Gratis online basisplaatcalculator

De Amerikaans workflow ontwerpt de stalen kolom en basisplaat volgens AISC 360-22 en AISC-ontwerpgids 1 (3RD -editie), en de betonnen ondersteuning en verankering aan ACI 318-19. Secties zijn afkomstig uit het AISC Steel Construction Manual (15e editie) databases, in imperiale of metrische eenheden.

Controles uitgevoerd:

1. Controle van lasnaden tussen kolom en basisplaat
2. Kolomlagering op de bodemplaat
3. Betonnen lager
4. Buigzame basisplaat onder drukbelasting
5. Basisplaat buigzaam meegevend onder trekbelasting
6. Trekbreuk van de ankerstang
7. Afschuifbreuk van de ankerstang
8. Betonuitbraak onder spanning
9. Betonuitbraak bij afschuiving
10. Anker uittrekbaar
11. Beton afschuiving
12. Uitbarsting van betonzijvlak onder spanning
13. Spanning-afschuifinteractie voor ankerstaal en voor beton

ACI 318-19 behandelt een enkel anker en een ankergroep onder verschillende bepalingen, en het onderscheid heeft een groot effect op het verwachte uitbraakgebied dat de trek- en schuifcapaciteit regelt. Of een lay-out zich als afzonderlijke ankers of als groep gedraagt, hangt af van de afstand ten opzichte van de inbeddingsdiepte, en de rekenmachine maakt die bepaling op basis van uw geometrie in plaats van u dat te vragen. Een patroon met vier ankers op grote afstand en een patroon met twaalf ankers op korte afstand worden elk beoordeeld onder het juiste geval.

Eurocode ontwerpen volgen EN 1993-1-8:2005 voor de verbinding, IN 1992-1-1:2004 voor beton en EN 1992-4:2018 voor ingestorte ankers, ondersteund door SCI P358 en SCI P398 en de nationale bijlage bij BS EN 1993-1-8:2024. Er zijn zowel Europese als Britse sectiebibliotheken beschikbaar, dus UB, UC- en SHS-profielen kunnen naast HE- en IPE-profielen worden gebruikt.

Controles uitgevoerd:

1. Controle van lasnaden tussen kolom en basisplaat
2. Betonnen lager, met buigzame basisplaat die meegeeft onder drukbelasting
3. Basisplaat buigzaam meegevend onder trekbelasting, met behulp van vloeilijnanalyse
4. Ankerstaalbreuk onder spanning
5. Ankerstaalbreuk bij afschuiving
6. Betonkegelbreuk onder spanning
7. Betonrandbreuk bij afschuiving
8. Anker uittrekbaar
9. Beton afschuiving
10. Betonzijde uitblazen als gevolg van spanning
11. Gecombineerde spanning- en schuifinteractie voor controles van ankerstaal en voor controles van beton
12. Initiële rotatiestijfheid voor vaste basisplaten

Bij de berekening aan de spanningszijde verschilt de Eurocode het meest zichtbaar van de Amerikaanse aanpak. In plaats van een gelijkwaardige cantilever, IN 1993-1-8 werkt vanuit een gelijkwaardige T-stomp en een vloeilijnpatroon in de plaat, en het patroon dat zich vormt, hangt af van waar de ankers zitten ten opzichte van de flens en het lijf. De rekenmachine identificeert het heersende patroon onder de mogelijke modi: circulaire, niet-circulair, of dubbele kromming.

Twee inputs die vaak elders een oplossing nodig hebben, worden direct afgehandeld. De groutsterkte wordt als volgt geselecteerd 30 MPa of tenminste 30 MPa, waarmee de verbindingscoëfficiënt wordt ingesteld die wordt gebruikt bij de lagerberekening. De speling van het ankergat wordt geclassificeerd als spelingvrij, code-compatibel of niet-compatibel, wat de schuifweerstand beïnvloedt. Blootstellingsklasse en structurele klasse-inputs sturen de duurzaamheidscontroles aan.

