Что такое срезная проушина?
Срезная проушина из стальной опорной плиты представляет собой стальную закладную деталь, используемую как часть анкерного крепления, которая передает сдвиговые нагрузки от конструктивных компонентов на бетонную основу посредством различных механических взаимодействий..
фигура 01: Пользовательский интерфейс срезных проушин базовой пластины SkyCiv
Согласно Руководству по проектированию AISC Нет. 1, передача высокой сдвигающей нагрузки может быть разделена на два компонента (показано на рисунке 02).
- Срезная проушина
- Встраивание колонны
фигура 02: Передача базовых ножниц через подшипник (Изображение получено в AISC DG №. 1)
Зачем нужна срезная проушина?
- Срезные проушины обычно используются при анкеровке, если анкерные болты не могут выдерживать сдвиговую нагрузку конструкции, поскольку анкерные болты могут выдерживать только небольшие или умеренные сдвигающие нагрузки.;
- Без срезной проушины, количество анкеров, необходимых для передачи поперечной нагрузки, неэкономично, и;
- Необходим другой метод передачи высокой поперечной нагрузки..
По сравнению с анкерным болтом, это видно на рисунке 03. За счет срезной проушины, имеющей прямоугольное сечение с плоскими поверхностями, передача нагрузки поперечных сил более эффективна по сравнению с использованием анкерных болтов.
фигура 03: Сравнение распределения напряжений анкерного болта и проушины
Типы срезных проушин
В МСА (Американский институт бетона), два типа срезных проушин описываются следующим образом:
- Монолитные срезные проушины, залитые в бетон и;
- Постустановленные проушины для сдвига, которые залиты цементным раствором в шпоночный паз в бетоне..
Общие положения проектирования срезных проушин требуют, чтобы в анкерном креплении было предусмотрено не менее четырех анкеров.. В положениях также указано, что срезной наконечник предназначен для всей конструкции, требующей сдвига, поэтому разрушение из-за сдвига анкерных болтов не нужно проверять..
фигура 04: Типы срезных проушин, приваренных к опорной плите (изображение из АКИ 318-2019)
Положения о срезных проушинах
ACI 349-01
Общее положение
В общих положениях ACI 349-01 Раздел Б.11, расчетная прочность проушин на сдвиг должна включать в себя следующее::
- Несущая способность бетона или цементного раствора, уложенного на выступы на сдвиг
- Прочность на прямой сдвиг бетона или цементного раствора, помещенного между проушинами на сдвиг, и ограничение, обеспечиваемое растяжными анкерами в сочетании с внешними нагрузками, действующими поперек потенциальных плоскостей сдвига..
- Также следует учитывать сдвигающие нагрузки по направлению к свободным краям и совместимость смещения между выступами сдвига..
- Когда для определения расчетной прочности на сдвиг в заданном направлении используются несколько проушин на сдвиг, величина сдвига, приходящегося на каждую проушину, должна быть прямо пропорциональна общему сдвигу., количество ушек, и жесткость на сдвиг каждой проушины.
Сдвиг в сторону свободного края
В соответствии с положениями ACI 349-01 Раздел B.11.2 для сдвига к свободному краю, параметры следующие:
- Для срезных выступов, направленных к свободной кромке, если не предусмотрено армирование для развития требуемой прочности, расчетная прочность на сдвиг для каждой проушины должна определяться на основе равномерного растягивающего напряжения \( 4 \фи кв.{f_{с}} \) действующее на эффективную площадь напряжения, определяемую проецированием плоскости под углом 45 градусов от опорных краев упора для сдвига или опорной плиты до свободной поверхности.
- Опорная зона проушины или кромки пластины должна быть исключена из проектируемой зоны..
- В \( \фи \) коэффициент принимается как 0.85.
Прочность заделки на сдвиг с закладными опорными плитами
В соответствии с положениями ACI 349-01 Раздел B.11.3 для прочности на сдвиг закладных с закладными опорными плитами, следующие коэффициенты трения сдвига:
| ВХОД | LFRD |
|---|---|
| Опорная плита без проушин | 0.9 |
| Опорная пластина со срезными выступами, которые сохраняют эластичность. | 1.4 |
ACI 318-2019
В Общем положении ACI, 318-2019 допускается исполнение срезных наконечников в соответствии с разделами 17.11.1.1.1 через 17.11.1.1.9.
- В анкерном креплении должно быть предусмотрено не менее четырех анкеров, если учитывается срезная проушина..
- Проверьте наличие неисправности подшипника в соответствии с разделом 17.11.2
- Проверить отсутствие прорыва бетона в соответствии с разделом 17.11.3
Несущая способность бетона
Коэффициент несущей способности бетона проушины на сдвиг определяется в соответствии с ACI. 318-19 - 17.11.2 так как
\( \фи V_{brg,сл} = phi 1.7 f_{с} A_{ef,сл} \psi_{brg,сл} \правая стрелка \) уравнение 17.11.2.1
где:
- \( \psi_{brg,сл} \) – Коэффициент подшипника.
- Для приложенного осевого натяжения = \( 1.0 + \гидроразрыва{ П_{U} }{ н н_{к} } \в 1.0 \)
- При отсутствии приложенного напряжения = 1.0
- Для прикладного осевого сжатия \( 1.0 + 4.0 \[object Window]{ П_{U} }{ A_{бп} е ^{‘}_{с} } \в 2.0 \)
- \( A_{ef,сл} \) – Эффективная площадь подшипника.
Прочность бетона на прорыв
Учтенная прочность бетона на прорыв на прорези определяется в соответствии с ACI. 318-19 - 17.11.3 так как
\( \фи V_{cb,сл} = phi frac{ A_{U} }{ A_{Vco} } \psi_{ec,V} \psi_{ред,V} \psi_{с,V} \psi_{cp,V} V_{б} \правая стрелка \) уравнение 17.6.2.а
SkyCiv Срезная проушина
В Стальная опорная плита рассчитывает срезную проушину для передачи большой силы сдвига от анкера, как показано на рисунке 01. Вычисляет следующее:
- Несущая сила бетона в контакте с проушиной
- Прочность на сдвиг в соответствии с нормами проектирования
Дальнейшие проверки конструкции срезных проушин также можно выполнить с помощью Калькулятор срезных проушин SkyCiv.
Где можно найти ножницы
Включение срезной проушины в элемент опорной плиты и анализ. пользователь должен щелкнуть следующие основные части → Срезная проушина → Форма → Выбрать “Пластина” как показано на рисунке 05.
фигура 05: Варианты срезных проушин в модуле опорной плиты SkyCiv
Отчет о дизайне
SkyCiv Стальная опорная плита показывает подробный отчет о расчете для срезной проушины, как показано на рисунке 06.
фигура 06: Подробный отчет о сдвиговых проушинах
Резюме дизайна
фигура 07 иллюстрирует сводные результаты, включая проверки выступов на сдвиг.
фигура 07: Краткое описание конструкции со срезной проушиной
Справка:
(1) Поведение и конструкция анкеров и креплений с дополнительным армированием. Акансю Шарма. (2020, февраль 19).
(2) каррато, п. Дж., & фрезы, M. (2009). Использование срезных проушин для крепления к бетону. Объем 2: Целостность конструкции; Безопасность и охрана; Передовые применения ядерных технологий; Баланс установки для ядерных применений. HTTPS://doi.org/10.1115/icone17-75175
(3) ACI 318-19 Требования Строительных норм для конструкционного бетона
(4) МАКО 360-16 Спецификация для зданий из конструкционной стали
(5) ACI 349-01 Кодексные требования к бетонным конструкциям, связанным с ядерной безопасностью
