Exemplo de design da placa de base usando EN 1993-1-8-2005, EN 1993-1-1-2005 e EN 1992-1-1-2004
Declaração de problemas
Determine se a conexão projetada da coluna à placa de base é suficiente para uma carga de compressão de 1.500 kN, 12-carga de cisalhamento kN Vz, e carga de cisalhamento Vy de 25 kN.
Dados dados
Coluna:
Seção de coluna: HP 360×180
Área da coluna: 23000 milímetros2
Material da coluna: S275N
Placa Base:
Dimensões da placa de base: 750 mm x 750 milímetros
Espessura da placa de base: 25 milímetros
Material da placa de base: S235
Grout:
Espessura do rejunte: 0 milímetros
Concreto:
Dimensões concretas: 750 mm x 750 milímetros
Espessura do concreto: 380 milímetros
Material concreto: C20/25
Âncoras:
Diâmetro da âncora: 24 milímetros
Comprimento eficaz de incorporação: 300 milímetros
Final de âncora: Placa Retangular
Largura da placa embutida: 100 milímetros
Espessura da placa incorporada: 16 milímetros
Soldas:
Tamanho da solda: 12 milímetros
Classificação de metal de enchimento: E38
Carga de compressão transferida apenas através de soldas? Sim
Dados de âncora (a partir de Calculadora Skyciv):
Modelo na ferramenta gratuita SkyCiv
Modele o design da placa de base acima usando nossa ferramenta online gratuita hoje mesmo! Não é necessária inscrição.
Notas
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
Na determinação da demanda de soldagem, a calculadora SkyCiv assume que o Vy Carga de cisalhamento é resistido pelo web sozinho, a Carga de cisalhamento Vz é resistido pelo flanges sozinhos, quanto pelo carga de compressão é resistido pelo seção inteira.
Primeiro, nós calculamos o Comprimento total da solda na seção.
(EU_{texto{soldar}} = 2 b_f + 2(d_{texto{col}} – 2 t_f – 2 r_{texto{col}}) + 2(b_f – t_w – 2 r_{texto{col}}))
(EU_{texto{soldar}} = 2 vezes 378.8 texto{milímetros} + 2 vezes (362.9 texto{milímetros} – 2 vezes 21.1 texto{milímetros} – 2 vezes 15.2 texto{milímetros}) + 2 vezes (378.8 texto{milímetros} – 21.1 texto{milímetros} – 2 vezes 15.2 texto{milímetros}))
(EU_{texto{soldar}} = 1992.8 texto{milímetros})
Então, nós calculamos o comprimentos de solda no flanges quanto pelo rede.
(EU_{C,flg} = 2 b_f + 2(b_f – t_w – 2 r_{col}) = 2 vezes 378.8 texto{milímetros} + 2 vezes (378.8 texto{milímetros} – 21.1 texto{milímetros} – 2 vezes 15.2 texto{milímetros}) = 1412.2 texto{milímetros})
(EU_{C,rede} = 2,(d_{col} – 2t_f – 2r_{col}) = 2 vezes (362.9 texto{milímetros} – 2 vezes 21.1 texto{milímetros} – 2 vezes 15.2 texto{milímetros}) = 580.6 texto{milímetros})
Considerando os flanges primeiro, a Força de rotação no membro e tensões de cisalhamento são calculados usando EN 1993-1-8:2005 Cláusula 4.5.3.2.
(sigma_{criminoso} = frac{N_x}{EU_{texto{soldar}} um_{flg} sqrt{2}} = frac{1500 texto{kN}}{1992.8 texto{milímetros} vezes 8.485 texto{milímetros} times sqrt{2}} = 62.728 texto{MPa})
(sua_{criminoso} = frac{N_x}{EU_{texto{soldar}} um_{flg} sqrt{2}} = frac{1500 texto{kN}}{1992.8 texto{milímetros} vezes 8.485 texto{milímetros} times sqrt{2}} = 62.728 texto{MPa})
(e_{paralelo} = frac{V_z}{EU_{C,flg} um_{flg}} = frac{12 texto{kN}}{1412.2 texto{milímetros} vezes 8.485 texto{milímetros}} = 1.0015 texto{MPa})
Usando EN 1993-1-8:2005 Eq. (4.1), a tensão de solda de projeto com base no método direcional é então obtido.
