Пример дизайна базовой пластины с использованием CSA S16:19 и CSA A23.3:19
Запись о проблеме
Determine whether the designed column-to-base plate connection is sufficient for 15 кН, растягивающая нагрузка, 5 кН Vy сдвиговая нагрузка, и 5 кН Vz сдвиговая нагрузка.
Данные данных
Столбец:
Раздел столбца: HP200x54
Область столбца: 6840.0 мм2
Материал столбца: 350W
Опорная плита:
Размеры опорной плиты: 400 мм х 500 мм
Толщина опорной плиты: 25 мм
Материал опорной плиты: 300W
Раствор:
Толщина затирки: 0 мм
бетон:
Бетонные размеры: 400 мм х 500 мм
Бетонная толщина: 380 мм
Бетонный материал: 20.7 МПа
Потрескался или не снят: Потрескался
Якоря:
Диаметр якоря: 12.7 мм
Эффективная длина встраивания: 300 мм
Якорная концовка: Прямоугольная пластина
Встроенная ширина пластины: 60мм
Встроенная тарелка толщина: 10 мм
Стальной материал: F1554 Gr.55
Резьба в плоскости сдвига: Включено
Швы:
Размер сварного шва: 8 мм
Классификация металла наполнителя: E43XX-X
Якоря данных (из Skyciv Calculator):
Модель в бесплатном инструменте SkyCiv
Смоделируйте конструкцию опорной плиты, указанную выше, с помощью нашего бесплатного онлайн-инструмента сегодня.! Регистрация не требуется.
Заметка
Целью этого примера проектирования является демонстрация пошаговых расчетов для проверки несущей способности, включающей одновременные сдвиговые и осевые нагрузки.. Некоторые из необходимых проверок уже обсуждались в предыдущих примерах проектирования.. Пожалуйста, перейдите по ссылкам, представленным в каждом разделе..
Пошаговые расчеты
Проверьте #1: Рассчитайте емкость сварки
To determine the weld capacity under simultaneous loading, we first need to calculate the weld demand due to the shear load and the weld demand due to the растягивающая нагрузка. You may refer to this ссылка на сайт for the procedure to obtain the weld demands for shear, and this ссылка на сайт for the tension weld demands.
For this design, в weld demand at the flange due to the tension load is found to be as follows, where the stress is expressed as усилие на единицу длины.
\( в_{е,флг} = frac{Т_{U,якорь}}{l_{эфф}} = frac{3.75\,\текст{кН}}{100.5\,\текст{мм}} = 0.037313\,\text{кН / мм} \)
более того, в weld stress at any part of the column section due to the shear load is determined as:
\( в_{фу} = frac{V_Y}{L_{сварка}} = frac{5\,\текст{кН}}{1090.6\,\текст{мм}} = 0.0045846\,\text{кН / мм} \)
\( в_{fz} = frac{V_Z.}{L_{сварка}} = frac{5\,\текст{кН}}{1090.6\,\текст{мм}} = 0.0045846\,\text{кН / мм} \)
Since there is a combination of tension and shear loads at the сеть, we need to obtain the resultant. Expressing this as force per unit length, у нас есть:
\(r_f = \sqrt{(р_{е,\текст{флг}})^ 2 + (в_{фу})^ 2 + (в_{fz})^ 2}\)
\( r_f = \sqrt{(0.037313\,\текст{кН / мм})^ 2 + (0.0045846\,\текст{кН / мм})^ 2 + (0.0045846\,\текст{кН / мм})^ 2} \)
\(r_f = 0.037873\ \текст{кН / мм}\)
Для сеть, only shear stresses are present. таким образом, the resultant is:
\( r_f = \sqrt{((в_{фу})^ 2) + ((в_{fz})^ 2)} \)
\( r_f = \sqrt{((0.0045846\,\текст{кН / мм})^ 2) + ((0.0045846\,\текст{кН / мм})^ 2)} = 0.0064836\,\text{кН / мм} \)
следующий, мы рассчитываем factored weld capacity с использованием CSA S16:19 Пункт 13.13.2.2. We conservatively assume kds = 1.0, by always setting angle of load to 0 ты, neglecting any additional capacity added by the actual load angle.
