А Комбинированная опора представляет собой единую опору, поддерживающую две или более колонны. Комбинированные опоры обычно используются, когда колонны расположены слишком близко, где две изолированные опоры были бы неудовлетворительными. Например, с двумя изолированными опорами, расположенными слишком близко друг к другу, почва под ним может разделять части зон влияния, ведущая к необходимому расширению одной или обеих изолированных опор. В зависимости от физических или других ограничений, это может быть невозможно.

Модуль SkyCiv Foundation Design включает в себя проектирование комбинированных опор в соответствии с требованиями Американского института бетона. (ACI 318).

Хотите попробовать программное обеспечение SkyCiv Foundation Design? Наш бесплатный инструмент позволяет пользователям выполнять расчеты несущей способности без загрузки или установки.!

Калькулятор проектирования фундамента

Дизайн комбинированного фундамента

Требования к размерам

Для определения размеров изолированного фундамента, служебные или нефакторные грузы, такие как мертвые (D), Жить (L), ветер (W), сейсмический (Е), и т.д. будут применяться с использованием комбинаций нагрузок, как определено ACI 318-14. Какое бы сочетание нагрузок ни использовалось, оно будет считаться расчетной нагрузкой., и сравнивается с допустимым давлением почвы, как показано в уравнении 1, как рекомендовано в Раздел 13.2.6 ACI 318-14.

\(\текст{Q}_{\текст{а }} = frac{ \текст{P1}_{\текст{N}} + \текст{P2}_{\текст{N}} }{\текст{А}} \правая стрелка \) Уравнение 1

где:
Q_а = допустимое чистое давление почвы
P1_N = нефакторные нагрузки в колонне 1 (осталось)
P2_N = нефакторные нагрузки в колонне 2 (право)
A = Площадь фундамента

Из уравнения 1, Q_а обмениваются А.

\(\текст{А} = frac{ \текст{P1}_{\текст{N}} + \текст{P2}_{\текст{N}} }{\текст{Q}_{\текст{а }}} \правая стрелка \) Уравнение 1a

С этой точки зрения, размеры основания могут быть рассчитаны на основании требуемого размера площади, А.

Односторонний сдвиг

В Односторонний сдвиг предельное состояние, также известный как “сдвиг при изгибе”, расширяет его критическое сечение по ширине подошвы и находится на расстоянии “d” от лица колонны, где расположен критический сдвиг плоскости (См. Рисунок 1).

фигура 1. Односторонний сдвиг в критической плоскости

В В одну сторону ножницы требовать или V_U рассчитывается исходя из предположения, что основание консольно отделено от колонны, где находится (красный) показано на рисунке 1 в соответствии с ACI 318-14, Раздел 8.5.3.1.1.

В Емкость одностороннего сдвига или φV_с определяется как предел прочности на сдвиг и рассчитывается по формуле 2 в ACI 318-14, Раздел 22.5.5.1:

\(\фи текст{V}_{\текст{с}} = phi _{\текст{сдвиг}} \раз 2 \SQRT{\текст{е»}_{\текст{с}}} \раз текст{б}_{\текст{вес}} \раз текст{d} \правая стрелка \) Уравнение 2 (ACI Eq. 22.5.5.1 английский)

или

\(\фи текст{V}_{\текст{с}} = phi _{\текст{сдвиг}} \раз 0.17 \SQRT{\текст{е»}_{\текст{с}}} \раз текст{б}_{\текст{вес}} \раз текст{d} \правая стрелка \) Уравнение 2 (ACI Eq. 22.5.5.1 метрический)

где:
φ_сдвиг = расчетный коэффициент сдвига
е’_с = заданная прочность бетона, psi или МПа
б_вес = толщина основания, дюйм или мм
d = расстояние от волокна экстремального сжатия до центра тяжести арматуры продольного растяжения, дюйм или мм

Требования к сдвигу и допустимая нагрузка на сдвиг должны соответствовать следующему уравнению, чтобы соответствовать проектным требованиям ACI 318-14:

\(\текст{V}_{\текст{U}} \лек фи текст{V}_{\текст{с}} \правая стрелка \) Уравнение 3 (ACI Eq. 7.5.1.1(б))

Фонд SkyCiv, в соответствии с уравнением 3, рассчитывает коэффициент единства одностороннего сдвига (Уравнение 4) взяв требование сдвига над сдвигающей способностью.

\( \текст{соотношение} = frac{\текст{Спрос на сдвиг}}{\текст{Емкость сдвига}} \правая стрелка \) Уравнение 4

Двусторонний сдвиг

В Двусторонний сдвиг предельное состояние, также известный как “пробивные ножницы”, удлиняет критическое сечение на расстояние «d / 2» от лицевой стороны колонны и по периметру колонны. Плоскость критического сдвига расположена в этой части основания. (См. Рисунок 2).

фигура 2. Сдвиг в критической плоскости двустороннего сдвига

В Два путиуслышать требование или V_U происходит в плоскости критического сдвига, расположен на расстоянии «d / 2», где (красный) заштрихованная область, показано на рисунке 2, в соответствии с ACI 318-14, Раздел 22.6.4.

