Exemplo de design da placa de base usando CSA S16:19 e CSA A23.3:19
Declaração de problemas
Determine se a conexão de placa coluna para base projetada é suficiente para uma carga de compressão de 100 kN.
Dados dados
Coluna:
Seção de coluna: HS152X6.4
Área da coluna: 2910 milímetros2
Material da coluna: 230G
Placa Base:
Dimensões da placa de base: 350 mm x 350 milímetros
Espessura da placa de base: 20 milímetros
Material da placa de base: 230G
Grout:
Espessura do rejunte: 20 milímetros
Concreto:
Dimensões concretas: 450 mm x 450 milímetros
Espessura do concreto: 300 milímetros
Material concreto: 20.68 MPa
Soldas:
Carga de compressão transferida apenas através de soldas? NÃO
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Cálculos passo a passo
Verificar #1: Calcule a capacidade de rolamento da coluna
Como a carga de compressão não é transferida sozinha por soldas, É necessária uma superfície adequada do rolamento de contato para garantir que a carga seja transferida por meio de rolamento. Consulte CSA S16:19 Cláusula 28.5 Para preparação de rolamentos de contato.
Para calcular a capacidade de rolamento da coluna, nós vamos usar CSA S16:19 Cláusula 13.10:
\(B_r = 1.50\phi F_{y\_col} A_{col} = 1.5 \times 0.9 \times 230 \text{ MPa} \times 2910 \text{ mm}^2 = 903.55 \text{ kN}\)
Desde a 100 kN < 903.55 kN, A capacidade de rolamento da coluna é suficiente.
Verificar #2: Calcule a capacidade de solda
Usar Tamanho mínimo da solda especificado em CSA S16:19.
Verificar #3: Calcule a capacidade de rendimento flexural da placa de base devido à carga de compressão
A capacidade de flexão da placa de base depende de suas dimensões. Se o prato estiver muito largo, exigirá material mais espesso. Selecionar o tamanho certo da placa de base para uma determinada carga requer experiência, e realizar vários cálculos pode ser demorado. A Software de design de placa de base skyciv simplifica esse processo, permitindo modelagem e análise rápidas e eficientes em apenas segundos.
Primeiro, Determinamos o comprimento crítico do cantilever, qualhttps://skyciv.com/structural-software/base-plate-design-software/ch é o maior de dimensão m e dimensão n. Nós seguimos Guia de projeto AISC 01 3rd ed. Seção 4.3.1 como referência.
\(l = \max\left(\dfrac{L_{bp} – 0.8d_{col}}{2}, \dfrac{B_{bp} – 0.8d_{col}}{2}\right)\)
\(l = \max\left(\dfrac{350 \text{ mm} – 0.8 \times 152 \text{ mm}}{2}, \dfrac{350 \text{ mm} – 0.8 \times 152 \text{ mm}}{2}\right) = 114.2 \text{ mm}\)
Depois que o comprimento crítico é identificado, nós calculamos o Momento aplicado por unidade de comprimento, Supondo que a carga completa de compressão seja distribuída uniformemente sobre a área da placa de base:
\(m_f = \left(\dfrac{N_x}{B_{bp} L_{bp}}\right)\left(\dfrac{l^2}{2}\right)\)
\(m_f = \left(\dfrac{100 \text{ kN}}{350 \text{ mm} \times 350 \text{ mm}}\right) \times \left(\dfrac{114.2 \text{ mm}^2}{2}\right) = 5.3231 \text{ kN} \cdot \text{mm/mm}\)
Agora, usando CSA S16:19 Cláusula 13.5, calculamos a capacidade de flexão por unidade de comprimento:
\(m_r = \phi\left(\dfrac{(t_{bp})^2}{4}\right) F_{y\_bp} = 0.9 \times \left(\dfrac{(20 \text{ mm})^2}{4}\right) \times 230 \text{ MPa} = 20.7 \text{ kN} \cdot \text{mm/mm}\)
Desde a 5.3231 KN-MM/MM < 20.7 KN-MM/MM, A capacidade de flexão da placa de base é suficiente.
Verificar #4: Capacidade de rolamento de concreto
A verificação final garante que o concreto possa apoiar a carga aplicada. Enquanto uma base de concreto mais ampla aumenta a capacidade de rolamento, Um design eficiente deve equilibrar a força e a relação custo-benefício. Agora, Vamos determinar se nosso suporte concreto tem capacidade suficiente.
Para iniciar, Determinamos as áreas de rolamento:
A1 - Área de mancal da placa de base
A2 - Área de rolamento de suporte de concreto, projetado em um 2:1 inclinação
\(A_1 = L_{bp} B_{bp} = 350 \text{ mm} \times 350 \text{ mm} = 122500 \text{ mm}^2\)
\(A_2 = N_{A2} B_{A2} = 450 \text{ mm} \times 450 \text{ mm} = 202500 \text{ mm}^2\)
De lá, nós aplicamos CSA A23.3:19 Para calcular a capacidade de rolamento de concreto:
\(P_r = 0.85\phi(f’_c) A_1 \left(\min\left(\sqrt{\dfrac{A_2}{A_1}}, 2\right)\right)\)
\(P_r = 0.85 \times 0.65 \times (20.68 \text{ MPa}) \times 122500 \text{ mm}^2 \times \left(\min\left(\sqrt{\dfrac{202500 \text{ mm}^2}{122500 \text{ mm}^2}}, 2\right)\right) = 1799.5 \text{ kN}\)
Desde a 100 kN < 1799.5 kN, A capacidade de rolamento de concreto é suficiente.
Resumo do projeto
O software de design da 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
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