(F_{C,Ed1} = sqrt{(sigma_{criminoso})^ 2 + 3deixou((sua_{criminoso})^ 2 + (e_{paralelo})^2direita)})
(F_{C,Ed1} = sqrt{(62.728 texto{MPa})^ 2 + 3 times left((62.728 texto{MPa})^ 2 + (1.0015 texto{MPa})^2direita)})
(F_{C,Ed1} = 125.47 texto{MPa})
Então, a projeto de tensão perpendicular no metal base é determinado.
(F_{C,Ed2} = sigma_{criminoso} = 62.728 texto{MPa})
Para a web, usamos a mesma fórmula para calcular o Força de rotação no membro e tensões de cisalhamento, que dá o correspondente tensão de solda de projeto e projeto tensão do metal base.
(sigma_{criminoso} = frac{N_x}{EU_{texto{soldar}} um_{texto{rede}} sqrt{2}} = frac{1500 texto{kN}}{1992.8 texto{milímetros} vezes 8.485 texto{milímetros} times sqrt{2}} = 62.728 texto{MPa})
(sua_{criminoso} = frac{N_x}{EU_{texto{soldar}} um_{texto{rede}} sqrt{2}} = frac{1500 texto{kN}}{1992.8 texto{milímetros} vezes 8.485 texto{milímetros} times sqrt{2}} = 62.728 texto{MPa})
(sua_{paralelo} = frac{V_y}{EU_{C,texto{rede}} um_{texto{rede}}} = frac{25 texto{kN}}{580.6 texto{milímetros} vezes 8.485 texto{milímetros}} = 5.0747 texto{MPa})
(F_{C,Ed1} = sqrt{(sigma_{criminoso})^ 2 + 3deixou((sua_{criminoso})^ 2 + (sua_{paralelo})^2direita)})
(F_{C,Ed1} = sqrt{(62.728 texto{MPa})^ 2 + 3 times left((62.728 texto{MPa})^ 2 + (5.0747 texto{MPa})^2direita)})
(F_{C,Ed1} = 125.76 texto{MPa})
(F_{C,Ed2} = sigma_{criminoso} = 62.728 texto{MPa})
Tomamos então o governando o estresse entre o você teria uma boa noção de como as conexões simples são projetadas sob o AISC e grupos de solda web.
(F_{C,Ed1} = máximo(F_{C,Ed1}, F_{C,Ed1}) = máximo(125.47 texto{MPa}, 125.76 texto{MPa}) = 125.76 texto{MPa})
(F_{C,Ed2} = máximo(F_{C,Ed2}, F_{C,Ed2}) = máximo(62.728 texto{MPa}, 62.728 texto{MPa}) = 62.728 texto{MPa})
A continuação, calculamos a capacidade de soldagem usando EN 1993-1-8:2005 Eq. (4.1). A resistência à tração final (fu) usado nesta equação é o valor mínimo entre a coluna, placa de base, e metal de solda.
(f_u = min(f_{você,texto{col}}, f_{você,texto{pb}}, f_{sua}) = mínimo(370 texto{MPa}, 360 texto{MPa}, 470 texto{MPa}) = 360 texto{MPa})
(F_{C,RD1} = frac{f_u}{beta_w,(a força de deslizamento é a soma da força horizontal resultante da pressão ativa do solo no lado ativo do solo e a força horizontal resultante da presença da sobrecarga{M2,texto{soldar}})} = frac{360 texto{MPa}}{0.8 vezes (1.25)} = 360 texto{MPa})
A Resistência do metal base também é calculado usando a mesma equação.
(F_{C,RD2} = frac{0.9 f_u}{a força de deslizamento é a soma da força horizontal resultante da pressão ativa do solo no lado ativo do solo e a força horizontal resultante da presença da sobrecarga{M2,texto{soldar}}} = frac{0.9 vezes 360 texto{MPa}}{1.25} = 259.2 texto{MPa})
Finalmente, nós comparamos o resistência de solda de filete 🐆 Compre Cialis Sem Prescrição tensão de solda de projeto, quanto pelo resistência de metais básicos 🐆 Compre Cialis Sem Prescrição tensão do metal base.
Desde a 125.76 MPa < 360 MPa, a capacidade de soldagem é suficiente.