В Емкость сдвига или φV_с регулируется наименьшим значением, вычисленным по формуле 5, 6, и 7 в ACI 318-14, Раздел 22.6.5.2:

\(\фи текст{V}_{\текст{с}} = phi _{\текст{сдвиг}} \раз 4 \раз лямбда раз sqrt{\текст{е»}_{\текст{с}}} \правая стрелка \) Уравнение 5 (ACI Eq. 22.6.5.2(а ) английский)

\(\фи текст{V}_{\текст{с}} = left ( 2 + \гидроразрыва{4}{\бета } \право ) \раз лямбда раз sqrt{f'_{с}} \правая стрелка \) Уравнение 6 (ACI Eq. 22.6.5.2(б) английский)

\(\фи текст{V}_{\текст{с}} = слева ( 2 + \гидроразрыва{\альфа _{s} \раз d }{б{О}} \право ) \раз лямбда раз sqrt{f'_{с}} \правая стрелка \) Уравнение 7 (ACI Eq. 22.6.5.2(с) английский)

или

\(\фи текст{V}_{\текст{с}} = phi _{\текст{сдвиг}} \раз 0.33 \раз лямбда раз sqrt{\текст{е»}_{\текст{с}}} \правая стрелка \) Уравнение 5 (ACI Eq. 22.6.5.2(а ) метрический)

\(\фи текст{V}_{\текст{с}} знак равно 0.17 \раз осталось ( 1 + \гидроразрыва{2}{\бета } \право ) \раз лямбда раз sqrt{f'_{с}} \правая стрелка \) Уравнение 6 (ACI Eq. 22.6.5.2(б) метрический)

\(\фи текст{V}_{\текст{с}} знак равно 0.0083 \раз осталось ( 2 + \гидроразрыва{\альфа _{s} \раз d }{б{О}} \право ) \раз лямбда раз sqrt{f'_{с}} \правая стрелка \) Уравнение 7 (ACI Eq. 22.6.5.2(с) метрический)

нота: β - отношение длинной стороны к короткой стороне колонны, сосредоточенная нагрузка, или область реакции и α_s дано 22.6.5.3

где:
λ = коэффициент модификации для отражения пониженных механических свойств легкого бетона по сравнению с обычным бетоном той же прочности на сжатие
е’_с = заданная прочность бетона, psi или МПа
d = расстояние от волокна экстремального сжатия до центра тяжести арматуры продольного растяжения, дюйм или мм

Требования к сдвигу и допустимая нагрузка на сдвиг должны соответствовать следующему уравнению, чтобы соответствовать проектным требованиям ACI 318-14:

\(\текст{V}_{\текст{U}} \лек фи текст{V}_{\текст{с}} \правая стрелка \) Уравнение 8 (ACI Eq. 7.5.1.1(б))

Фонд SkyCiv, в соответствии с уравнением 8, рассчитывает коэффициент единства двустороннего сдвига (Уравнение 9) взяв требование сдвига над сдвигающей способностью.

\( \текст{соотношение} = frac{\текст{Спрос на сдвиг}}{\текст{Емкость сдвига}} \правая стрелка \) Уравнение 9

прогиб

фигура 3. Секция критического момента изгиба

В гибкий предельное состояние возникает при секция критического изгиба, расположен в торце колонны наверху фундамента (См. Рисунок 3).

В Гибкий спрос, или M_U находится в секции критического изгиба (область синей штриховки) показано на рисунке 3, и рассчитывается по формуле 10:

\( \текст{M}_{U} = текст{Q}_{U} \раз осталось ( \гидроразрыва{l_{Икс}}{2} – \гидроразрыва{c_{Икс}}{2} \право ) \раз l_{с участием} \раз осталось ( \гидроразрыва{\гидроразрыва{l_{Икс}}{2} – \гидроразрыва{c_{Икс}}{2} }{2} \право ) \правая стрелка \) Уравнение 10

где:
Q_U = фактор давления почвы, ксф или кПа
L_Икс = размер фундамента параллельно оси x, дюйм или мм
L_{с участием} = размер фундамента параллельно оси z, дюйм или мм
с_Икс = размер столбца, параллельный оси x, дюйм или мм

В Изгибная способность, или φMn рассчитывается по формуле 11:

\( \фи текст{M}_{N} = phi_{\текст{прогиб}} \раз A_{s} \раз f_{и} \раз осталось( d – \гидроразрыва{а }{2} \право) \правая стрелка \) Уравнение 11

где:
ϕ = расчетный коэффициент изгиба
L_Икс = размер фундамента параллельно оси x, дюйм или мм
L_{с участием} = размер фундамента параллельно оси z, дюйм или мм
d = расстояние от волокна экстремального сжатия до центра тяжести арматуры продольного растяжения, дюйм или мм
А_s = площадь армирования, в² или мм²
a = глубина эквивалентного прямоугольного напряженного блока, дюйм или мм
fy = прочность стали, тыс. фунтов / кв. дюйм или МПа

Ссылки

1. Требования Строительных норм для конструкционного бетона (ACI 318-14) Комментарий к требованиям Строительных норм для конструкционного бетона (ACI 318R-14). Американский институт бетона, 2014.
2. McCormac, Джек С., и Рассел Х. коричневый. Проектирование ЖБИ ACI 318-11 Кодовое издание. Wiley, 2014.
3. Тейлор, Андрей, и другие. Справочник по проектированию железобетона: спутник ACI-318-14. Американский институт бетона, 2015.