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
Определить, достаточно ли спроектированное соединение колонны с опорной плитой для сжимающей нагрузки 1500 кН., 12-кН Vz сдвиговая нагрузка, и сдвиговая нагрузка 25 кН Vy.
Данные данных
Столбец:
Раздел столбца: HP 360×180
Область столбца: 23000 мм2
Материал столбца: С275Н
Опорная плита:
Размеры опорной плиты: 750 мм х 750 мм
Толщина опорной плиты: 25 мм
Материал опорной плиты: S235
Раствор:
Толщина затирки: 0 мм
бетон:
Бетонные размеры: 750 мм х 750 мм
Бетонная толщина: 380 мм
Бетонный материал: С20/25
Якоря:
Диаметр якоря: 24 мм
Эффективная длина встраивания: 300 мм
Якорная концовка: Прямоугольная пластина
Закладная пластина Ширина: 100 мм
Встроенная тарелка толщина: 16 мм
Швы:
Размер сварного шва: 12 мм
Классификация металла наполнителя: Е38
Нагрузка сжатия переносится только через сварные швы? да
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.
Ноты
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
При определении потребности в сварке, Калькулятор SkyCiv предполагает, что Vy shear нагрузки сопротивляется со стороны только Интернет, в Vz сдвиговая нагрузка сопротивляется со стороны только фланцы, и компрессионная нагрузка сопротивляется со стороны весь раздел.
Первый, мы рассчитываем Общая длина сварного шва на разделе.
\(L_{\текст{сварка}} знак равно 2 b_f + 2(d_{\текст{полковник}} – 2 T_F – 2 р_{\текст{полковник}}) + 2(b_f – т_в – 2 р_{\текст{полковник}})\)
\(L_{\текст{сварка}} знак равно 2 \раз 378.8\ \текст{мм} + 2 \раз (362.9\ \текст{мм} – 2 \раз 21.1\ \текст{мм} – 2 \раз 15.2\ \текст{мм}) + 2 \раз (378.8\ \текст{мм} – 21.1\ \текст{мм} – 2 \раз 15.2\ \текст{мм})\)
\(L_{\текст{сварка}} знак равно 1992.8\ \текст{мм}\)
затем, мы рассчитываем длина сварного шва в фланцы и сеть.
\(L_{вес,флг} знак равно 2 b_f + 2(b_f – т_в – 2 р_{полковник}) знак равно 2 \раз 378.8\ \текст{мм} + 2 \раз (378.8\ \текст{мм} – 21.1\ \текст{мм} – 2 \раз 15.2\ \текст{мм}) знак равно 1412.2\ \текст{мм}\)
\(L_{вес,сеть} знак равно 2\,(d_{полковник} – 2T_F – 2р_{полковник}) знак равно 2 \раз (362.9\ \текст{мм} – 2 \раз 21.1\ \текст{мм} – 2 \раз 15.2\ \текст{мм}) знак равно 580.6\ \текст{мм}\)
Сначала рассмотрим фланцы, в нормальный и касательные напряжения рассчитываются с использованием В 1993-1-8:2005 Пункт 4.5.3.2.
\(\сигма_{\преступник} = frac{N_x}{L_{\текст{сварка}} а_{флг} \SQRT{2}} = frac{1500\ \текст{кН}}{1992.8\ \текст{мм} \раз 8.485\ \текст{мм} \раз sqrt{2}} знак равно 62.728\ \текст{МПа}\)
\(\ваш_{\преступник} = frac{N_x}{L_{\текст{сварка}} а_{флг} \SQRT{2}} = frac{1500\ \текст{кН}}{1992.8\ \текст{мм} \раз 8.485\ \текст{мм} \раз sqrt{2}} знак равно 62.728\ \текст{МПа}\)
\(\и_{\параллельный} = frac{V_Z.}{L_{вес,флг} а_{флг}} = frac{12\ \текст{кН}}{1412.2\ \текст{мм} \раз 8.485\ \текст{мм}} знак равно 1.0015\ \текст{МПа}\)
С использованием В 1993-1-8:2005 уравнение. (4.1), в расчетное сварочное напряжение на основе направленный метод затем получается.
