Пример дизайна базовой плиты с использованием en 1993-1-8-2005, В 1993-1-1-2005 и EN 1992-1-1-2004
Запись о проблеме:
Определите, достаточно ли разработанного соединения с столбцами-базой для 50-kN tension load, 4-kN Vy shear load, и 2-kN Vz shear load.
Данные данных:
Столбец:
Раздел столбца: CHS193.7×10
Область столбца: 5770.0 mm²
Материал столбца: S460
Опорная плита:
Размеры опорной плиты: 300mm x 300mm
Толщина опорной плиты: 18мм
Материал опорной плиты: S235
Раствор:
Толщина затирки: 0 мм
бетон:
Бетонные размеры: 350mm x 350mm
Бетонная толщина: 400 мм
Бетонный материал: C35/45
Потрескался или не снят: Потрескался
Якоря:
Диаметр якоря: 16 мм
Эффективная длина встраивания: 350 мм
Встроенный диаметр пластины: 70 мм
Встроенная тарелка толщина: 10 мм
Якорный материал: 4.8
Швы:
Сварной шва: Fillet
Размер сварного шва: 7мм
Классификация металла наполнителя: E42
Якоря данных (из Skyciv Calculator):
Ноты:
The purpose of this design example is to demonstrate the step-by-step calculations for capacity checks involving concurrent shear and axial loads. Some of the required checks have already been discussed in the previous design examples. Please refer to the links provided in each section.
Пошаговые расчеты:
Проверьте #1: Рассчитайте емкость сварки
The full tensile load is resisted by the entire weld section, в то время shear load components are distributed only to a portion of the total weld length. This portion is determined by projecting a 90° sector from the center of the column to its circumference. Следовательно, Только half of the total circumference is designed to resist the shear load.
We first compute the Общая длина сварного шва и portion of the weld within the 90° projection.
\(L_{сварка,full} = \pi d_{полковник} = \pi \times 193.7\ \текст{мм} знак равно 608.53\ \текст{мм}\)
\(L_{сварка} = frac{\pi d_{полковник}}{2} = frac{\pi \times 193.7\ \текст{мм}}{2} знак равно 304.26\ \текст{мм}\)
следующий, мы рассчитываем resultant shear load.
\(V_r = \sqrt{(V_Y)^ 2 + (V_Z.)^ 2} = кврт{(4\ \текст{кН})^ 2 + (2\ \текст{кН})^ 2} знак равно 4.4721\ \текст{кН}\)
We then compute the нормальный и shear stresses, taking into account the assumed load distribution.
\( \сигма_{\преступник} = frac{N_x}{L_{сварка,full}\,a\,\sqrt{2}} = frac{40\ \текст{кН}}{608.53\ \текст{мм} \раз 4.95\ \текст{мм} \раз sqrt{2}} знак равно 9.39\ \текст{МПа} \)
\( \ваш_{\преступник} = frac{N_x}{L_{сварка,full}\,a\,\sqrt{2}} = frac{40\ \текст{кН}}{608.53\ \текст{мм} \раз 4.95\ \текст{мм} \раз sqrt{2}} знак равно 9.39\ \текст{МПа} \)
\( \ваш_{\параллельный} = frac{V_r}{L_{сварка}\,а } = frac{4.4721\ \текст{кН}}{304.26\ \текст{мм} \раз 4.95\ \текст{мм}} знак равно 2.9693\ \текст{МПа} \)
После того, мы рассчитываем комбинированные напряжения с использованием В 1993-1-8:2005 уравнение. (4.1).
\(F_{вес,Ed1} = кврт{(\сигма_{\преступник})^ 2 + 3\big((\ваш_{\преступник})^ 2 + (\ваш_{\параллельный})^2\big)}\)
\(F_{вес,Ed1} = кврт{(9.39\ \текст{МПа})^ 2 + 3\big((9.39\ \текст{МПа})^ 2 + (2.9693\ \текст{МПа})^2\big)}\)
\(F_{вес,Ed1} знак равно 19.471\ \текст{МПа}\)
В то же время, Мы определяем stress on the base metal using the same equation.
\(F_{вес,Ed2} = sigma_{\преступник} знак равно 9.39\ \текст{МПа}\)
следующий, мы рассчитываем weld capacity. We first determine the ultimate tensile strength (фу) из weaker material, and then use В 1993-1-8:2005 уравнение. (4.1) to obtain the fillet weld resistance и base metal resistance.
\(f_u = \min\!\осталось(F_{U,\текст{полковник}},\ f_{U,\текст{бп}},\ f_{U,вес}\право) = \min\!\осталось(550\ \текст{МПа},\ 360\ \текст{МПа},\ 500\ \текст{МПа}\право) знак равно 360\ \текст{МПа}\)
\(F_{вес,Rd1} = frac{f_u}{\beta_w\,(\гамма_{M2,\text{сварка}})} = frac{360\ \текст{МПа}}{0.8 \раз (1.25)} знак равно 360\ \текст{МПа}\)
\(F_{вес,Rd2} = frac{0.9\,f_u}{\гамма_{M2,\text{сварка}}} = frac{0.9 \раз 360\ \текст{МПа}}{1.25} знак равно 259.2\ \текст{МПа}\)
поскольку 19.471 МПа < 360 МПа, емкость сварки достаточный.
