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. (Аси 318).
Хотите попробовать программное обеспечение SkyCiv Foundation Design? Наш бесплатный инструмент позволяет пользователям выполнять расчеты несущей способности без загрузки или установки.!
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:
Qа = допустимое чистое давление почвы
P1N = нефакторные нагрузки в колонне 1 (осталось)
P2N = нефакторные нагрузки в колонне 2 (право)
A = Площадь фундамента
Из уравнения 1, Qа 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 VU рассчитывается исходя из предположения, что основание консольно отделено от колонны, где находится (красный) показано на рисунке 1 в соответствии с Аси 318-14, Раздел 8.5.3.1.1.
В Емкость одностороннего сдвига или φVс определяется как предел прочности на сдвиг и рассчитывается по формуле 2 в Аси 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:
φсдвиг = расчетный коэффициент сдвига
е’с = заданная прочность бетона, psi или МПа
бвес = 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 VU происходит в плоскости критического сдвига, расположен на расстоянии «d / 2», где (красный) заштрихованная область, показано на рисунке 2, в соответствии с Аси 318-14, Раздел 22.6.4.
В Емкость сдвига или φVс регулируется наименьшим значением, вычисленным по формуле 5, 6, и 7 в Аси 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 αs 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 MU 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:
QU = фактор давления почвы, ксф или кПа
LИкс = размер фундамента параллельно оси x, дюйм или мм
Lс участием = размер фундамента параллельно оси z, дюйм или мм
сИкс = 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
LИкс = размер фундамента параллельно оси x, дюйм или мм
Lс участием = размер фундамента параллельно оси z, дюйм или мм
d = расстояние от волокна экстремального сжатия до центра тяжести арматуры продольного растяжения, дюйм или мм
Аs = площадь армирования, в2 или мм2
a = глубина эквивалентного прямоугольного напряженного блока, дюйм или мм
fy = прочность стали, тыс. фунтов / кв. дюйм или МПа
Моментная нагрузка и Моментная мощность должны соответствовать следующему уравнению, чтобы соответствовать проектным требованиям ACI. 318-14:
(текст{M}_{текст{U}} лек фи текст{M}_{текст{N}} правая стрелка ) Уравнение 12 (ACI Eq. 7.5.1.1(б))
Фонд SkyCiv, в соответствии с уравнением 12, вычисляет коэффициент единства изгиба (Уравнение 13) взяв изгибный спрос над изгибной способностью
( текст{соотношение} = frac{текст{Гибкий спрос}}{текст{Емкость изгиба}} правая стрелка ) Уравнение 13
Альберт Памонаг
Инженер-строитель, Разработка продукта
B.S. Гражданское строительство
Ссылки
- Требования Строительных норм для конструкционного бетона (Аси 318-14) Комментарий к требованиям Строительных норм для конструкционного бетона (ACI 318R-14). Американский институт бетона, 2014.
- McCormac, Джек С., и Рассел Х. коричневый. Проектирование ЖБИ ACI 318-11 Кодовое издание. Wiley, 2014.
- Тейлор, Андрей, и другие. Справочник по проектированию железобетона: спутник ACI-318-14. Американский институт бетона, 2015.