\(F_{вес,Ed1} = кврт{(\сигма_{\преступник})^ 2 + 3\осталось((\ваш_{\преступник})^ 2 + (\и_{\параллельный})^2\right)}\)
\(F_{вес,Ed1} = кврт{(62.728\ \текст{МПа})^ 2 + 3 \раз осталось((62.728\ \текст{МПа})^ 2 + (1.0015\ \текст{МПа})^2\right)}\)
\(F_{вес,Ed1} знак равно 125.47\ \текст{МПа}\)
затем, в расчетное перпендикулярное напряжение на базовый металл определяется.
\(F_{вес,Ed2} = sigma_{\преступник} знак равно 62.728\ \текст{МПа}\)
Для Интернета, мы используем ту же формулу для расчета нормальный и касательные напряжения, что дает соответствующее расчетное сварочное напряжение и расчетное напряжение основного металла.
\(\сигма_{\преступник} = frac{N_x}{L_{\текст{сварка}} а_{\текст{сеть}} \SQRT{2}} = frac{1500\ \текст{кН}}{1992.8\ \текст{мм} \раз 8.485\ \текст{мм} \раз sqrt{2}} знак равно 62.728\ \текст{МПа}\)
\(\ваш_{\преступник} = frac{N_x}{L_{\текст{сварка}} а_{\текст{сеть}} \SQRT{2}} = frac{1500\ \текст{кН}}{1992.8\ \текст{мм} \раз 8.485\ \текст{мм} \раз sqrt{2}} знак равно 62.728\ \текст{МПа}\)
\(\ваш_{\параллельный} = frac{V_Y}{L_{вес,\текст{сеть}} а_{\текст{сеть}}} = frac{25\ \текст{кН}}{580.6\ \текст{мм} \раз 8.485\ \текст{мм}} знак равно 5.0747\ \текст{МПа}\)
\(F_{вес,Ed1} = кврт{(\сигма_{\преступник})^ 2 + 3\осталось((\ваш_{\преступник})^ 2 + (\ваш_{\параллельный})^2\right)}\)
\(F_{вес,Ed1} = кврт{(62.728\ \текст{МПа})^ 2 + 3 \раз осталось((62.728\ \текст{МПа})^ 2 + (5.0747\ \текст{МПа})^2\right)}\)
\(F_{вес,Ed1} знак равно 125.76\ \текст{МПа}\)
\(F_{вес,Ed2} = sigma_{\преступник} знак равно 62.728\ \текст{МПа}\)
Затем мы берем управление стрессом между Вы можете заметить, что основное отличие заключается в соединении полок балки с опорной колонной. и группы сварных швов.
\(F_{вес,Ed1} = макс(F_{вес,Ed1},\ F_{вес,Ed1}) = макс(125.47\ \текст{МПа},\ 125.76\ \текст{МПа}) знак равно 125.76\ \текст{МПа}\)
\(F_{вес,Ed2} = макс(F_{вес,Ed2},\ F_{вес,Ed2}) = макс(62.728\ \текст{МПа},\ 62.728\ \текст{МПа}) знак равно 62.728\ \текст{МПа}\)
следующий, мы рассчитываем емкость сварного шва, используя В 1993-1-8:2005 уравнение. (4.1). В предельная прочность на разрыв (фу) в этом уравнении используется минимальное значение среди колонны, опорная плита, и сварить металл.
\(f_u = \min(f_{U,\текст{полковник}},\ f_{U,\текст{бп}},\ f_{ваш}) = min(370\ \текст{МПа},\ 360\ \текст{МПа},\ 470\ \текст{МПа}) знак равно 360\ \текст{МПа}\)
\(F_{вес,Rd1} = frac{f_u}{\beta_w\,(\гамма_{M2,\text{сварка}})} = frac{360\ \текст{МПа}}{0.8 \раз (1.25)} знак равно 360\ \текст{МПа}\)
В сопротивление основного металла также рассчитывается по тому же уравнению.
\(F_{вес,Rd2} = frac{0.9 f_u}{\гамма_{M2,\text{сварка}}} = frac{0.9 \раз 360\ \текст{МПа}}{1.25} знак равно 259.2\ \текст{МПа}\)
В завершение, мы сравниваем сопротивление углового сварного шва к расчетное сварочное напряжение, и сопротивление основного металла к напряжение основного металла.
