Пример конструкции опорной плиты AISC Американский стандарт
Ниже приведен пример некоторых американских расчетов опорной плиты, которые обычно используются при проектировании опорной плиты.. Часто при проектировании опорных плит, мы рассмотрим несколько различных проверок, относящихся к различным компонентам опорной плиты., а именно:
- Бетонное основание – обычно проверяются на опорные и сжимающие силы в соответствии с ACI 318
- Сварные швы – швы надо проверить, чтобы убедиться, что они обеспечивают адекватное сдерживание и не выходят из строя под нагрузкой AISC 360
- Анкерные болты – может выйти из строя по ряду причин, как показано ниже в примере расчета конструкции анкерного болта для AISC
- Стальной член (Столбец) проверки – обычно основаны на местных стандартах проектирования стали
В настоящее время, в Стальная опорная плита модуль реализует следующие проверки ниже. Платная версия этого программного обеспечения, включает подробные пошаговые расчеты, чтобы инженеры могли проверить, как именно производятся эти расчеты!
Попробуйте этот расчет с помощью бесплатного калькулятора базовой плиты SkyCiv.:
Комбинации нагрузки:
В Стальная опорная плита использует факторизованные комбинации нагрузок в соответствии с ASCE 7-10/16 применяется следующим образом:
- \(1.4D )
- \(1.2D + 1.6L + 0.5(L_{р} \текст{ или } S текст{ или } р)\)
- \(1.2D + 1.6(Lr текст{ или } S текст{ или } р) + (L текст{ или } 0.5W)\)
- \(1.2D + 1.0W + L + 0.5(Lr текст{ или } S текст{ или } р)\)
- \(1.2D + 1.0Е + L + 0.2S )
- \(0.9D + 1.0W )
- \(0.9D + 1.0E )
где :
\(D ) = статическая нагрузка
\(L ) = живая нагрузка
\(L_{р}\) = живая нагрузка на крышу
\(S ) = Снеговая нагрузка
\(Р) = Дождевая нагрузка
\(E ) = Землетрясение
\(W ) = Ветровая нагрузка
Попробуйте этот расчет с помощью бесплатного калькулятора базовой плиты SkyCiv.:
ACI Проверка бетонной опоры:
В Стальная опорная плита проверяет несущую способность бетона (сжатие) дизайн в соответствии с AISC 360-16 уравнение. J8-2.
\( F_{б} = phi _{несущий} \раз 0.85 \раз f’_{с} \раз A_{1} \раз sqrt{ \гидроразрыва{ A_{2} }{ A_{1} } } \leq F_{б, предел} знак равно 1.70 \раз f’_{с} \раз A_{1} \)
где:
\( f'_{с} \) – прочность бетона на сжатие
\( A_{1} \) - площадь опорной плиты, контактирующая с бетонной поверхностью
\( A_{2} \) - бетонная опорная поверхность
\( \phi_{несущий} \) – коэффициент сопротивления для бетона ( значение по умолчанию = 0.65 )
Попробуйте этот расчет с помощью бесплатного калькулятора базовой плиты SkyCiv.:
Проверка конструкции сварного шва AISC:
В Стальная опорная плита проверяет соответствие конструкции сварного шва AISC 360-16 J2
\( (я) Р_{N} = R_{ноль} + Р_{nwt} \)
или
\( (II) Р_{N} = 0,85R_{ноль} + 1.5Р_{nwt} \)
где:
\(Р_{ноль} \) = общая номинальная прочность продольно нагруженных угловых швов.
\(Р_{nwt} \) = общая номинальная прочность поперечно нагруженных угловых швов.
Попробуйте этот расчет с помощью бесплатного калькулятора базовой плиты SkyCiv.:
Проверка конструкции анкера ACI:
В Стальная опорная плита проверяет применение параметров привязки с использованием положений кода ACI 318-19 под главой 17.
Анкерные стержни разработаны в соответствии с AISC. 360-16 - J9 и ACI 318-19 - Глава 17. Оцениваются следующие сопротивления анкерных болтов.:
- Прочность стали анкера на растяжение и сдвиг, \( \phi N_{к} \) и \( \фи V_{к} \).
- Прочность бетона на разрыв при растяжении и сдвиге, \( \phi N_{cbg} \) и \( \фи V_{cbg} \).
- Прочность бетона на вырыв, \( \phi N_{п} \).
- Прочность на вырыв бетонной боковой поверхности, \( \phi N_{сб} \).
- Прочность анкера на вырыв при сдвиге, \( \фи V_{cp} \).
Прочность стали анкера на растяжение и сдвиг
Рисунок А. (а ) неразрывный болт (б) разрыв болта из-за нарушения натяжения (с) расщепление болта из-за разрушения при сдвиге
Расчетная прочность стали анкера на растяжение и сдвиг определяется согласно ACI. 318-19 - 17.6.1.2 и 17.7.1 так как
Для напряжения
\( \фи _{напряжение, anc} N_{к} = phi _{напряжение, anc} A_{я знаю,N}f_{ута} \правая стрелка \) уравнение 17.6.1.2
Для сдвига
\( \фи _{сдвиг, anc} V_{к} = phi _{сдвиг, anc} 0.6A_{я знаю,V}f_{ута} \правая стрелка \) уравнение 17.7.1.2b
где:
- \( \фи _{напряжение, anc} \) - коэффициент снижения прочности анкеров на растяжение ( значение по умолчанию = 0.75 )
- \( \фи _{сдвиг, anc}\) - коэффициент снижения прочности анкеров на сдвиг ( значение по умолчанию = 0.65 )
- \( A_{я знаю,N}\) - эффективная площадь поперечного сечения анкера при растяжении.
