Ontwerpvoorbeeld van basisplaat met CSA S16:19 en CSA A23.3:19
Probleemverklaring
Bepaal of de ontworpen kolom-voetplaatverbinding voldoende is voor een 25 kN compressie belasting, 5 kN Vy schuifbelasting 5 kN Vz schuifbelasting.
Gegeven gegevens
Kolom:
Kolomgedeelte: HS152x152x6,4
Kolomgebied: 3610 mm2
Kolommateriaal: 350W
Bodemplaat:
Baseplaat afmetingen: 350 mm x 350 mm
Basisplaatdikte: 20 mm
Basisplaatmateriaal: 300W
Vocht:
Voegdikte: 0 mm
Beton:
Concrete dimensies: 450 mm x 450 mm
Betonnen dikte: 300 mm
Betonnen materiaal: 20.68 MPa
Gebarsten of ongescheurd: Gebarsten
Ankers:
Ankerdiameter: 12.7 mm
Effectieve inbeddingslengte: 250 mm
Staal materiaal: ASTM F1554 G36
Draden in afschuifvlak: Inbegrepen
Anker einde: Ronde plaat
Lassen:
Lastype: Volledige gezamenlijke penetratie (CJP)
Ankergegevens (van Skyciv Calculator):
Model in SkyCiv Gratis tool
Modelleer vandaag nog het ontwerp van de basisplaat hierboven met onze gratis online tool! Geen aanmelding vereist.
Notitie
Het doel van dit ontwerpvoorbeeld is om de stapsgewijze berekeningen te demonstreren voor capaciteitscontroles met gelijktijdige schuif- en axiale belastingen. Een aantal van de vereiste controles zijn al besproken in de voorgaande ontwerpvoorbeelden. Raadpleeg de links in elke sectie.
Stapsgewijze berekeningen
Controleren #1: Lascapaciteit berekenen
Gegeven dat de compressiebelasting van de kolom wordt overgedragen via lassen, we moeten rekening houden met de resulterende belasting van de druk- en schuifbelastingen bij het bepalen van de sterkte van de lassen.
Om de lascapaciteit te evalueren, We bepalen eerst de Totale laslengte Gebaseerd op de kolomafmetingen.
\(L_{\tekst{w}} = frac{EEN_{\tekst{col}}}{t_{\tekst{col}}} = frac{3610\ \tekst{mm}^ 2}{6.35\ \tekst{mm}} = 568.5\ \tekst{mm}\)
De volgende, we drukken de vraag uit in termen van kracht per lengte-eenheid.
\(v_{fy} = frac{V_u}{L_w} = frac{5\ \tekst{kN}}{568.5\ \tekst{mm}} = 0.008795\ \tekst{kN / mm}\)
\(v_{fz} = frac{V_z}{L_w} = frac{5\ \tekst{kN}}{568.5\ \tekst{mm}} = 0.008795\ \tekst{kN / mm}\)
De resulterende belasting wordt bepaald als:
\(r_f = sqrt{(v_{fy})^ 2 + (v_{fz})^ 2}\)
\(r_f = sqrt{(0.008795\ \tekst{kN / mm})^ 2 + (0.008795\ \tekst{kN / mm})^ 2} = 0.012438\ \tekst{kN / mm}\)
Vervolgens, We bepalen de CJP-lascapaciteit per lengte-eenheid. Eerste, we controleren de basismetaalcapaciteiten van zowel de kolom als de basisplaat met behulp van CSA S16:19 Clausule 13.13.2.1(een).
\(v_{r,\tekst{col}} = 0,67phi_{\tekst{col}}F_{u,\tekst{col}} = 0.67 \keer 0.67 \keer 6.35\ \tekst{mm} \keer 450\ \tekst{MPa} = 1.2827\ \tekst{kN / mm}\)
\(v_{r,\tekst{bp}} = 0,67phi_{\tekst{bp}}F_{u,\tekst{bp}} = 0.67 \keer 0.67 \keer 20\ \tekst{mm} \keer 450\ \tekst{MPa} = 4.0401\ \tekst{kN / mm}\)
Vervolgens, we controleren de lasmetaalcapaciteit met behulp van CSA S16:19 Clausule 13.13.2.1(b).