поскольку 125.76 МПа < 360 МПа, мощность сварки достаточна.
Проверьте #2: Рассчитать несущую способность бетона и предел текучести опорной плиты.
Пример расчета несущей способности бетона и текучести опорной плиты уже обсуждался в разделе «Пример расчета опорной плиты на сжатие».. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #3: Рассчитать несущую способность опорной плиты (Vy shear)
Когда сдвиг передается через анкерные стержни, стержни упираются в опорную пластину. Следовательно, нам необходимо убедиться, что опорная пластина имеет достаточную способность противостоять несущая нагрузка в анкерных отверстиях.
В расчетное усилие сдвига на анкерный стержень рассчитывается как общая сдвиговая нагрузка, деленная на общее количество анкеров.
\(F_{б,издание} = frac{V_Y}{n_{anc}} = frac{25\ \текст{кН}}{10} знак равно 2.5\ \текст{кН}\)
следующий, мы определяем факторы, необходимые для несущее сопротивление расчет. В соответствии с В 1993-1-8:2005 Стол 3.4, мы получаем \(\alpha_d\), \(\alpha_b\), и \(k_1\) факторы.
Оба конец и внутренние якоря учитываются при определении соответствующих \(\alpha_d\) факторы.
\(\альфа_{d,\текст{конец}} = frac{l_{\текст{край},и}}{3 d_{\текст{дыра}}} = frac{100\ \текст{мм}}{3 \раз 26\ \текст{мм}} знак равно 1.2821\)
\(\альфа_{d,\текст{внутренний}} = frac{S_}{3 d_{\текст{дыра}}} – \гидроразрыва{1}{4} = frac{550\ \текст{мм}}{3 \раз 26\ \текст{мм}} – \гидроразрыва{1}{4} знак равно 6.8013\)
Используя меньший \(\alpha_d\) фактор, соответствующий \(\alpha_b\) фактор рассчитывается как:
\(\alpha_b = \min\left(\альфа_{d,\текст{конец}},\ \альфа_{d,\текст{внутренний}},\ \гидроразрыва{F_{U,\текст{anc}}}{f_{U,\текст{бп}}},\ 1.0\право) = \min\left(1.2821,\ 6.8013,\ \гидроразрыва{800\ \текст{МПа}}{360\ \текст{МПа}},\ 1\право) знак равно 1\)
так же, оба край и внутренние болты учитываются при определении \(k_1\) факторы.
\(к_{1,\текст{край}} = \min\left(2.8\осталось(\гидроразрыва{l_{\текст{край},с участием}}{d_{\текст{дыра}}}\право) – 1.7,\ 1.4\осталось(\гидроразрыва{S_Z.}{d_{\текст{дыра}}}\право) – 1.7,\ 2.5\право)\)
\(к_{1,\текст{край}} = \min\left(2.8 \[object Window]{75\ \текст{мм}}{26\ \текст{мм}} – 1.7,\ 1.4 \[object Window]{150\ \текст{мм}}{26\ \текст{мм}} – 1.7,\ 2.5\право) знак равно 2.5\)
\(к_{1,\текст{внутренний}} = \min\left(1.4\осталось(\гидроразрыва{S_Z.}{d_{\текст{дыра}}}\право) – 1.7,\ 2.5\право) = \min\left(1.4 \[object Window]{150\ \текст{мм}}{26\ \текст{мм}} – 1.7,\ 2.5\право) знак равно 2.5\)
Правящий \(k_1\) фактор, соответствующий меньшему значению, является:
\(k_1 = \min(к_{1,\текст{край}},\ к_{1,\текст{внутренний}}) = min(2.5,\ 2.5) знак равно 2.5\)
В завершение, мы рассчитываем несущее сопротивление используя уравнение из В 1993-1-8:2005 Стол 3.4.
\(F_{б,Rd} = frac{k_1 \alpha_b f_{u\_bp} d_{anc} т_{бп}}{\гамма_{M2, якорь}} \гидроразрыва{2.5 \раз 1 \раз 360 \текст{ МПа} \раз 24 \текст{ мм} \раз 25 \текст{ мм}}{1.25} знак равно 432 \текст{ кН} \)
поскольку 2.5 кН < 432 кН, несущая способность опорной плиты достаточна.