Verificar #2: Calcule a capacidade de rolamento de concreto e a capacidade de rendimento da placa de base
Um exemplo de projeto para a capacidade de suporte do concreto e a capacidade de escoamento 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 #3: Calcular a capacidade de suporte da placa de base (Vy cisalhamento)
Quando o cisalhamento é transferido através das hastes de ancoragem, as hastes apoiam-se contra a placa de base. Portanto, precisamos verificar se a placa de base tem capacidade suficiente para resistir ao carga do rolamento nos furos de ancoragem.
A força de cisalhamento de projeto por haste de ancoragem é calculado como o carga de cisalhamento total dividida pelo número total de âncoras.
(F_{b,Ed} = frac{V_y}{n_{anc}} = frac{25 texto{kN}}{10} = 2.5 texto{kN})
A continuação, determinamos os fatores necessários para o resistência ao rolamento Cálculo. De acordo com EN 1993-1-8:2005 Tabela 3.4, obtemos o (alfa_d), (alfa_b), e (k_1) fatores.
Ambos fim e âncoras internas são considerados na determinação do correspondente (alfa_d) fatores.
(alfa_{d,texto{fim}} = frac{eu_{texto{Beira},Y}}{3 d_{texto{buraco}}} = frac{100 texto{milímetros}}{3 vezes 26 texto{milímetros}} = 1.2821)
(alfa_{d,texto{interno}} = frac{S_}{3 d_{texto{buraco}}} – fratura{1}{4} = frac{550 texto{milímetros}}{3 vezes 26 texto{milímetros}} – fratura{1}{4} = 6.8013)
Usando o menor (alfa_d) são influenciados principalmente pelas dimensões da sapata, o correspondente (alfa_b) são influenciados principalmente pelas dimensões da sapata é calculado como:
(alfa_b = minesquerda(alfa_{d,texto{fim}}, alfa_{d,texto{interno}}, fratura{F_{você,texto{anc}}}{f_{você,texto{pb}}}, 1.0direito) = min esquerda(1.2821, 6.8013, fratura{800 texto{MPa}}{360 texto{MPa}}, 1direito) = 1)
similarmente, ambos Beira e parafusos internos são considerados na determinação do (k_1) fatores.
(inclui cálculos detalhados passo a passo{1,texto{Beira}} = min esquerda(2.8deixou(fratura{eu_{texto{Beira},z}}{d_{texto{buraco}}}direito) – 1.7, 1.4deixou(fratura{S_Z}{d_{texto{buraco}}}direito) – 1.7, 2.5direito))
(inclui cálculos detalhados passo a passo{1,texto{Beira}} = min esquerda(2.8 vezes frac{75 texto{milímetros}}{26 texto{milímetros}} – 1.7, 1.4 vezes frac{150 texto{milímetros}}{26 texto{milímetros}} – 1.7, 2.5direito) = 2.5)
(inclui cálculos detalhados passo a passo{1,texto{interno}} = min esquerda(1.4deixou(fratura{S_Z}{d_{texto{buraco}}}direito) – 1.7, 2.5direito) = min esquerda(1.4 vezes frac{150 texto{milímetros}}{26 texto{milímetros}} – 1.7, 2.5direito) = 2.5)
O governante (k_1) são influenciados principalmente pelas dimensões da sapata, correspondente ao menor valor, é:
(k_1 = min(inclui cálculos detalhados passo a passo{1,texto{Beira}}, inclui cálculos detalhados passo a passo{1,texto{interno}}) = mínimo(2.5, 2.5) = 2.5)
Finalmente, nós calculamos o resistência ao rolamento usando a equação de EN 1993-1-8:2005 Tabela 3.4.
(F_{b,Rd} = frac{k_1 alpha_b f_{u _bp} d_{anc} t_{pb}}{a força de deslizamento é a soma da força horizontal resultante da pressão ativa do solo no lado ativo do solo e a força horizontal resultante da presença da sobrecarga{M2, âncora}} fratura{2.5 vezes 1 vezes 360 texto{ MPa} vezes 24 texto{ milímetros} vezes 25 texto{ milímetros}}{1.25} = 432 texto{ kN} )
Desde a 2.5 kN < 432 kN, a capacidade de suporte da placa de base é suficiente.
Verificar #4: Calcular a capacidade de suporte da placa de base (Vz cisalhamento)
O cálculo para o capacidade de carga sob cisalhamento Vz segue o mesmo procedimento que para Vy cisalhamento, mas considerando a geometria ao longo do Eixo de cisalhamento Vz.
