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.
\(L_{\text{weld}} = 2 b_f + 2(d_{\text{col}} – 2 t_f – 2 r_{\text{col}}) + 2(b_f – t_w – 2 r_{\text{col}})\)
\(L_{\text{weld}} = 2 \times 378.8\ \text{mm} + 2 \times (362.9\ \text{mm} – 2 \times 21.1\ \text{mm} – 2 \times 15.2\ \text{mm}) + 2 \times (378.8\ \text{mm} – 21.1\ \text{mm} – 2 \times 15.2\ \text{mm})\)
\(L_{\text{weld}} = 1992.8\ \text{mm}\)
затем, мы рассчитываем длина сварного шва в фланцы и сеть.
\(L_{w,flg} = 2 b_f + 2[mathin]b_f – t_w – 2 r_{col}[mathin] = 2 \times 378.8\ \text{mm} + 2 \times (378.8\ \text{mm} – 21.1\ \text{mm} – 2 \times 15.2\ \text{mm}) = 1412.2\ \text{mm}\)
\(L_{w,web} = 2\,[mathin]d_{col} – 2t_f – 2r_{col}[mathin] = 2 \times (362.9\ \text{mm} – 2 \times 21.1\ \text{mm} – 2 \times 15.2\ \text{mm}) = 580.6\ \text{mm}\)
Сначала рассмотрим фланцы, в нормальный и касательные напряжения рассчитываются с использованием В 1993-1-8:2005 Пункт 4.5.3.2.
\(\sigma_{\perp} = \dfrac{N_x}{L_{\text{weld}} a_{flg} \sqrt{2}} = \dfrac{1500\ \text{kN}}{1992.8\ \text{mm} \times 8.485\ \text{mm} \times \sqrt{2}} = 62.728\ \text{MPa}\)
\(\tau_{\perp} = \dfrac{N_x}{L_{\text{weld}} a_{flg} \sqrt{2}} = \dfrac{1500\ \text{kN}}{1992.8\ \text{mm} \times 8.485\ \text{mm} \times \sqrt{2}} = 62.728\ \text{MPa}\)
\(\eta_{\parallel} = \dfrac{V_z}{L_{w,flg} a_{flg}} = \dfrac{12\ \text{kN}}{1412.2\ \text{mm} \times 8.485\ \text{mm}} = 1.0015\ \text{MPa}\)
С использованием В 1993-1-8:2005 уравнение. (4.1), в расчетное сварочное напряжение на основе направленный метод затем получается.
\(F_{w,Ed1} = \sqrt{(\sigma_{\perp})^2 + 3\left((\tau_{\perp})^2 + (\eta_{\parallel})^2\right)}\)
\(F_{w,Ed1} = \sqrt{(62.728\ \text{MPa})^2 + 3 \times \left((62.728\ \text{MPa})^2 + (1.0015\ \text{MPa})^2\right)}\)
\(F_{w,Ed1} = 125.47\ \text{MPa}\)
затем, в расчетное перпендикулярное напряжение на базовый металл определяется.
\(F_{w,Ed2} = \sigma_{\perp} = 62.728\ \text{MPa}\)
Для Интернета, мы используем ту же формулу для расчета нормальный и касательные напряжения, что дает соответствующее расчетное сварочное напряжение и расчетное напряжение основного металла.
