Пример дизайна базовой пластины с использованием CSA S16:19 и CSA A23.3:19
Запись о проблеме
Определите, достаточно ли спроектированное соединение колонны с опорной плитой для 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 Гр.55
Резьба в плоскости сдвига: Включено
Швы:
Размер сварного шва: 8 мм
Классификация металла наполнителя: Е43ХХ-Х
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
Для определения прочности сварного шва при одновременной нагрузке, сначала нам нужно рассчитать потребность в сварке из-за сдвиговая нагрузка и потребность в сварке из-за растягивающая нагрузка. Вы можете обратиться к этому ссылка на сайт для процедуры получения требований к сварному шву на сдвиг, и это ссылка на сайт для требований к сварке натяжением.
Для этого дизайна, в потребность в сварке на фланце из-за растягивающей нагрузки оказывается следующим образом, где напряжение выражается как усилие на единицу длины.
\( в_{е,флг} = frac{Т_{U,якорь}}{l_{эфф}} = frac{3.75\,\текст{кН}}{100.5\,\текст{мм}} = 0,037313,текст{кН / мм} \)
более того, в сварочное напряжение в любой части сечения колонны под действием сдвиговой нагрузки определяется как:
\( в_{фу} = frac{V_Y}{L_{сварка}} = frac{5\,\текст{кН}}{1090.6\,\текст{мм}} = 0,0045846,текст{кН / мм} \)
\( в_{фз} = frac{V_Z.}{L_{сварка}} = frac{5\,\текст{кН}}{1090.6\,\текст{мм}} = 0,0045846,текст{кН / мм} \)
Поскольку существует сочетание растягивающих и сдвиговых нагрузок. сеть, нам нужно получить результат. Выразив это как силу на единицу длины, у нас есть:
\(r_f = sqrt{(р_{е,\текст{флг}})^ 2 + (в_{фу})^ 2 + (в_{фз})^ 2}\)
\( r_f = sqrt{(0.037313\,\текст{кН / мм})^ 2 + (0.0045846\,\текст{кН / мм})^ 2 + (0.0045846\,\текст{кН / мм})^ 2} \)
\(р_ф = 0.037873\ \текст{кН / мм}\)
Для сеть, присутствуют только касательные напряжения. таким образом, результат:
\( r_f = sqrt{((в_{фу})^ 2) + ((в_{фз})^ 2)} \)
\( r_f = sqrt{((0.0045846\,\текст{кН / мм})^ 2) + ((0.0045846\,\текст{кН / мм})^ 2)} = 0,0064836,текст{кН / мм} \)
следующий, мы рассчитываем факторизованная способность сварки с использованием CSA S16:19 Пункт 13.13.2.2. Мы консервативно предполагаем кдс = 1.0, всегда устанавливая угол нагрузки на 0 ты, пренебрегая любой дополнительной мощностью, добавляемой фактическим углом нагрузки.
\( в_{р,сеть} = 0,67фи t_wX_u = 0.67 \раз 0.67 \раз 5.657,текст{мм} \раз 430,текст{МПа} = 1,092,текст{кН / мм} \)
\( в_{р,флг} = 0,67фи t_wX_u = 0.67 \раз 0.67 \раз 5.657,текст{мм} \раз 430,текст{МПа} = 1,092,текст{кН / мм} \)
Для этого сварного соединения, прочность электрода не превосходит сильные стороны основного металла. Следовательно, проверка основного металла не является решающей и не требует выполнения.
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
Пример расчета прочности анкерного стержня на растяжение уже обсуждался в разделе «Пример расчета опорной плиты на растяжение».. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета.. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #4: Рассчитайте бетонную прорывную емкость при натяжении
Пример расчета прочности бетона на разрыв при растяжении уже обсуждался в разделе «Пример расчета опорной плиты на растяжение».. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета.. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #5: Рассчитать способность выдвижения якоря
Пример расчета способности анкера к выдергиванию уже обсуждался в разделе «Пример расчета опорной плиты на растяжение».. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета.. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #6: Рассчитайте встроенную гибкую емкость
Пример расчета для дополнительной проверки способности закладной пластины к изгибу уже обсуждался в разделе «Пример расчета опорной плиты на растяжение».. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #7: Рассчитайте пропускную способность в направлении y-направления
Разрушение бокового выброса в направлении Y непригодный потому что анкеры расположены недостаточно близко к левому и правому краям бетонной опоры.
Проверьте #8: Рассчитайте пропускную способность в направлении z в направлении z
Чтобы рассчитать Боковой выброс (СФБО) вместимость, сначала мы определяем общую сумму сила натяжения на якорях, ближайших к краю. Для этой проверки, оценим пропускную способность ребра по Z-направление.
Поскольку проекции конуса разрушения СФБО по Z-направлению перекрываются, якоря рассматриваются как Якорная группа.
Общая потребность в натяжении якорной группы рассчитывается как:
\( N_{фанат} = слева(\гидроразрыва{Н_з}{n_{а ,T}}\право)n_{с участием,g1} = слева(\гидроразрыва{15\,\текст{кН}}{4}\право) \раз 2 = 7.5,текст{кН} \)
следующий, Мы определяем краевые расстояния:
\( c_{и,мин} = min(c_{\текст{верхняя},g1}, c_{\текст{низ},g1}) = min(85\,\текст{мм}, 415\,\текст{мм}) = 85,текст{мм} \)
\( c_{с участием,мин} = min(c_{\текст{осталось},g1}, c_{\текст{право},g1}) = min(162.5\,\текст{мм}, 162.5\,\текст{мм}) = 162,5,текст{мм} \)
Использование этих краевых расстояний, мы рассчитываем емкость якорной группы в соответствии с CSA A23.3:19 Пункт Д.6.4..