A demanda âncora devido a Vz cisalhamento é:
(F_{b,Ed} = frac{V_z}{n_{anc}} = frac{12 texto{kN}}{10} = 1.2 texto{kN})
Usando EN 1993-1-8:2005 Tabela 3.4, os fatores são determinados da seguinte forma:
( alfa_{d,texto{fim}} = frac{eu_{texto{Beira},z}}{3 d_{texto{buraco}}} = frac{75 texto{milímetros}}{3 vezes 26 texto{milímetros}} = 0.96154 )
( alfa_{d,texto{interno}} = frac{S_Z}{3 d_{texto{buraco}}} – fratura{1}{4} = frac{150 texto{milímetros}}{3 vezes 26 texto{milímetros}} – fratura{1}{4} = 1.6731 )
( alfa_b = min!deixou(alfa_{d,texto{fim}}, alfa_{d,texto{interno}}, fratura{F_{você,texto{anc}}}{f_{você,texto{pb}}}, 1.0direito) = mínimo!deixou(0.96154, 1.6731, fratura{800 texto{MPa}}{360 texto{MPa}}, 1direito) = 0.96154 )
(inclui cálculos detalhados passo a passo{1,texto{Beira}} = mínimo!deixou(2.8deixou(fratura{eu_{texto{Beira},Y}}{d_{texto{buraco}}}direito) – 1.7, 1.4deixou(fratura{S_}{d_{texto{buraco}}}direito) – 1.7, 2.5direito))
(inclui cálculos detalhados passo a passo{1,texto{Beira}} = mínimo!deixou(2.8 times left(fratura{100 texto{milímetros}}{26 texto{milímetros}}direito) – 1.7, 1.4 times left(fratura{550 texto{milímetros}}{26 texto{milímetros}}direito) – 1.7, 2.5direito) = 2.5)
(inclui cálculos detalhados passo a passo{1,texto{interno}} = mínimo!deixou(1.4deixou(fratura{S_}{d_{texto{buraco}}}direito) – 1.7, 2.5direito) = mínimo!deixou(1.4 times left(fratura{550 texto{milímetros}}{26 texto{milímetros}}direito) – 1.7, 2.5direito) = 2.5)
(k_1 = min!deixou(inclui cálculos detalhados passo a passo{1,texto{Beira}}, inclui cálculos detalhados passo a passo{1,texto{interno}}direito) = mínimo(2.5, 2.5) = 2.5)
Finalmente, a projeto de resistência ao rolamento do placa de base é:
(F_{b,Rd} = frac{k_1 alpha_b f_{você,pb} d_{anc} t_{pb}}{a força de deslizamento é a soma da força horizontal resultante da pressão ativa do solo no lado ativo do solo e a força horizontal resultante da presença da sobrecarga{M2,texto{âncora}}} = frac{2.5 vezes 0.96154 vezes 360 texto{MPa} vezes 24 texto{milímetros} vezes 25 texto{milímetros}}{1.25} = 415.38 texto{kN})
Desde a 1.2 kN < 415 kN, a capacidade de suporte da placa de base é suficiente.
Verificar #5: Calcular a capacidade de ruptura do concreto (Vy cisalhamento)
Um exemplo de projeto para a capacidade de ruptura do concreto já foi discutido no Exemplo de projeto de placa base para cisalhamento. Consulte este link para o cálculo passo a passo.
Verificar #6: Calcular a capacidade de ruptura do concreto (Vz cisalhamento)
Um exemplo de projeto para a capacidade de ruptura do concreto já foi discutido no Exemplo de projeto de placa base para cisalhamento. Consulte este link para o cálculo passo a passo.
Verificar #7: Calcule a capacidade de pryout concreto
Um exemplo de projeto para a capacidade do concreto contra a força de cisalhamento já foi discutido no Exemplo de projeto de placa de base para cisalhamento. Consulte este link para o cálculo passo a passo.
Verificar #8: Calcule a 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.
Compre software de placa de base
Compre a versão completa do módulo de design da placa de base por conta própria, sem outros módulos Skyciv. Isso oferece um conjunto completo de resultados para o design da placa de base, incluindo relatórios detalhados e mais funcionalidade.