\(\sigma_{\perp} = \dfrac{N_x}{L_{\text{weld}} a_{\text{web}} \sqrt{2}} = \dfrac{1500\ \text{kN}}{1992.8\ \text{mm} \times 8.485\ \text{mm} \times \sqrt{2}} = 62.728\ \text{MPa}\)
\(\tau_{\perp} = \dfrac{N_x}{L_{\text{weld}} a_{\text{web}} \sqrt{2}} = \dfrac{1500\ \text{kN}}{1992.8\ \text{mm} \times 8.485\ \text{mm} \times \sqrt{2}} = 62.728\ \text{MPa}\)
\(\tau_{\parallel} = \dfrac{V_y}{L_{w,\text{web}} a_{\text{web}}} = \dfrac{25\ \text{kN}}{580.6\ \text{mm} \times 8.485\ \text{mm}} = 5.0747\ \text{MPa}\)
\(F_{w,Ed1} = \sqrt{(\sigma_{\perp})^2 + 3\left((\tau_{\perp})^2 + (\tau_{\parallel})^2\right)}\)
\(F_{w,Ed1} = \sqrt{(62.728\ \text{MPa})^2 + 3 \times \left((62.728\ \text{MPa})^2 + (5.0747\ \text{MPa})^2\right)}\)
\(F_{w,Ed1} = 125.76\ \text{MPa}\)
\(F_{w,Ed2} = \sigma_{\perp} = 62.728\ \text{MPa}\)
Затем мы берем управление стрессом между Вы можете заметить, что основное отличие заключается в соединении полок балки с опорной колонной. и группы сварных швов.
\(F_{w,Ed1} = \max(F_{w,Ed1},\ F_{w,Ed1}) = \max(125.47\ \text{MPa},\ 125.76\ \text{MPa}) = 125.76\ \text{MPa}\)
\(F_{w,Ed2} = \max(F_{w,Ed2},\ F_{w,Ed2}) = \max(62.728\ \text{MPa},\ 62.728\ \text{MPa}) = 62.728\ \text{MPa}\)
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.
\(f_u = \min(f_{u,\text{col}},\ f_{u,\text{bp}},\ f_{uw}) = \min(370\ \text{MPa},\ 360\ \text{MPa},\ 470\ \text{MPa}) = 360\ \text{MPa}\)
\(F_{w,Rd1} = \dfrac{f_u}{\beta_w\,(\gamma_{M2,\text{weld}})} = \dfrac{360\ \text{MPa}}{0.8 \times (1.25)} = 360\ \text{MPa}\)
В сопротивление основного металла также рассчитывается по тому же уравнению.
\(F_{w,Rd2} = \dfrac{0.9 f_u}{\gamma_{M2,\text{weld}}} = \dfrac{0.9 \times 360\ \text{MPa}}{1.25} = 259.2\ \text{MPa}\)
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.
\(F_{b,Ed} = \dfrac{V_y}{n_{anc}} = \dfrac{25\ \text{kN}}{10} = 2.5\ \text{kN}\)
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.
\(\alpha_{d,\text{end}} = \dfrac{l_{\text{edge},y}}{3 d_{\text{hole}}} = \dfrac{100\ \text{mm}}{3 \times 26\ \text{mm}} = 1.2821\)
\(\alpha_{d,\text{inner}} = \dfrac{s_y}{3 d_{\text{hole}}} – \dfrac{1}{4} = \dfrac{550\ \text{mm}}{3 \times 26\ \text{mm}} – \dfrac{1}{4} = 6.8013\)
Используя меньший \(\alpha_d\) фактор, соответствующий \(\alpha_b\) фактор рассчитывается как:
\(\alpha_b = \min\left(\alpha_{d,\text{end}},\ \alpha_{d,\text{inner}},\ \dfrac{F_{u,\text{anc}}}{f_{u,\text{bp}}},\ 1.0\right) = \min\left(1.2821,\ 6.8013,\ \dfrac{800\ \text{MPa}}{360\ \text{MPa}},\ 1\right) = 1\)
так же, оба край и внутренние болты учитываются при определении \(k_1\) факторы.