\( в_{р,сеть} = 0.67\phi t_wX_u = 0.67 \раз 0.67 \times 5.657\,\text{мм} \times 430\,\text{МПа} = 1.092\,\text{кН / мм} \)
\( в_{р,флг} = 0.67\phi t_wX_u = 0.67 \раз 0.67 \times 5.657\,\text{мм} \times 430\,\text{МПа} = 1.092\,\text{кН / мм} \)
For this welded connection, the electrode strength does not overmatch the base metal strengths. Следовательно, the base metal check is not governing and does not need to be performed.
поскольку 0.0064836 кН / мм < 1.092 кН / мм и 0.037873 кН / мм < 1.092 кН / мм, емкость сварки достаточный.
Проверьте #2: Рассчитайте емкость сгибки на основе нагрузки
Пример расчета предела текучести опорной плиты при изгибе уже обсуждался в разделе «Пример расчета опорной плиты на растяжение».. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #3: Рассчитать емкость привязки якоря растягиваемой
A design example for the anchor rod tensile capacity is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета.. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #4: Рассчитайте бетонную прорывную емкость при натяжении
A design example for the capacity of the concrete in tension breakout is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета.. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #5: Рассчитать способность выдвижения якоря
A design example for the anchor pull out capacity is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета.. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #6: Рассчитайте встроенную гибкую емкость
A design example for the supplementary check on the embedded plate flexural yielding capacity is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #7: Рассчитайте пропускную способность в направлении y-направления
Side-face blowout failure along the Y-direction is not applicable because the anchors are not located close enough to the left and right edges of the concrete support.
Проверьте #8: Рассчитайте пропускную способность в направлении z в направлении z
Чтобы рассчитать Side-Face Blowout (SFBO) вместимость, we first determine the total tension force on the anchors closest to the edge. For this check, we will evaluate the capacity of the edge along the Z-direction.
Since the failure cone projections of the SFBO along the Z-direction overlap, the anchors are treated as an Якорная группа.
The total tension demand of the anchor group is calculated as:
\( N_{фанат} = слева(\гидроразрыва{N_z}{n_{а ,T}}\право)n_{с участием,g1} = слева(\гидроразрыва{15\,\текст{кН}}{4}\право) \раз 2 = 7.5\,\text{кН} \)
следующий, Мы определяем краевые расстояния:
\( c_{и,мин} = min(c_{\текст{верхняя},g1}, c_{\текст{низ},g1}) = min(85\,\текст{мм}, 415\,\текст{мм}) = 85\,\text{мм} \)
\( c_{с участием,мин} = min(c_{\текст{осталось},g1}, c_{\текст{право},g1}) = min(162.5\,\текст{мм}, 162.5\,\текст{мм}) = 162.5\,\text{мм} \)
Using these edge distances, мы рассчитываем anchor group capacity в соответствии с CSA A23.3:19 Clause D.6.4.
\( N_{sbgr} = слева(\гидроразрыва{1 + \гидроразрыва{c_{с участием,мин}}{c_{и,мин}}}{4} + \гидроразрыва{S_{сумма,с участием,g1}}{6c_{и,мин}}\право)13.3\осталось(\гидроразрыва{c_{и,мин}}{мм}\право)\SQRT{\гидроразрыва{A_{brg}}{мм^2}}\phi\lambda_a\sqrt{\гидроразрыва{f’_c}{МПа}}р(N) \)
\( N_{sbgr} = слева(\гидроразрыва{1 + \гидроразрыва{162.5\,\текст{мм}}{85\,\текст{мм}}}{4} + \гидроразрыва{75\,\текст{мм}}{6 \times 85\,\text{мм}}\право) \раз 13.3 \раз осталось(\гидроразрыва{85\,\текст{мм}}{1\,\текст{мм}}\право) \раз sqrt{\гидроразрыва{3473.3\,\текст{мм}^ 2}{1\,\текст{мм}^ 2}} \раз 0.65 \раз 1 \раз sqrt{\гидроразрыва{20.68\,\текст{МПа}}{1\,\текст{МПа}}} \раз 1 \times 0.001\,\text{кН} \)
\( N_{sbgr} = 172.32\,\text{кН} \)
In the original equation, a reduction factor is applied when the anchor spacing is less than 6ca₁, assuming the headed anchors have sufficient edge distance. тем не мение, in this design example, поскольку ca₂ < 3ca₁, the SkyCiv calculator applies an additional reduction factor to account for the reduced edge capacity.
