Ontwerpvoorbeeld van basisplaat met CSA S16:19 en CSA A23.3:19
Probleemverklaring
Bepaal of de ontworpen kolom-tot-base plaataansluiting voldoende is voor een compressiebelasting van 100 knanden.
Gegeven gegevens
Kolom:
Kolomgedeelte: HS152X6.4
Kolomgebied: 2910 mm2
Kolommateriaal: 230G
Bodemplaat:
Baseplaat afmetingen: 350 mm x 350 mm
Basisplaatdikte: 20 mm
Basisplaatmateriaal: 230G
Vocht:
Vochtdikte: 20 mm
Beton:
Concrete dimensies: 450 mm x 450 mm
Betonnen dikte: 300 mm
Betonnen materiaal: 20.68 MPa
Lassen:
Compressiebelasting alleen overgedragen door lassen? NEE
Model in SkyCiv Gratis tool
Modelleer vandaag nog het ontwerp van de basisplaat hierboven met onze gratis online tool! Geen aanmelding vereist.
Stapsgewijze berekeningen
Controleren #1: Bereken de draagvermogen van de kolom
Omdat de compressiebelasting niet alleen via lassen wordt overgedragen, een goed contactdraagvlak is vereist om ervoor te zorgen dat de belasting via het lager wordt overgedragen. Verwijzen naar CSA S16:19 Clausule 28.5 voor voorbereiding van contactlagers.
Om het draagvermogen van de kolom te berekenen, we zullen gebruiken CSA S16:19 Clausule 13.10:
\( B_r = 1.50 \phi F_{en _col} EEN_{col} = 1.5 \keer 0.9 \keer 230 \, \tekst{MPa} \keer 2910 \, \tekst{mm}➔⡔ Koop generieke tadalafil 903.55 \, \tekst{kN} \)
Sinds 100 kN < 903.55 kN, De kolomlagercapaciteit is voldoende.
Controleren #2: Lascapaciteit berekenen
Gebruik minimale lasgrootte gespecificeerd in CSA S16:19.
Controleren #3: Bereken de buigcapaciteit van de basisplaat als gevolg van compressiebelasting
De buigcapaciteit van de basisplaat hangt af van de afmetingen. Als de plaat te breed is, het vereist dikker materiaal. Het selecteren van de rechter basisplaatgrootte voor een bepaalde belasting vereist ervaring, en het uitvoeren van meerdere berekeningen kan tijdrovend zijn. De Skyciv Base Plate Design Software vereenvoudigt dit proces, Snelle en efficiënte modellering en analyse mogelijk maken in slechts enkele seconden.
Eerste, wij bepalen de kritische cantileverlengte, dat is de grotere van Dimensie M en Dimensie n. Wij volgen AISC-ontwerpgids 01 3rd Ed. Sectie 4.3.1 als een referentie.
\( l = max links( \frac{L_{bp} – 0.8 d_{col}}{2}, \frac{B_{bp} – 0.8 d_{col}}{2} \Rechtsaf) \)
\( l = max links( \frac{350 \, \tekst{mm} – 0.8 \keer 152 \, \tekst{mm}}{2}, \frac{350 \, \tekst{mm} – 0.8 \keer 152 \, \tekst{mm}}{2} \Rechtsaf) = 114.2 \, \tekst{mm} \)
Zodra de kritische lengte is geïdentificeerd, we berekenen de Toegepast moment per lengte -eenheid, Ervan uitgaande dat de volledige compressiebelasting uniform is verdeeld over het basisplaatgebied:
\( m_f = \left( \frac{N_x}{B_{bp} L_{bp}} \Rechtsaf) \links( \frac{l^2}{2} \Rechtsaf) \)
\( m_f = \left( \frac{100 \, \tekst{kN}}{350 \, \tekst{mm} \keer 350 \, \tekst{mm}} \Rechtsaf) \keer links( \frac{114.2 \, \tekst{mm}^ 2}{2} \Rechtsaf) = 5.3231 \, \tekst{kN} \cdot \text{mm/mm} \)
Nu, gebruik makend van CSA S16:19 Clausule 13.5, we berekenen de buigcapaciteit per lengte-eenheid:
\(
m_r = \phi \left( \frac{(t_{bp})^ 2}{4} \Rechtsaf) F_{en _BP} = 0.9 \keer links( \frac{(20 \, \tekst{mm})^ 2}{4} \Rechtsaf) \keer 230 \, \tekst{MPa} = 20.7 \, \tekst{kN} \cdot \text{mm/mm}
\)
Sinds 5.3231 kN-mm/mm < 20.7 kN-mm/mm, De buigcapaciteit van de basisplaat is voldoende.
Controleren #4: Betonlagercapaciteit
De uiteindelijke controle zorgt ervoor dat het beton de toegepaste belasting kan ondersteunen. Terwijl een bredere betonnen basis het draagvermogen verhoogt, Een efficiënt ontwerp moet de sterkte en kosteneffectiviteit in evenwicht brengen. Nu, Laten we bepalen of onze concrete ondersteuning voldoende capaciteit heeft.
Beginnen, wij bepalen de draagvlakken:
A1 - Baseplaatlageroppervlak
A2 - Betonondersteuning van het lagergebied, geprojecteerd op een 2:1 helling
\(
A_1 = l_{bp} B_{bp} = 350 \, \tekst{mm} \keer 350 \, \tekst{mm} = 122500 \, \tekst{mm}^ 2
\)
\(
A_2 = n_{A2} B_{A2} = 450 \, \tekst{mm} \keer 450 \, \tekst{mm} = 202500 \, \tekst{mm}^ 2
\)
Vanaf daar, We passen toe CSA A23.3:19 Om het betonlagercapaciteit te berekenen:
\(
P_r = 0.85 \phi links( f’_c rechts) A_1 \left( \min links( \sqrt{\frac{A_2}{A_1}}, 2 \Rechtsaf) \Rechtsaf)
\)
\(
P_r = 0.85 \keer 0.65 \keer links( 20.68 \, \tekst{MPa} \Rechtsaf) \keer 122500 \, \tekst{mm}^2 \times \left( \min links( \sqrt{\frac{202500 \, \tekst{mm}^ 2}{122500 \, \tekst{mm}^ 2}}, 2 \Rechtsaf) \Rechtsaf) = 1799.5 \, \tekst{kN}
\)
Sinds 100 kN < 1799.5 kN, het betonnen draagvermogen is voldoende.
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.