Проверьте #4: Рассчитать несущую способность опорной плиты (VZ Shear)
Расчет для несущая способность при сдвиге Vz следует той же процедуре, что и для Vy shear, но учитывая геометрию вдоль Ось сдвига Vz.
В якорный спрос из-за VZ Shear является:
\(F_{б,издание} = frac{V_Z.}{n_{anc}} = frac{12\ \текст{кН}}{10} знак равно 1.2\ \текст{кН}\)
С использованием В 1993-1-8:2005 Стол 3.4, факторы определяются следующим образом:
\( \альфа_{d,\текст{конец}} = frac{l_{\текст{край},с участием}}{3 d_{\текст{дыра}}} = frac{75\ \текст{мм}}{3 \раз 26\ \текст{мм}} знак равно 0.96154 \)
\( \альфа_{d,\текст{внутренний}} = frac{S_Z.}{3 d_{\текст{дыра}}} – \гидроразрыва{1}{4} = frac{150\ \текст{мм}}{3 \раз 26\ \текст{мм}} – \гидроразрыва{1}{4} знак равно 1.6731 \)
\( \alpha_b = \min\!\осталось(\альфа_{d,\текст{конец}},\ \альфа_{d,\текст{внутренний}},\ \гидроразрыва{F_{U,\текст{anc}}}{f_{U,\текст{бп}}},\ 1.0\право) = \min\!\осталось(0.96154,\ 1.6731,\ \гидроразрыва{800\ \текст{МПа}}{360\ \текст{МПа}},\ 1\право) знак равно 0.96154 \)
\(к_{1,\текст{край}} = \min\!\осталось(2.8\осталось(\гидроразрыва{l_{\текст{край},и}}{d_{\текст{дыра}}}\право) – 1.7,\ 1.4\осталось(\гидроразрыва{S_}{d_{\текст{дыра}}}\право) – 1.7,\ 2.5\право)\)
\(к_{1,\текст{край}} = \min\!\осталось(2.8 \раз осталось(\гидроразрыва{100\ \текст{мм}}{26\ \текст{мм}}\право) – 1.7,\ 1.4 \раз осталось(\гидроразрыва{550\ \текст{мм}}{26\ \текст{мм}}\право) – 1.7,\ 2.5\право) знак равно 2.5\)
\(к_{1,\текст{внутренний}} = \min\!\осталось(1.4\осталось(\гидроразрыва{S_}{d_{\текст{дыра}}}\право) – 1.7,\ 2.5\право) = \min\!\осталось(1.4 \раз осталось(\гидроразрыва{550\ \текст{мм}}{26\ \текст{мм}}\право) – 1.7,\ 2.5\право) знак равно 2.5\)
\(k_1 = \min\!\осталось(к_{1,\текст{край}},\ к_{1,\текст{внутренний}}\право) = min(2.5,\ 2.5) знак равно 2.5\)
В завершение, в расчетная несущая способность из опорная плита является:
\(F_{б,Rd} = frac{k_1 \alpha_b f_{U,бп} d_{anc} т_{бп}}{\гамма_{M2,\text{якорь}}} = frac{2.5 \раз 0.96154 \раз 360\ \текст{МПа} \раз 24\ \текст{мм} \раз 25\ \текст{мм}}{1.25} знак равно 415.38\ \текст{кН}\)
поскольку 1.2 кН < 415 кН, несущая способность опорной плиты достаточна.
Проверьте #5: Рассчитать прорывную способность бетона (Vy shear)
Пример расчета прочности бетона на прорыв уже обсуждался в разделе «Пример расчета опорной плиты на сдвиг».. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #6: Рассчитать прорывную способность бетона (VZ Shear)
Пример расчета прочности бетона на прорыв уже обсуждался в разделе «Пример расчета опорной плиты на сдвиг».. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #7: Рассчитайте бетонную емкость
Пример расчета устойчивости бетона к сдвиговой выталкивающей силе уже обсуждался в разделе «Пример расчета опорной плиты на сдвиг».. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для пошагового расчета..
Проверьте #8: 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..
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.
