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.!
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 ACI 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 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:
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 ACI 318-14, Раздел 22.6.4.
В Емкость сдвига или φVс 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 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 (ACI 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.
