d} \右矢印 \) 方程式 2 (CSA A23.3-14 Eq. 11-6)

どこ:
ϕc = resistance factor for concrete
λ = modification factor for concrete density
f’c =指定されたコンクリート強度, MPa
bw =基礎の幅, んん
d = effective shear depth, んん

Shear Demand and Shear Capacity must meet the following equation to meet the design requirements of CSAA23.3-14:

\(\テキスト{V }_{\テキスト{f}} \leq phi text{V }_{\テキスト{c}} \右矢印 \) 方程式 3 (CSAA23.3-14 Eq. 11.3)

SkyCiv Foundation, 式に準拠 3, 一方向せん断ユニティ比を計算します (方程式 4) せん断耐力よりもせん断需要をとることによって.

\( \テキスト{ユニティレシオ} = frac{\テキスト{せん断需要}}{\テキスト{せん断耐力}} \右矢印 \) 方程式 4

双方向せん断

双方向せん断 限界状態, としても知られている パンチングシアー, クリティカルセクションをある距離まで拡張します “d / 2” 柱の面から、そして柱の周囲から. 重要なせん断面は、基礎のそのセクションにあります (図を参照してください 2).

孤立した基礎の設計, ACI 318-14

図 2. 双方向せん断の臨界せん断面

ふたつのやり方需要を聞く または V f 臨界せん断面で発生します, の距離に位置 “d / 2” どこ (赤) ハッチングエリア, 図に示されている 2, に従って CSAA23.3-14, セクション 13.3.3.

せん断耐力 または V c is governed by the least value calculated using Equation 5, 6, そして 7 あたり CSAA23.3-14, セクション 13.3.4.1

\(\テキスト{V }_{\テキスト{c}} = left ( 1 + \フラク{2}{\ベータ_{\テキスト{c}}} \正しい ) \回 0.19 \times \lambda \times \phi _{\テキスト{c}} \回 sqrt{f’_{c}} \右矢印 \) 方程式 5 (CSAA23.3-14 Eq. 13.5)

\(\テキスト{V }_{\テキスト{c}} = left ( \フラク{\=最も近いサポートの面までのせん断が考慮されているセクションの距離{\テキスト{s}} \倍 text{d}}{\テキスト{b}_{\テキスト{の}}} + 0.19 \正しい ) \times \lambda \times \phi _{\テキスト{c}} \回 sqrt{f’_{c}} \右矢印 \) 方程式 6 (CSAA23.3-14 Eq. 13.6)

\(\テキスト{V }_{\テキスト{c}} = 0.38 \times \lambda \times \phi _{\テキスト{c}} \回 sqrt{f’_{c}} \右矢印 \) 方程式 7 (CSAA23.3-14 Eq. 13.7)

注意: bc is the ratio of long side to short side of the column, 集中負荷, または反応面積とαs によって与えられます 13.3.4.1

どこ:
λ = modification factor for concrete density
f’c =指定された圧縮コンクリート強度, MPa
d =極端な圧縮繊維から縦方向の張力補強の重心までの距離, んん

Shear Demand and Shear Capacity must meet the following equation to meet the design requirements of CSA A23.3-14:

\(\テキスト{V }_{\テキスト{f}} \leq phi text{V }_{\テキスト{c}} \右矢印 \) 方程式 8 (CSAA23.3-14 Eq. 11.3)

SkyCiv Foundation, 式に準拠 8, 双方向せん断ユニティ比を計算します (方程式 9) せん断耐力よりもせん断需要をとることによって.

\( \テキスト{ユニティレシオ} = frac{\テキスト{せん断需要}}{\テキスト{せん断耐力}} \右矢印 \) 方程式 9

たわみ

曲げ絶縁, 孤立した基礎の設計, ACI 318-14

図 3. クリティカルフレクシャセクション

曲げ limit state occurs at クリティカルフレクシャセクション, 基礎の上の柱の面にあります (図を参照してください 3).

Moment Demand, または Mf クリティカルフレクシャセクションにあります (青いハッチエリア) 図に示されている 3, 方程式を使用して計算されます 10.

\( \テキスト{M}_{あなた} = text{q}_{あなた} \倍左 ( \フラク{l_{バツ}}{2} – \フラク{c_{バツ}}{2} \正しい ) \倍l_{と} \倍左 ( \フラク{\フラク{l_{バツ}}{2} – \フラク{c_{バツ}}{2} }{2} \正しい ) \右矢印 \) 方程式 10

どこ:
qあなた =因数分解された土壌圧力, kPa
lバツ = x軸に沿った基礎寸法, んん
l = z軸に沿った基礎寸法, んん
cバツ = x軸に沿った列の寸法, んん

Moment Resistance, または Mr 式を使用して計算されます 11.

\( \テキスト{M}_{r} = phi_{\テキスト{s}} \倍A_{s} \倍f_{そして} \倍左( d – \フラク{a}{2} \正しい) \右矢印 \) 方程式 11


どこ:
ϕs = resistance factor for non-prestressed reinforcing bars
d =極端な圧縮繊維から縦方向の張力補強の重心までの距離, んん
s =補強エリア, んん2
a =同等の長方形応力ブロックの深さ, んん
fy =補強強度, MPa

Moment Demand and Moment Resistance must meet the following equation to meet the design requirements of CSA A23.3-14:

\(\テキスト{M}_{\テキスト{r}} \leq phi text{M}_{\テキスト{f}} \右矢印 \) 方程式 12

SkyCiv Foundation, 式に準拠 12, 曲げユニティ比を計算します (方程式 13) 曲げ能力よりも曲げ需要を取ることによって.

\( \テキスト{ユニティレシオ} = frac{\テキスト{たわみ需要}}{\テキスト{たわみ容量}} \右矢印 \) 方程式 13

 

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参考文献

  1. A23.3-14: コンクリート構造物の設計. カナダ規格協会, 2014.
  2. Brzev and Pao. 鉄筋コンクリート設計: 実践的なアプローチ, 2009.
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