スプレッドフーチング設計ソフトウェア

広がり基礎の設計には、最終的な寸法と特性に影響を与えるさまざまなパラメーターと変数があるため、いくつかの手順が必要です。.

ステップ 1: 地質調査と考慮事項

基礎の設計では一般に、基礎の下の土壌の挙動と応力に関連した変形性を決定する必要があります。. このため, 土壌の地質工学的特性を決定する必要があります, 粒度分布など, 土壌の分類, 可塑性, 圧縮率, とせん断強度. この調査は、さまざまなタイプの基礎の適合性と土壌の支持力を判断することを目的としています。. これは通常、極限支持力の計算と許容支持力を決定する沈下解析を実行することによって行われます。 (q_a) あらゆる種類の土壌支持障害を回避するために. 直接基礎の適合が確認された場合, エンジニアは次のステップに進むことができます.

地耐力に加えて, 基礎システムは転倒に対して安全でなければなりません, スライディング, 主な両方向の偏心による過度の隆起を回避します。.

ステップ 2: Define the base area.

米国では, これは、許容応力と使用荷重の組み合わせを使用して決定されます。. 推定耐荷重値 (IBCテーブル 1806.2) 許可されていれば使用することもできます. 許容応力は通常、地盤工学レポートに含まれます。, 支持力と沈下の可能性を考慮して. 広がりのある足場で, 軸方向荷重がかかったフーチングの地盤応力 (P) と瞬間 (Mx, Mz) ベースでの計算は図のように計算できます。 3. 示されている方程式は、完全な基数が圧縮されている場合にのみ有効です。, いつもそうとは限りません, 主に適用モーメントが大きい場合. この場合, 分析の実行に使用できるモデルがいくつかあります. 最も単純なものは、剛基礎下の線形土圧分布です。. 数名の著者 (つまり, ベロスとバカス) 最大土圧を決定するソリューションを開発しました. 最終的な目的は、最大応力が定義された許容応力よりも小さい足場領域を見つけることです。 (q_最高<q_a).

図 3: 土壌ストレス

ステップ 3: ベースの厚さと曲げ鉄筋の計算を定義します。.

ベース厚さの定義と曲げ鉄筋の計算. これは通常、構造上の欠陥を避けるために試行錯誤の手順によって行われます。. この場合, フート厚さを採用, 曲げ強度とせん断強度を検査します。. このステップでは, フーチングは曲げモーメントを考慮して設計する必要があります, 因数分解荷重による土圧によって生じる一方向および双方向のせん断. 最小の深さは、 6 を考慮する必要があります (ACI 318-19 c13.3.1.2), と等しい最小コンクリートかぶり 3 地面に対して打設され、永久的に地面と接触するコンクリートに使用されます。 (ACI 318-19 c20.5.1.3.2). 柱面から始まる鉄筋の展開に基づいてフーチングの最小厚さを考慮することも重要です。.

曲げモーメント線図を解析すると (図を参照 4) 中央の柱に圧縮アキシアル荷重のみがかかる平方フーチングの場合, ストリップフーチングの最大モーメントは柱の中央の下で発生するようです, しかし、テストの結果、コラムの剛性を考慮すると、これは正しくないことが判明しました。. ACI コードが示唆するもの (ACI 318-19, c13.2.7.1) 鉄筋コンクリート柱の場合は柱面で、石造柱またはマスコンクリート柱の場合は柱面から中心までの途中の部分で計算します。. 計算上, フーチングにかかる​​外部荷重によって生じる上向きの圧力を考慮するだけで済みます。. 自重と表土の重量は無視する必要があります。. 構造設計には基礎上の正味圧力のみを使用する必要があります。.

壁基礎がせん断で破壊されるまで荷重がかかった場合, 破損は柱面の垂直面では発生せず、柱面に対して約 45°の角度で発生します。, したがって、せん断の臨界断面は面からの距離「d」で計算されます。 (ACI 318-19c13.2.7.2), 「d」は有効深さです, 図を参照 4. 有効深さは次のように計算されます。:

ここで、h は基礎スラブの厚さです, cは表紙です, db はバーの直径です. 二次方向に注意してください, 有効深さには主筋の鉄筋直径も含める必要があります。.

最大曲げモーメントに到達すると (で) クリティカルセクションで決定されました, 補強が必要な領域 (なので) 他の曲げ部材と同じ方法で決定されます. 基礎は梁ではありませんが、, 曲げに対して延性があることが望ましい, これは、引張補強材の正味引張ひずみを制限することによって実現できます。 (εst) εtyより大きい値に + 0.003 (ACI 318-19 c21.2.2, εtyはfに等しい_そして/E_s).

前者の仮定では, 必要な補強面積は次の式で計算できます。:

補強の強さ, Es は鋼鉄筋の弾性率です。. 曲げチェックは通常両方向で行われます.

一方向せん断強度は通常、コンクリートの寄与のみを考慮して計算されます。. 一般的に, コスト上の理由から, せん断補強の使用はお勧めできません. したがって, 臨界せん断断面で計算されるせん断は、コンクリートが抵抗する強度よりも大きくなければなりません. 表に示す式を使用して計算されます。 22.5.5.1(c) (ACI 318-19 c22.5.51)

ここで、ρw は As/ に等しい強化率です。(b×d,) λ は、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です。, ϕ はせん断低減係数です.

ステップ 4: 双方向せん断検証

フーチングの厚さが曲げや一方向のせん断に耐えられることを確認したら, 採用された補強材は必要な補強材よりも大きい, 次のステップに進むことができます, をチェックする パンチングシアー (コンクリートパッド用のオンライン基礎計算機).

検証はストレスを加えて行われます。, ワンウェイシアーに似ています, 基準は、経済的理由によりせん断補強を避けることです。; したがって, コンクリートの強度のみが考慮されます. 強度はACIに基づいて決定されます 318-19 c22.6.5.

ここで v_あなた は臨界断面におけるせん断応力です, ϕ は低減係数、v は_c コンクリートのせん断強度です. 表に従って計算されます 22.6.5.2

ここで、λ_s はサイズ係数です, λ は、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です。, β は柱または集中荷重領域の長辺と短辺の比、f’c はコンクリートの指定圧縮強度です。. bo は、通常、柱の面から d/2 の距離で定義される臨界断面の周囲長です。. せん断応力に言及することが重要です。 (v_あなた) ACIに従って柱によって基礎スラブに伝達されるモーメントも考慮して計算する必要があります 318-19 c8.4.4.2

ステップ 5: 伝達力の計算.

コンクリートの支持力、または支持力と界面補強材の組み合わせによってフーチングに伝達される垂直力と水平力をチェックする必要があります。. この要件については、セクションで詳しく説明します。 22.8 ACIの 318-19:

どこでA₁ ロードされた領域です, あ₂ ピラミッドの最大の錐台の下底の面積です, 円錐. ピラミッドの側面, 円錐, またはテーパーウェッジは傾斜している必要があります 1 垂直に 2 水平. ϕ は低減係数です.

ステップ 6: 詳細

最後のステップでは、最小および最大間隔などの補強の詳細に専念します。, クリティカルセクションまでの開発の長さ. 詳細は章に記載されています 25 ACIの 318-19.