поскольку 7.5 кН < 172.32 кН, the SFBO capacity along the Z-direction is достаточный.
Проверьте #9: Calculate breakout capacity (Vy shear)
A design example for the concrete breakout capacity in Vy shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Shear. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #10: Calculate breakout capacity (VZ Shear)
A design example for the concrete breakout capacity in Vy shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Shear. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #11: Рассчитать мощность выдергивания (Vy shear)
A design example for the capacity of the concrete against pryout failure due to Vy shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Shear. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #12: Рассчитать мощность выдергивания (VZ Shear)
A design example for the capacity of the concrete against pryout failure due to Vy shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Shear. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #13: Рассчитайте сдвиг стержней стержней
Пример расчета устойчивости анкерного стержня к сдвигу уже обсуждался в разделе «Пример расчета опорной плиты на сдвиг».. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #14: Calculate anchor rod shear and tension capacity (CSA S16)
To determine the capacity of the anchor rod under combined shear and axial loads, мы используем CSA S16:19 Пункт 13.12.1.4.
The total tensile force experienced by the anchors, including additional bending from eccentric shear load is shown below.
\( Т_{е,общее количество} = T_f + N_{фанат} = 18.038\,\text{кН} + 3.75\,\текст{кН} = 21.788\,\text{кН} \)
Using the demand and capacity values for both shear and tension checks performed, we now calculate the interaction equation.
\( I = \left(\осталось(\гидроразрыва{V_{фанат}}{V_{с,zh}}\право)^2\right) + \осталось(\осталось(\гидроразрыва{Т_{е,общее количество}}{T_c}\право)^2\right) \)
\( I = \left(\осталось(\гидроразрыва{3.5355\,\текст{кН}}{14.255\,\текст{кН}}\право)^2\right) + \осталось(\осталось(\гидроразрыва{21.788\,\текст{кН}}{28.85\,\текст{кН}}\право)^2\right) знак равно 0.63189 \)
поскольку 0.63 < 1.0, the anchor rod interaction capacity per CSA S16 is достаточный.
Проверьте #15: Calculate interaction checks (CSA A23.3)
When checking the anchor rod capacity under combined shear and tension loads using CSA A23.3, a different approach is applied. For completeness, we also perform the CSA A23.3 interaction checks in this calculation, which include other concrete interaction checks также.
Here are the resulting ratios for all CSA A23.3 tension checks:
And here are the resulting ratios for all CSA A23.3 shear checks:
We take the design check with the largest ratio and compare it to the maximum interaction ratio using CSA A23.3:19 Equation D.46.
\( Я_{интервал} = frac{N_{фанат}}{N_{ra}} + \гидроразрыва{V_{фанат}}{V_{ra}} = frac{15}{53.52} + \гидроразрыва{5}{16.278} знак равно 0.58743 \)
поскольку 0.587 < 1.2, the interaction check is достаточный.
Резюме дизайна
В Программное обеспечение для дизайна базовой плиты Skyciv может автоматически генерировать пошаговый отчет расчета для этого примера проекта. Это также предоставляет краткую информацию о выполненных чеках и их полученных соотношениях, Облегчение информации для понимания с первого взгляда. Ниже приведена примерная сводная таблица, который включен в отчет.
Образец Skyciv
Посмотрите уровень детализации и ясности, который вы можете ожидать от отчета о конструкции базовой пластины SkyCiv.. Отчет включает все ключевые проверки проекта., уравнения, и результаты представлены в ясном и легко читаемом формате.. Полностью соответствует стандартам проектирования.. Нажмите ниже, чтобы просмотреть образец отчета, созданного с помощью калькулятора базовой плиты SkyCiv..
Покупка программного обеспечения для базовой пластины
Купите полную версию модуля дизайна базовой плиты без каких -либо других модулей Skyciv. Это дает вам полный набор результатов для дизайна базовой плиты, в том числе подробные отчеты и больше функциональности.