- \( A_{я знаю,V}\) - эффективная площадь поперечного сечения анкера при сдвиге.
- \( f_{ута}\) - номинальная прочность анкерной стали на растяжение и не должна превышать \(1.9f_{да}\) и 125 KSI (861.845 МПа)
Прочность бетона на отрыв
Рисунок Б. (а ) Болт опирается на бетон (б) прорыв бетона из-за силы натяжения (с) разрушение бетона под действием силы сдвига
Расчетная прочность бетона на разрыв анкера при растяжении и сдвиге определяется в соответствии с ACI. 318-19 - 17.6.2 и 17.7.1 так как
\( \phi N_{cbg} = phi frac{ A_{Nc} }{ A_{Помнить} } \psi_{ec,N} \psi_{ред,N} \psi_{с,N} \psi_{cp,N} N_{б} \правая стрелка \) уравнение 17.6.2.ab
где:
\( \фи \) – коэффициент снижения прочности анкеров на растяжение ( значение по умолчанию = 0.75 ).
\( A_{Nc} \) – прогнозируемое разрушение бетона одиночных или групповых анкеров.
\( A_{Помнить} \)- проектная зона разрушения бетона одиночного анкера, для расчета прочности при растяжении, если не ограничено краевым или межосевым расстоянием.
\( \psi_{ec,N} \) - Коэффициент эксцентриситета отрыва при растяжении.
\( \psi _{ec,N} = frac{1.00}{ 1 + \гидроразрыва{е ^{‘}_{N}}{1.5 час_{ef}} } \leq 1.00 \правая стрелка \) уравнение 17.6.2.3.1
\( \psi_{ред,N} \) - Фактор эффекта отрыва при напряжении.
(а ) \( \текст{если } C_{а ,мин} \geq 1.5h_{ef} \текст{ тогда } \psi _{ред,N} знак равно 1.00 \) уравнение 17.6.2.4.1a
и
(б) \( \текст{если } C_{а ,мин} < 1.5час_{ef} \текст{ тогда } \psi _{ред,N} знак равно 0.70 + 0.3\гидроразрыва{C_{а ,мин}}{1.5час_{ef}} \) уравнение 17.6.2.4.1b
\( \psi_{с,N} \) - Коэффициент растрескивания отрыва при растяжении.
\( \psi _{с,N} знак равно 1.25 \) для забивных анкеров
\( \psi_{cp,N} \) - Коэффициент расщепления отрыва при растяжении.
(а ) \( \текст{если } C_{а ,мин} \geq C_{ac} \текст{ тогда } \psi _{cp,N} знак равно 1.00 \) уравнение 17.6.2.4.1a
и
(б) \( \текст{если } C_{а ,мин} < C_{ac} \текст{ тогда } \psi _{cp,N} = frac{ C_{а ,мин} }{ C_{ac}} \geq frac{ 1.5час_{ef} }{ C_{ac} } \) уравнение 17.6.2.4.1b
\( N_{б} \) – основная прочность бетона на отрыв при растяжении одиночного анкера в бетоне с трещинами.
Прочность бетона на вырыв
Рисунок С. (а ) Болт опирается на бетон (б) отрыв болта от бетона под действием силы натяжения
Расчетная прочность анкера на вырыв из бетона определяется в ACI. 318-19 - 17.6.3 так как
ϕNпн знак равно ϕΨс,п Nп
где:
\( \фи \) – коэффициент снижения прочности анкеров на растяжение ( значение по умолчанию = 0.70 ).
\( \psi _{с, п} \) – коэффициент модификации для состояния бетона
Для бетона с трещинами:
\( \psi _{с, п} \) знак равно 1.0
Для бетона без трещин:
\( \psi _{с, п} \) знак равно 1.4
\( N_{п} \) – Прочность на вырыв анкера
Для бетона с трещинами:
\( N_{п} = 8A_{brg}е ^{‘}_{с}\) уравнение 17.6.3.2.2a
Для бетона без трещин:
\( N_{п} = 0,9f ^{‘}_{с}e_{час}d_{а } \правая стрелка \) уравнение 17.6.2.2.b
где \( 3d_{а } \leq e_{час} \leq 4.5d_{а } \)
\( е ^{‘}_{с} \) – заданная прочность бетона на сжатие.
\( A_{brg} \) – чистая опорная поверхность головки шпильки, анкерный болт или деформированный стержень с головкой.
\( e_{час} \) – расстояние от внутренней поверхности вала J-образного или L-образного болта до внешнего конца J- или L-образный болт.
\( d_{а } \) – наружный диаметр анкера или диаметр вала шпильки с головкой, болт с головкой, или болт с крючком.
Прочность на вырыв бетонной боковой поверхности
Рисунок D. (а ) Болт опирается на бетон (б) болт с разрушением бетона (Боковой удар) вблизи края к силе натяжения
Расчетная прочность на вырыв анкера из бетона с боковой стороны определяется в ACI. 318-19 - 17.6.4 так как
\( \phi N_{сб} = 160C_{а1}\SQRT{A_{brg}}\лямбда _{а } \SQRT{е ^{‘}_{с} } \правая стрелка \) уравнение 17.6.4.1
где:
\( е ^{‘}_{с} \) – заданная прочность бетона на сжатие.
\( A_{brg} \) – чистая опорная поверхность головки шпильки, анкерный болт или деформированный стержень с головкой.
\( \лямбда_{а } \) – коэффициент модификации, чтобы отразить пониженные механические свойства легкого бетона в определенных случаях применения анкеровки..
Прочность бетона на отрыв анкера