Australisch ontwerpen volgen AS 4100:2020 voor de stalen kolom en plaat, ALS 3600:2018 voor de concrete ondersteuning en AS 5216:2021 voor ingegoten verankering. Secties zijn afkomstig uit de Australische bibliotheken, met AS/NZS 3679.1 en 3679.2 kwaliteiten voor open secties en AS/NZS 1163 kwaliteiten voor holle profielen.

Controles uitgevoerd:

1. Controle van lasnaden tussen kolom en basisplaat, met lascategorie ingesteld als SP of GP
2. Betonnen lager
3. Buigzame basisplaat onder drukbelasting
4. Basisplaat buigzaam meegevend onder trekbelasting
5. Ankerstaalbreuk onder spanning
6. Ankerstaalbreuk bij afschuiving
7. Betonkegelbreuk onder spanning
8. Betonrandbreuk bij afschuiving
9. Anker uittrekbaar
10. Beton afschuiving
11. Betonzijde uitblazen als gevolg van spanning
12. Gecombineerde spanning- en schuifinteractie voor controles van ankerstaal en voor controles van beton

ALS 5216:2021 laat verschillende beslissingen over aan de ingenieur, en de rekenmachine geeft ze weer als invoer in plaats van ze achter de schermen vast te leggen. Anker ductiliteitssets k7 voor de staalafschuifcontrole. De mate van beperking bepaalt of het anker wordt behandeld als vrij draaibaar of als vastgezet op de plaat, waardoor de hefboomarm en de in de stang geïnduceerde buiging veranderen. Wrikken en de hefboomarm zelf kunnen direct worden ingevoerd of op de automatische berekening worden gelaten. Omdat elke aanname in de invoer en opnieuw in het rapport verschijnt, een recensent kan zien wat er werd aangenomen, in plaats van dit uit de cijfers te halen.

Canadees ontwerpen gebruiken CSA S16:19 voor de stalen kolom en voetplaat en CSA A23.3:19 voor de betonnen ondersteuning en verankering, met verwijzing naar het CAC Betonontwerphandboek (3RD -editie). Secties zijn afkomstig uit de CSA-bibliotheken, inclusief HSS G40.21 profielen en W-vormen, met standaard CSA-cijfers voor de kolom, plaat en ankerstangen.

Controles uitgevoerd:

1. Controle van lasnaden tussen kolom en basisplaat
2. Kolomlagering op de bodemplaat
3. Betonnen lager
4. Buigzame basisplaat onder drukbelasting
5. Basisplaat buigzaam meegevend onder trekbelasting
6. Trekbreuk van de ankerstang
7. Afschuifbreuk van de ankerstang
8. Betonuitbraak onder spanning
9. Betonuitbraak bij afschuiving
10. Anker uittrekbaar
11. Beton afschuiving
12. Uitbarsting van betonzijvlak onder spanning
13. Spanning-afschuifinteractie voor ankerstaal en voor beton

CSA A23.3:19 stelt zijn ankerweerstandsfactoren vast door middel van weerstandsmodificatieclassificaties in plaats van vaste waarden, en deze worden in de rekenmachine geselecteerd als classificaties. Kiezen voor ductiel of bros voor de met staal bestuurde kast, en voorwaarde A of voorwaarde B voor het geval waarin beton wordt bestuurd, werkt de onderliggende spannings- en schuiffactoren bij naar de waarden die de code vereist. Elke factor kan nog steeds worden overschreven als een projectspecificatie om iets anders vraagt.

De Canadese workflow kan ook de buigcapaciteit van de basisplaat controleren, zowel parallel als loodrecht op het uitgeoefende moment, wat van belang is voor platen die bijna vierkant zijn of waarbij de ankerindeling niet is uitgelijnd met de buigas.

Basisplaten behoren tot de meest herhaalde verbindingen in constructiestaal, en het meeste werk bij het ontwerpen ervan is werk dat een computer zou moeten doen: het controleren van afmetingen ten opzichte van codeminima, het uitvoeren van dezelfde twaalf controles voor elke belastingscombinatie, het schrijven van de berekening, en de details tekenen. De rekenmachine automatiseert ze alle vier.