\( N_{сбгр} = слева(\гидроразрыва{1 + \гидроразрыва{c_{с участием,мин}}{c_{и,мин}}}{4} + \гидроразрыва{S_{сумма,с участием,g1}}{6c_{и,мин}}\право)13.3\осталось(\гидроразрыва{c_{и,мин}}{мм}\право)\SQRT{\гидроразрыва{A_{brg}}{мм^2}}\филямбда_аsqrt{\гидроразрыва{f’_c}{МПа}}р(N) \)
\( N_{сбгр} = слева(\гидроразрыва{1 + \гидроразрыва{162.5\,\текст{мм}}{85\,\текст{мм}}}{4} + \гидроразрыва{75\,\текст{мм}}{6 \раз 85,текст{мм}}\право) \раз 13.3 \раз осталось(\гидроразрыва{85\,\текст{мм}}{1\,\текст{мм}}\право) \раз sqrt{\гидроразрыва{3473.3\,\текст{мм}^ 2}{1\,\текст{мм}^ 2}} \раз 0.65 \раз 1 \раз sqrt{\гидроразрыва{20.68\,\текст{МПа}}{1\,\текст{МПа}}} \раз 1 \раз 0,001,текст{кН} \)
\( N_{сбгр} = 172.32,текст{кН} \)
В исходном уравнении, коэффициент уменьшения применяется, когда расстояние между анкерами меньше 6ок₁, при условии, что анкеры с головками имеют достаточное расстояние от края. тем не мение, в этом примере дизайна, поскольку ок₂ < 3ок₁, Калькулятор SkyCiv применяет дополнительный коэффициент уменьшения для учета уменьшенной краевой емкости..
поскольку 7.5 кН < 172.32 кН, пропускная способность SFBO в направлении Z равна достаточный.
Проверьте #9: Рассчитать прорывную способность (Vy shear)
Пример расчета способности бетона к прорыву при сдвиге Vy уже обсуждался в разделе «Пример расчета опорной плиты при сдвиге».. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #10: Рассчитать прорывную способность (VZ Shear)
Пример расчета способности бетона к прорыву при сдвиге Vy уже обсуждался в разделе «Пример расчета опорной плиты при сдвиге».. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #11: Рассчитать мощность выдергивания (Vy shear)
Пример расчета устойчивости бетона к разрушению при отрыве из-за сдвига Vy уже обсуждался в примере расчета опорной плиты на сдвиг.. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #12: Рассчитать мощность выдергивания (VZ Shear)
Пример расчета устойчивости бетона к разрушению при отрыве из-за сдвига Vy уже обсуждался в примере расчета опорной плиты на сдвиг.. 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: Рассчитать устойчивость анкерного стержня к сдвигу и растяжению (CSA S16)
Определить устойчивость анкерного стержня при комбинированных сдвиговых и осевых нагрузках., мы используем CSA S16:19 Пункт 13.12.1.4.
Суммарная растягивающая сила, испытываемая анкерами, включая дополнительный изгиб от внецентренной сдвиговой нагрузки, показан ниже.
\( Т_{е,общее количество} = Т_ф + N_{фанат} = 18.038,текст{кН} + 3.75\,\текст{кН} = 21.788,текст{кН} \)
Использование значений нагрузки и мощности для проверок на сдвиг и растяжение., теперь мы рассчитаем уравнение взаимодействия.
\( Я = влево(\осталось(\гидроразрыва{V_{фанат}}{V_{с,zh}}\право)^2вправо) + \осталось(\осталось(\гидроразрыва{Т_{е,общее количество}}{Т_с}\право)^2вправо) \)
\( Я = влево(\осталось(\гидроразрыва{3.5355\,\текст{кН}}{14.255\,\текст{кН}}\право)^2вправо) + \осталось(\осталось(\гидроразрыва{21.788\,\текст{кН}}{28.85\,\текст{кН}}\право)^2вправо) знак равно 0.63189 \)
поскольку 0.63 < 1.0, способность взаимодействия анкерного стержня по CSA S16 составляет достаточный.
Проверьте #15: Рассчитать проверки взаимодействия (CSA A23.3)
При проверке прочности анкерного стержня при комбинированных сдвигающих и растягивающих нагрузках с помощью CSA A23.3, применяется другой подход. Для полноты, мы также выполняем Проверки взаимодействия CSA A23.3 в этом расчете, которые включают в себя другие конкретные проверки взаимодействия также.
Вот результат соотношения для всех проверок натяжения CSA A23.3:
И вот что получилось соотношения для всех проверок на сдвиг CSA A23.3:
Мы берем проверку конструкции с наибольшим коэффициентом и сравниваем ее с максимальным коэффициентом взаимодействия, используя CSA A23.3:19 Уравнение D.46.
\( Я_{интервал} = frac{N_{фанат}}{N_{ра}} + \гидроразрыва{V_{фанат}}{V_{ра}} = frac{15}{53.52} + \гидроразрыва{5}{16.278} знак равно 0.58743 \)
поскольку 0.587 < 1.2, проверка взаимодействия 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.
