Exemplo de design da placa de base usando CSA S16:19 e CSA A23.3:19
Declaração de problemas
Determinar se a conexão de placa de coluna para base projetada é suficiente para um 25 kN carga de compressão, 5 kN Vy Carga de cisalhamento 5 kN Carga de cisalhamento Vz.
Dados dados
Coluna:
Seção de coluna: HS152x152x6.4
Área da coluna: 3610 milímetros2
Material da coluna: 350C
Placa Base:
Dimensões da placa de base: 350 mm x 350 milímetros
Espessura da placa de base: 20 milímetros
Material da placa de base: 300C
Grout:
Espessura do rejunte: 0 milímetros
Concreto:
Dimensões concretas: 450 mm x 450 milímetros
Espessura do concreto: 300 milímetros
Material concreto: 20.68 MPa
Rachado ou sem crack: Rachado
Âncoras:
Diâmetro da âncora: 12.7 milímetros
Comprimento eficaz de incorporação: 250 milímetros
Material de aço: ASTM F1554 G36
Roscas no plano de cisalhamento: Incluído
Final de âncora: Placa Circular
Soldas:
Tipo de solda: Complete Joint Penetration (CJP)
Dados de âncora (a partir de Calculadora Skyciv):
Modelo na ferramenta gratuita SkyCiv
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Observação
O objetivo deste exemplo de projeto é demonstrar os cálculos passo a passo para verificações de capacidade envolvendo cisalhamento simultâneo e cargas axiais. Algumas das verificações necessárias já foram discutidas nos exemplos de design anteriores. Consulte os links fornecidos em cada seção.
Cálculos passo a passo
Verificar #1: Calcule a capacidade de solda
Dado que a carga de compressão da coluna é transferida através de soldas, precisamos considerar o carga resultante das cargas de compressão e cisalhamento na determinação da resistência das soldas.
Para avaliar a capacidade de solda, Primeiro determinamos o Comprimento total da solda com base nas dimensões da coluna.
\(EU_{\texto{C}} = frac{UMA_{\texto{col}}}{t_{\texto{col}}} = frac{3610\ \texto{milímetros}^ 2}{6.35\ \texto{milímetros}} = 568.5\ \texto{milímetros}\)
A continuação, expressamos a demanda em termos de força por unidade de comprimento.
\(v_{fy} = frac{V_u}{L_w} = frac{5\ \texto{kN}}{568.5\ \texto{milímetros}} = 0.008795\ \texto{kN / mm}\)
\(v_{fz} = frac{V_z}{L_w} = frac{5\ \texto{kN}}{568.5\ \texto{milímetros}} = 0.008795\ \texto{kN / mm}\)
A carga resultante é determinada como:
\(r_f = \sqrt{(v_{fy})^ 2 + (v_{fz})^ 2}\)
\(r_f = \sqrt{(0.008795\ \texto{kN / mm})^ 2 + (0.008795\ \texto{kN / mm})^ 2} = 0.012438\ \texto{kN / mm}\)
Então, Nós determinamos o CJP weld capacity per unit length. Primeiro, we check the base metal capacities of both column and base plate using CSA S16:19 Cláusula 13.13.2.1(uma).
\(v_{r,\texto{col}} = 0.67\phi_{\texto{col}}F_{você,\texto{col}} = 0.67 \vezes 0.67 \vezes 6.35\ \texto{milímetros} \vezes 450\ \texto{MPa} = 1.2827\ \texto{kN / mm}\)
\(v_{r,\texto{pb}} = 0.67\phi_{\texto{pb}}F_{você,\texto{pb}} = 0.67 \vezes 0.67 \vezes 20\ \texto{milímetros} \vezes 450\ \texto{MPa} = 4.0401\ \texto{kN / mm}\)
Então, we check the weld metal capacity using CSA S16:19 CLause 13.13.2.1(b).
\(v_{r,\texto{soldar}} = 0.67\phi_{\texto{soldar}}X_u = 0.67 \vezes 0.67 \vezes 6.35\ \texto{milímetros} \vezes 430\ \texto{MPa} = 1.2257\ \texto{kN / mm}\)
Tomamos então a capacidade mínima como o governing capacity.
\(v_r = \min (v_{r,\texto{pb}}, v_{r,\texto{col}}, v_{r,\texto{soldar}}) = min (4.0401\ \texto{kN / mm}, 1.2827\ \texto{kN / mm}, 1.2257\ \texto{kN / mm}) = 1.2257\ \texto{kN / mm}\)
Desde a 0.012 kN < 1.23 kN A capacidade de solda é suficiente.
Verificar #2: Calcule a capacidade de rolamento da coluna
Um exemplo de projeto para a capacidade de carga do pilar já foi discutido no Exemplo de projeto de placa de base para compressão. Consulte este link para o cálculo passo a passo.
Verificar #3: Calcule a capacidade de rendimento flexural da placa de base devido à carga de compressão
Um exemplo de projeto para a capacidade de escoamento por flexão da placa de base já foi discutido no Exemplo de projeto de placa de base para compressão. Consulte este link para o cálculo passo a passo.
Verificar #4: Capacidade de rolamento de concreto
Um exemplo de projeto para a capacidade de suporte do concreto já foi discutido no Exemplo de projeto de placa de base para compressão. Consulte este link para o cálculo passo a passo.
Verificar #5: Capacidade de ruptura de concreto (Vy cisalhamento)
Um exemplo de projeto para a capacidade de ruptura do concreto devido ao cisalhamento Vy já está discutido no Exemplo de projeto de placa de base para cisalhamento. Consulte este link para o cálculo passo a passo.
Verificar #6: Capacidade de ruptura de concreto (Cisalhamento Vz)
Um exemplo de projeto para a capacidade de ruptura do concreto devido ao cisalhamento Vz já foi discutido no Exemplo de projeto de placa base para cisalhamento. Consulte este link para o cálculo passo a passo.
Verificar #7: Capacidade de extração de concreto
Um exemplo de projeto para a capacidade da seção de concreto contra o arrancamento já foi discutido no Exemplo de projeto de placa de base para cisalhamento. Consulte este link para o cálculo passo a passo.
Verificar #8: Capacidade de cisalhamento da haste de ancoragem
Um exemplo de projeto para a capacidade de cisalhamento da haste de ancoragem já foi discutido no Exemplo de projeto de placa de base para cisalhamento. Consulte este link para o cálculo passo a passo.
Resumo do projeto
A Software de design de placa de base skyciv pode gerar automaticamente um relatório de cálculo passo a passo para este exemplo de design. Ele também fornece um resumo dos cheques executados e suas proporções resultantes, facilitando o entendimento da informação. Abaixo está uma tabela de resumo de amostra, que está incluído no relatório.
Relatório de amostra de Skyciv
Veja o nível de detalhe e clareza que você pode esperar de um relatório de design de placa base SkyCiv. O relatório inclui todas as principais verificações de projeto, equações, e resultados apresentados em um formato claro e fácil de ler. É totalmente compatível com os padrões de design. Clique abaixo para ver um exemplo de relatório gerado usando a calculadora de placa base SkyCiv.
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