Bij sterkteberekeningen wordt ervan uitgegaan dat de verbinding kan worden opgebouwd zoals getekend. Voordat er een capaciteitscontrole wordt uitgevoerd, de rekenmachine beoordeelt de geometrie op conflicten en bouwbaarheid en rapporteert het resultaat in een Detailing Check Summary.

De controles detecteren botsingen en niet-conforme geometrie: ankers te dicht bij elkaar geplaatst, verankert te dicht bij de plaatrand, een basisplaat met een grotere voetafdruk dan het beton dat deze ondersteunt, lassen die de ankerposities vervuilen. Ze markeren ook waarden die buiten het bereik vallen dat normaal in de praktijk wordt gezien, waarmee echte ontwerpproblemen en eenvoudige invoerfouten worden opgespoord: een dikte die in de verkeerde eenheden is ingevoerd, een decimaalteken op de verkeerde plaats, een inbeddingsdiepte die een orde van grootte groter is.

De huidige controles zijn:

• Lasgrootte — vergeleken met het minimum en maximum vereist door de geselecteerde ontwerpcode
• Ankerspeling – of er fysieke ruimte is om een ​​sluitring te plaatsen en een moer te draaien, rekening houdend met nabijgelegen lassen en aangrenzende geometrie
• Randafstand voetplaat — minimale afstand van anker tot rand voor de geselecteerde code
• Afmetingen ingebedde plaat – vergeleken met een voorgesteld minimum van vier keer de ankerdiameter
• Splijten van beton — minimale ankerafstand en minimale dekking (niet toegepast in de Australische workflow)
• Minimaal aantal ankers: minimaal vier ankers worden aanbevolen

Bij een mislukte controle wordt de verantwoordelijke dimensie genoemd, dus de correctie ligt voor de hand. Controles kunnen afzonderlijk worden uitgeschakeld in Ontwerpinstellingen, en als een gemarkeerd item acceptabel is voor het project, kunt u het overschrijven en het ontwerp toch uitvoeren. Dit zijn de details die goedkoop zijn om te repareren in de ontwerpfase en duur om ter plekke te repareren, zodra de ankers zijn gegoten en de plaat van de fabrikant is aangekomen.

Met één klik worden de volledige reeks controles uitgevoerd: staal, beton, lassen en verankeren — voor elke belastingscombinatie in het model tegelijk. De resultatentabel vermeldt elke controle met de bijbehorende vraag, zijn capaciteit, de vraag-capaciteitsverhouding en de belastingscombinatie die voor die specifieke controle geldt, zodat u kunt zien welke combinatie de oorzaak is van elk resultaat, in plaats van alleen of het geslaagd is.

Het rekenrapport is opgebouwd uit dezelfde run, zonder afzonderlijke schrijfstap. Hierin staat de stapsgewijze werking van iedere controle, de vergelijking en het clausulenummer waarnaar wordt verwezen uit de door u geselecteerde code, en geschaalde illustraties van de invoergeometrie en de ankercontroleoppervlakken. Projectnaam, bedrijf, ontwerper, project-ID en klantgegevens worden vanaf het tabblad Details overgedragen naar de rapportkop. Exporteren naar PDF of HTML.

Het punt van het tonen van de volledige werking is de controleerbaarheid. Een controleur kan de berekening regel voor regel volgen en de aannames zien in plaats van een capaciteitscijfer en een voldoende te accepteren, wat de uitvoer ook bruikbaar maakt als ontwerpregistratie ter goedkeuring.

Zodra het ontwerp is geslaagd, hetzelfde model maakt de detailtekening. De output is een echte CAD-tekening met lagen en annotaties, geen screenshot van het model.

Het blad bevat plattegronden en aanzichten, volledige afmetingen, lasmarkeringen, een laadschema en een titelblok. Toelichtingen, tekennotities en titelblokinformatie zijn allemaal bewerkbaar, de tekening kan worden geschaald, en er is een lange lijst met papierformaten beschikbaar. Download het als PDF, klaar om te worden uitgegeven, of open het erin SkyCiv CloudCAD om het verder te ontwikkelen - pas lagen aan, voeg notities toe en maak het blad op zonder SkyCiv te verlaten.