\(k_{1,\text{edge}} = \min\left(2.8\left(\dfrac{l_{\text{edge},z}}{d_{\text{hole}}}\right) – 1.7,\ 1.4\left(\dfrac{s_z}{d_{\text{hole}}}\right) – 1.7,\ 2.5\right)\)
\(k_{1,\text{edge}} = \min\left(2.8 \times \dfrac{75\ \text{mm}}{26\ \text{mm}} – 1.7,\ 1.4 \times \dfrac{150\ \text{mm}}{26\ \text{mm}} – 1.7,\ 2.5\right) = 2.5\)
\(k_{1,\text{inner}} = \min\left(1.4\left(\dfrac{s_z}{d_{\text{hole}}}\right) – 1.7,\ 2.5\right) = \min\left(1.4 \times \dfrac{150\ \text{mm}}{26\ \text{mm}} – 1.7,\ 2.5\right) = 2.5\)
Правящий \(k_1\) фактор, соответствующий меньшему значению, является:
\(k_1 = \min(k_{1,\text{edge}},\ k_{1,\text{inner}}) = \min(2.5,\ 2.5) = 2.5\)
В завершение, мы рассчитываем несущее сопротивление используя уравнение из В 1993-1-8:2005 Стол 3.4.
\(F_{b,Rd} = \dfrac{k_1 \alpha_b f_{u\_bp} d_{anc} t_{bp}}{\gamma_{M2,anchor}} \dfrac{2.5 \times 1 \times 360 \text{ MPa} \times 24 \text{ mm} \times 25 \text{ mm}}{1.25} = 432 \text{ kN} \)
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:
\(F_{b,Ed} = \dfrac{V_z}{n_{anc}} = \dfrac{12\ \text{kN}}{10} = 1.2\ \text{kN}\)
С использованием В 1993-1-8:2005 Стол 3.4, факторы определяются следующим образом:
\( \alpha_{d,\text{end}} = \dfrac{l_{\text{edge},z}}{3 d_{\text{hole}}} = \dfrac{75\ \text{mm}}{3 \times 26\ \text{mm}} = 0.96154 \)
\( \alpha_{d,\text{inner}} = \dfrac{s_z}{3 d_{\text{hole}}} – \dfrac{1}{4} = \dfrac{150\ \text{mm}}{3 \times 26\ \text{mm}} – \dfrac{1}{4} = 1.6731 \)
\( \alpha_b = \min\!\left(\alpha_{d,\text{end}},\ \alpha_{d,\text{inner}},\ \dfrac{F_{u,\text{anc}}}{f_{u,\text{bp}}},\ 1.0\right) = \min\!\left(0.96154,\ 1.6731,\ \dfrac{800\ \text{MPa}}{360\ \text{MPa}},\ 1\right) = 0.96154 \)
\(k_{1,\text{edge}} = \min\!\left(2.8\left(\dfrac{l_{\text{edge},y}}{d_{\text{hole}}}\right) – 1.7,\ 1.4\left(\dfrac{s_y}{d_{\text{hole}}}\right) – 1.7,\ 2.5\right)\)
\(k_{1,\text{edge}} = \min\!\left(2.8 \times \left(\dfrac{100\ \text{mm}}{26\ \text{mm}}\right) – 1.7,\ 1.4 \times \left(\dfrac{550\ \text{mm}}{26\ \text{mm}}\right) – 1.7,\ 2.5\right) = 2.5\)
\(k_{1,\text{inner}} = \min\!\left(1.4\left(\dfrac{s_y}{d_{\text{hole}}}\right) – 1.7,\ 2.5\right) = \min\!\left(1.4 \times \left(\dfrac{550\ \text{mm}}{26\ \text{mm}}\right) – 1.7,\ 2.5\right) = 2.5\)
\(k_1 = \min\!\left(k_{1,\text{edge}},\ k_{1,\text{inner}}\right) = \min(2.5,\ 2.5) = 2.5\)
В завершение, в расчетная несущая способность из опорная плита является:
\(F_{b,Rd} = \dfrac{k_1 \alpha_b f_{u,bp} d_{anc} t_{bp}}{\gamma_{M2,\text{anchor}}} = \dfrac{2.5 \times 0.96154 \times 360\ \text{MPa} \times 24\ \text{mm} \times 25\ \text{mm}}{1.25} = 415.38\ \text{kN}\)
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.