Проверьте #2: Рассчитайте емкость сгибки на основе нагрузки
A design example for the base plate flexural yielding capacity is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Проверьте #3: Рассчитайте бетонную прорывную емкость при натяжении
A design example for the capacity of the concrete in breakout due to tension load is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Проверьте #4: Рассчитать способность выдвижения якоря
A design example for the anchor pullout capacity is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Проверьте #5: Рассчитайте пропускную способность в направлении y-направления
A design example for the side-face blowout capacity in Y-direction is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Проверьте #6: Рассчитайте пропускную способность в направлении z в направлении z
A design example for the side-face blowout capacity in Z-direction is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Проверьте #7: Calculate base plate bearing capacity at anchor holes (Vy shear)
A design example for the base plate bearing capacity in the anchor holes for Vy shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Compression and Shear. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Проверьте #8: Calculate base plate bearing capacity at anchor holes (VZ Shear)
A design example for the base plate bearing capacity in the anchor holes for Vz shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Compression and Shear. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Проверьте #9: Calculate concrete breakout capacity (Vy shear)
A design example for the concrete capacity in breakout failure due to Vy shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Shear. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Проверьте #10: Calculate concrete breakout capacity (VZ Shear)
A design example for the concrete capacity in breakout failure due to Vz shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Shear. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Проверьте #11: Calculate pryout capacity
A design example for the concrete pryout capacity is already discussed in the Base Plate Design Example for Shear. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Проверьте #12: Рассчитайте сдвиг стержней стержней
The effect of the tension load on the anchor rod capacity is considered in this check if the shear force acts with a lever arm. тем не мение, в этом примере, the shear acts without a lever arm. Следовательно, the interaction between shear and tensile stresses on the anchor rod will be evaluated separately in the interaction check.
For the step-by-step calculation of the shear capacity without a lever arm, пожалуйста, перейдите по этой ссылке.
The SkyCiv Base Plate Design software can perform all the necessary checks to determine whether the shear load acts with or without a lever arm. Ты можешь try out the free tool Cегодня.
Проверьте #13: Calculate anchor steel interaction check
Мы используем В 1992-4:2018 Стол 7.3 уравнение. (7.54) Чтобы оценить interaction between the shear and tensile stresses on the anchor rod. By substituting the tensile stress and capacity as well as the shear stress and capacity into the equation, получение interaction value является:
\(Я_{int} = слева(\гидроразрыва{N_{издание}}{N_{Rd,s}}\право)^ 2 + \осталось(\гидроразрыва{V_{издание}}{V_{Rd,s}}\право)^2)
\(Я_{int} = слева(\гидроразрыва{10\ \текст{кН}}{49.22\ \текст{кН}}\право)^ 2 + \осталось(\гидроразрыва{1.118\ \текст{кН}}{38.604\ \текст{кН}}\право)^ 2 = 0.042117\)
поскольку 0.042 < 1.0, the anchor rod steel failure interaction check is достаточный.
Проверьте #14: Calculate concrete failure interaction check
Дополнительный interaction check is required for concrete failures under simultaneous shear and tensile loading. Для этого, мы используем В 1992-4:2018 Стол 7.3 уравнение. (7.55) и уравнение. (7.56).
Here are the resulting ratios for all tensile checks.
Here are the resulting ratios for all shear checks.
Первый, we check using уравнение. (7.55) and compare the result to the maximum interaction limit of 1.0.
\(Я_{\текст{case1}} = слева(\осталось(\гидроразрыва{N_{издание}}{N_{Rd}}\право)^{1.5}\право) + \осталось(\осталось(\гидроразрыва{V_{издание}}{V_{Rd}}\право)^{1.5}\право)\)
\(Я_{\текст{case1}} = слева(\осталось(\гидроразрыва{40}{45.106}\право)^{1.5}\право) + \осталось(\осталось(\гидроразрыва{4.1231}{14.296}\право)^{1.5}\право) знак равно 0.99\)
следующий, we check using уравнение. (7.56) and compare the result to the maximum interaction limit of 1.2.
\(Я_{\текст{case2}} = frac{N_{издание}}{N_{Rd}} + \гидроразрыва{V_{издание}}{V_{Rd}} = frac{40}{45.106} + \гидроразрыва{4.1231}{14.296} знак равно 1.1752\)
поскольку 0.99 < 1.0 и 1.175 < 1.2, в concrete failure interaction check является 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
Нажмите здесь, чтобы загрузить образец отчета.
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.