De tijdsbesparing is eenvoudig: niemand tekent de bodemplaat met de hand opnieuw, wat een tekenaar een paar uur per detail kost. De besparing houdt ook stand bij herzieningen. Wanneer de plaatdikte verandert of een anker beweegt, genereer de tekening opnieuw en het nieuwe blad verschijnt met de bijgewerkte geometrie en afmetingen al aanwezig, in plaats van iemand terug te sturen naar het CAD-bestand om elke betrokken annotatie te achtervolgen.

Elk ontwerp dat u in de rekenmachine kunt instellen, kan ook programmatisch worden uitgevoerd via de SkyCiv API, de ... gebruiken standalone.basisplaat naamruimte. Dien het ontwerpobject in, ontvang de volledige controleresultaten, en genereer het berekeningsrapport zonder de interface te openen.

Een run gebruikt twee functies: standalone.basisplaat.start om de sessie te openen, vervolgens standalone.baseplate.check om het ontwerp in te dienen. Omdat beide nodig zijn, elke basisplaat instelkosten 2 API-credits.

De API ondersteunt alle vier de belangrijkste codefamilies: Amerikaans, Australisch, Canadees en Europa – en de verzoekstructuur is voor beide hetzelfde. De verschillen tussen codes beperken zich tot de weerstandsfactoren, ontwerpinstellingen en materiaalwaarden, dus een integratie die voor één code is gebouwd, breidt zich uit naar de andere zonder de payload te herstructureren.

Het argument voor de API is volume. Als je in een magazijn dezelfde verbinding over veertig kolommen ontwerpt, maatplaten voor een productlijn montageframes, of het bouwen van een configurator die op aanvraag een basisplaat moet produceren, het uitvoeren ervan als een batch vervangt het werk van het handmatig instellen van elk model.

Volledige invoerreferentie en voorbeeldpayloads voor elke ontwerpcode vindt u in de standalone.baseplate API-documentatie.

Een primeur basisplaat model duurt nog geen tien minuten. Kies een ontwerpcode en een startsjabloon, werk vervolgens de tabbladen in volgorde door.

1. Projectdetails. Stel uw eenheden in en voer de projectnaam in, bedrijf, ontwerper, project-ID en klant. Deze worden doorgevoerd in het rekenrapport en de detailtekening, dus als u ze nu invult, bespaart u later het bewerken van het rapport. Ontwerpfactoren en controleopties zitten hier ook, onder Ontwerpinstellingen, al ingevuld met de standaardwaarden voor de door u gekozen code.
2. Geometrie. Selecteer de kolomvorm: I-sectie, rechthoekige of vierkante HSS, of circulair HSS — kies vervolgens het profiel uit de AISC, IN, AS- of CSA-database en stel het cijfer in, of voer aangepaste Fy en Fu in. Stel de breedte van de voetplaat in, lengte en dikte, voeg grout toe als de verbinding dit heeft, en definieer de betonafmetingen, druksterkte en of het gescheurd of ongescheurd is. Auto-Size proportioneert de plaat met de kolom en het beton met de plaat; het werkt alleen vanuit de geometrie, Beschouw het dus als een startpunt en niet als een ontwerp.
3. Ankers. Stel de ankerdiameter in, helling en ingebedde eindvoorwaarde — recht, rechthoekige plaat, ronde plaat of haak - samen met de inbeddingslengte hebben. U kunt er ook voor kiezen om gelaste plaatringen te gebruiken, indien ondersteund door de geselecteerde ontwerpcode. Positionering wordt behandeld in het volgende gedeelte.
4. Lassen. Kies filet of CJP/FPBW, stel het lasmateriaal en de beenmaat in, en pas de terugstelling op I-secties aan om de afrondingsradius vrij te maken. Ook kies je hoe de compressie de plaat bereikt: door de lasnaden, of door rechtstreekse plaatsing van het kolomgedeelte op de plaat, wat de standaard en de gebruikelijke opstelling is waarbij het kolomuiteinde is voorbereid voor peiling.
5. Kolombelastingen. Voer meegerekende belastingen in — axiaal, afschuiving en sterke asbuiging. Axiaal volgt de conventie dat positief compressie is en negatief spanning. Voeg zoveel belastingscombinaties toe als het ontwerp nodig heeft; elke cheque rapporteert welke één regelt. Als de structuur is gemodelleerd in SkyCiv Structural 3D, deze waarden zijn de steunreacties.
6. Voer de controles uit. De Samenvatting van de Detailleringscontrole komt eerst. Wis het, of overschrijven waar nodig, voer vervolgens de ontwerpcontroles uit voor de volledige resultatentabel en het gedetailleerde berekeningsrapport.
7. Genereer de gedetailleerde tekening. Elke controle is eenmaal geslaagd, de tekening genereren. Print het zoals het komt, in de standaardstijl en lay-out, of open het erin SkyCiv CloudCAD om het verder te ontwikkelen. CloudCAD is de eigen tekensoftware van SkyCiv, en voor het bewerken daar is een abonnement vereist.