\(v_{r,\tekst{lassen}} = 0,67phi_{\tekst{lassen}}X_u = 0.67 \keer 0.67 \keer 6.35\ \tekst{mm} \keer 430\ \tekst{MPa} = 1.2257\ \tekst{kN / mm}\)
We nemen dan de minimale capaciteit als de bestuursvermogen.
\(v_r = min (v_{r,\tekst{bp}}, v_{r,\tekst{col}}, v_{r,\tekst{lassen}}) = min (4.0401\ \tekst{kN / mm}, 1.2827\ \tekst{kN / mm}, 1.2257\ \tekst{kN / mm}) = 1.2257\ \tekst{kN / mm}\)
Sinds 0.012 kN < 1.23 kN De lascapaciteit is voldoende.
Controleren #2: Bereken de draagvermogen van de kolom
Een ontwerpvoorbeeld voor het draagvermogen van de kolom wordt al besproken in het Basisplaatontwerpvoorbeeld voor compressie. Voor de stapsgewijze berekening verwijzen wij u naar deze link.
Controleren #3: Bereken de buigcapaciteit van de basisplaat als gevolg van compressiebelasting
Een ontwerpvoorbeeld voor het buigvloeivermogen van de basisplaat is al besproken in het ontwerpvoorbeeld voor compressie van de basisplaat. Voor de stapsgewijze berekening verwijzen wij u naar deze link.
Controleren #4: Betonlagercapaciteit
Een ontwerpvoorbeeld voor het draagvermogen van beton wordt al besproken in het Basisplaatontwerpvoorbeeld voor compressie. Voor de stapsgewijze berekening verwijzen wij u naar deze link.
Controleren #5: Uitbreekvermogen van beton (Vy Shear)
Een ontwerpvoorbeeld voor het uitbreekvermogen van beton als gevolg van Vy-afschuiving wordt besproken in het ontwerpvoorbeeld van de basisplaat voor afschuiving. Voor de stapsgewijze berekening verwijzen wij u naar deze link.
Controleren #6: Uitbreekvermogen van beton (Vz-schaar)
Een ontwerpvoorbeeld voor het uitbreekvermogen van beton als gevolg van Vz-afschuiving wordt al besproken in het ontwerpvoorbeeld van de basisplaat voor afschuiving. Voor de stapsgewijze berekening verwijzen wij u naar deze link.
Controleren #7: Capaciteit voor het losmaken van beton
Een ontwerpvoorbeeld voor de capaciteit van het betonprofiel tegen uitwippen wordt al besproken in het Basisplaatontwerpvoorbeeld voor afschuiving. Voor de stapsgewijze berekening verwijzen wij u naar deze link.
Controleren #8: Afschuifcapaciteit van ankerstangen
Een ontwerpvoorbeeld voor de afschuifcapaciteit van de ankerstang wordt al besproken in het ontwerpvoorbeeld van de basisplaat voor afschuiving. Voor de stapsgewijze berekening verwijzen wij u naar deze link.
Ontwerp Samenvatting
De Skyciv Base Plate Design Software Kan automatisch een stapsgewijze berekeningsrapport genereren voor dit ontwerpvoorbeeld. Het biedt ook een samenvatting van de uitgevoerde controles en hun resulterende verhoudingen, De informatie in één oogopslag gemakkelijk te begrijpen maken. Hieronder is een sample samenvattende tabel, die is opgenomen in het rapport.
Skyciv Sample Report
Bekijk het detailniveau en de duidelijkheid die u kunt verwachten van een SkyCiv-basisplaatontwerprapport. Het rapport bevat alle belangrijke ontwerpcontroles, vergelijkingen, en resultaten gepresenteerd in een duidelijk en gemakkelijk leesbaar formaat. Het voldoet volledig aan de ontwerpnormen. Klik hieronder om een voorbeeldrapport te bekijken dat is gegenereerd met de SkyCiv-basisplaatcalculator.
Koop baseplaatsoftware
Koop de volledige versie van de basisplaatontwerpmodule op zichzelf zonder andere SkyCiv -modules. Dit geeft u een volledige set resultaten voor het ontwerp van de basisplaat, inclusief gedetailleerde rapporten en meer functionaliteit.
