Base Plate Design Example using CSA S16:19 and CSA A23.3:19
Probleemverklaring:
Determine whether the designed column-to-base plate connection is sufficient for a 100-kN compression load.
Gegeven gegevens:
Kolom:
Kolomgedeelte: HS152X6.4
Kolomgebied: 2910 mm2
Kolommateriaal: 230G
Bodemplaat:
Baseplaat afmetingen: 350 mm x 350 mm
Basisplaatdikte: 20 mm
Basisplaatmateriaal: 230G
Grout:
Grout thickness: 20 mm
Beton:
Concrete dimensies: 450 mm x 450 mm
Betonnen dikte: 300 mm
Betonnen materiaal: 20.68 MPa
Lassen:
Compression load transferred through welds only? NEE
Stapsgewijze berekeningen:
Controleren #1: Bereken de draagvermogen van de kolom
Since the compression load is not transferred through welds alone, a proper contact bearing surface is required to ensure that the load is transferred via bearing. Refer to CSA S16:19 Clausule 28.5 for contact bearing preparation.
To calculate bearing capacity of the column, 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 minimum weld size specified 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, we determine the critical cantilever length, dat is de grotere van Dimensie M en Dimensie n. We follow AISC-ontwerpgids 01 3rd Ed. Sectie 4.3.1 als een referentie.
\( l = \max \left( \frac{L_{bp} – 0.8 d_{col}}{2}, \frac{B_{bp} – 0.8 d_{col}}{2} \Rechtsaf) \)
\( l = \max \left( \frac{350 \, \tekst{mm} – 0.8 \keer 152 \, \tekst{mm}}{2}, \frac{350 \, \tekst{mm} – 0.8 \keer 152 \, \tekst{mm}}{2} \Rechtsaf) = 114.2 \, \tekst{mm} \)
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 compute the flexural capacity per unit length:
\(
m_r = \phi \left( \frac{(t_{bp})^ 2}{4} \Rechtsaf) F_{en _BP} = 0.9 \keer links( \frac{(20 \, \tekst{mm})^ 2}{4} \Rechtsaf) \keer 230 \, \tekst{MPa} = 20.7 \, \tekst{kN} \cdot \text{mm/mm}
\)
Sinds 5.3231 kN-mm/mm < 20.7 kN-mm/mm, De buigcapaciteit van de basisplaat is voldoende.
Controleren #4: Betonlagercapaciteit
The final check ensures that the concrete can support the applied load. While a wider concrete base increases bearing capacity, an efficient design must balance strength and cost-effectiveness. Nu, let’s determine if our concrete support has sufficient capacity.
Beginnen, we determine the bearing areas:
A1 – Base plate bearing area
A2 – Concrete support bearing area, projected at a 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 apply CSA A23.3:19 to calculate the concrete bearing capacity:
\(
P_r = 0.85 \phi \left( f’_c \right) A_1 \left( \min \left( \sqrt{\frac{A_2}{A_1}}, 2 \Rechtsaf) \Rechtsaf)
\)
\(
P_r = 0.85 \keer 0.65 \keer links( 20.68 \, \tekst{MPa} \Rechtsaf) \keer 122500 \, \tekst{mm}^2 \times \left( \min \left( \sqrt{\frac{202500 \, \tekst{mm}^ 2}{122500 \, \tekst{mm}^ 2}}, 2 \Rechtsaf) \Rechtsaf) = 1799.5 \, \tekst{kN}
\)
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
Klik hier to download a sample report.
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.