De ankerlay-out is opgebouwd uit vooraf gedefinieerde patronen in plaats van anker voor anker te worden geplaatst. Kies het patroon dat bij uw detail past en de rekenmachine positioneert de staven symmetrisch rond de kolom voor u, waardoor de lay-outberekeningen worden verwijderd en de asymmetrie achter de meeste fouten bij het uitzetten van ankers wordt uitgesloten. De beschikbare patronen zijn afhankelijk van de kolomvorm:

• Kolommen met I-sectie — Hoeken, Alleen flens, Alleen internet
• Rechthoekige en vierkante kolommen — Hoeken, Alleen boven/onder, Alleen links/rechts, Alle kanten
• Ronde kolommen — Hoeken

Binnen een patroon bepaalt u het aantal ankers, de afstand in elke richting en de randafstand tot de plaatrand. Het patroon bepaalt het arrangement; jij bepaalt de afmetingen. Volledig aangepaste positionering, dat wil zeggen individuele ankers op willekeurige coördinaten, is nog niet inbegrepen.

Plaats uw ankers in de spanningszone

Weten waar je de ankers moet plaatsen, zodat ze daadwerkelijk onder spanning werken, is een van de meer ervaringsafhankelijke onderdelen van het ontwerpen van basisplaten, zodat de rekenmachine het voor u uittekent. De spanningszones zijn vooraf gedefinieerd op de plaat en weergegeven op het model, en waar ze zitten volgt de ondersteuningsconditie:

• Vastgezette basissen — de zones zijn de gebieden die zich het dichtst bij de kolomvlakken bevinden: langs de flenzen en het lijf op een I-profiel, of langs de vlakken van een HSS.
• Vaste bases onder sterke asbuiging - de zones bevinden zich buiten de flenzen, tussen elke flens en de dichtstbijzijnde rand van de basisplaat.

Dit zijn de gebieden waar een anker onder spanning komt te staan, ze zijn dus waar u uw hengels wilt hebben wanneer een belastinggeval voor opwaartse kracht of netspanning zorgt. Die ankers houden de kolom vast, en door ze binnen de zone te plaatsen, blijft de lay-out consistent met hoe de spanning wordt berekend.

Schakel in Toon ankerspanningzones in de figuurinstellingen en de zones verschijnen op de plaat terwijl u ankers plaatst, zodat u de juiste plaatsing kunt zien terwijl u nog steeds de afstanden en randafstanden kiest. De Anchor Data Summary bevestigt dit achteraf, waarbij elk anker met zijn ID wordt vermeld, coördinaten en of het zich binnen een zone bevindt.

Als uw basis pure compressie draagt ​​zonder opwaartse beweging, De ankerpositie is een detailbeslissing en het plaatsen van hengels buiten de zones is volkomen redelijk. De zones zijn van belang zodra er spanning in beeld komt.

Enkele ankers en ankergroepen

De ankerafstand doet nog iets dat het begrijpen waard is: het bepaalt of uw ankers als individuele ankers of als groep worden beoordeeld.

Het onderscheid geldt alleen voor de betoncontroles. Staalspanning en schuifbreuk worden altijd per anker beoordeeld, aangezien de capaciteit van een hengel afhangt van zijn eigen oppervlakte en kwaliteit. Betoncapaciteit werkt anders, omdat het afhangt van het volume beton dat een anker kan mobiliseren, en aangrenzende ankers strijden om hetzelfde beton.

Wat de twee gevallen scheidt, is of de geprojecteerde faaloppervlakken elkaar overlappen. Ankers die ver uit elkaar liggen, of ondiep ingebed, projecteer kegels die uit elkaar blijven, dus elk anker wordt afzonderlijk gecontroleerd. Breng ze dichter bij elkaar of veranker ze dieper en de kegels kruisen elkaar. Vanaf dat moment beheerst het beton de capaciteit van de hele groep, en de groepscapaciteit is niet de som van de individuele ankercapaciteiten.

De codes gebruiken afzonderlijke vergelijkingen voor de twee gevallen. Onder ACI 318-19, de spanningsdoorbraak voor een enkel anker is Ncb; voor een groep wordt het Ncbg, die werkt vanuit het gecombineerde geprojecteerde gebied en een excentriciteitsmodificatiefactor toevoegt om rekening te houden met de spanning die wordt uitgeoefend op het zwaartepunt van de groep. Uitbraak door afschuiving en uitbraak aan de zijkant volgen hetzelfde patroon, elk met een eigen groepsvorm. Het uittrekken van het anker is de uitzondering: het wordt altijd per anker geëvalueerd, omdat het wordt bepaald door een lager aan het ingebedde uiteinde in plaats van door een betonnen kegel.

De rekenmachine bepaalt op basis van uw geometrie welk geval van toepassing is en geeft de geprojecteerde faalgebieden op het model weer, het groepsgedrag is dus iets dat u naast de cijfers kunt zien terwijl u de afstand bepaalt, inbedding en randafstanden.

Voor een vollediger behandeling van elke ACI-storingsmodus en de oorzaken ervan, zie de SkyCiv-gids voor ACI-ankercontroles.

Frameanalyse beschouwt een kolombasis gewoonlijk als vastgezet of volledig vast. De werkelijke basisplaten vallen tussen de twee. IN 1993-1-8 verwacht daarom dat een vaste basis gerechtvaardigd wordt door de stijfheid van de verbinding.

Voor Eurocode-uitvoeringen met een vaste basis, de rekenmachine berekent de initiële rotatiestijfheid Sj,ini van de verbinding en classificeert deze op basis van de codelimieten. De classificatie wordt uitgedrukt als een vermenigvuldiger op de eigen EI/L van de kolom, met grenzen aan de onder- en bovengrenzen van de code, dus de uitvoer vertelt u direct of de basis als stijf kan worden behandeld, semi-rigide of nominaal vastgezet in het analysemodel.

Er zijn twee ingangen nodig om de controle uit te voeren:

1. Geef kolomhoogte op, ingevoerd op het tabblad Geometrie. De classificatie vergelijkt de verbindingsstijfheid met de buigstijfheid van de kolom die deze ondersteunt, dus dezelfde basisplaat kan stijf zijn onder een korte, gedrongen kolom en halfstijf onder een lange, slanke kolom.
2. Zorg voor zowel moment- als axiale belasting in het belastinggeval. Rotatiestijfheid is een moment-rotatie-eigenschap, dus een puur axiaal geval heeft geen rotatie om te classificeren. Een moment-only case werkt ook niet. De Eurocode-formulering werkt vanuit de excentriciteit van de belasting, e = M/N, die geen eindige waarde heeft als de axiale belasting nul is. Beide componenten moeten aanwezig zijn wil de verbinding een stijfheid kunnen rapporteren.

Als het resultaat weer onder de starre grens komt, de hendels zijn van een dikkere plaat, een langere hefboomarm tussen de ankergroep en de compressiezone, of een stijvere ankeropstelling. Elk probleem wordt onmiddellijk opnieuw opgelost, dus het effect van een verandering is binnen een paar seconden zichtbaar, in plaats van een herbouw van het model.