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.
\(\text{q}_{\text{a}} = \frac{ \text{P1}_{\text{n}} + \text{P2}_{\text{n}} }{\text{A}} \rightarrow \) 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.
\(\text{A} = \frac{ \text{P1}_{\text{n}} + \text{P2}_{\text{n}} }{\text{q}_{\text{a}}} \rightarrow \) 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:
\(\phi\text{V}_{\text{c}} = \phi _{\text{shear}} \times 2 \sqrt{\text{f’}_{\text{c}}} \times \text{b}_{\text{w}} \times \text{d} \rightarrow \) Уравнение 2 (ACI Eq. 22.5.5.1 английский)
или
\(\phi\text{V}_{\text{c}} = \phi _{\text{shear}} \times 0.17 \sqrt{\text{f’}_{\text{c}}} \times \text{b}_{\text{w}} \times \text{d} \rightarrow \) 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:
\(\text{V}_{\text{u}} \leq \phi\text{V}_{\text{c}} \rightarrow \) 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.
\( \text{ratio} = \frac{\text{Shear Demand}}{\text{Shear Capacity}} \rightarrow \) 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:
\(\phi\text{V}_{\text{c}} = \phi _{\text{shear}} \times 4 \times \lambda \times \sqrt{\text{f’}_{\text{c}}} \rightarrow \) Уравнение 5 (ACI Eq. 22.6.5.2(а ) английский)
\(\phi\text{V}_{\text{c}} = \left ( 2 + \frac{4}{\beta } \right ) \times \lambda \times \sqrt{f’_{c}} \rightarrow \) Уравнение 6 (ACI Eq. 22.6.5.2(б) английский)
\(\phi\text{V}_{\text{c}} = \left ( 2 + \frac{\alpha _{s} \times d }{b{o}} \right ) \times \lambda \times \sqrt{f’_{c}} \rightarrow \) Уравнение 7 (ACI Eq. 22.6.5.2(с) английский)
или
\(\phi\text{V}_{\text{c}} = \phi _{\text{shear}} \times 0.33 \times \lambda \times \sqrt{\text{f’}_{\text{c}}} \rightarrow \) Уравнение 5 (ACI Eq. 22.6.5.2(а ) метрический)
\(\phi\text{V}_{\text{c}} = 0.17 \times \left ( 1 + \frac{2}{\beta } \right ) \times \lambda \times \sqrt{f’_{c}} \rightarrow \) Уравнение 6 (ACI Eq. 22.6.5.2(б) метрический)
\(\phi\text{V}_{\text{c}} = 0.0083 \times \left ( 2 + \frac{\alpha _{s} \times d }{b{o}} \right ) \times \lambda \times \sqrt{f’_{c}} \rightarrow \) 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:
\(\text{V}_{\text{u}} \leq \phi\text{V}_{\text{c}} \rightarrow \) 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.
\( \text{ratio} = \frac{\text{Shear Demand}}{\text{Shear Capacity}} \rightarrow \) 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:
\( \text{M}_{u} = \text{q}_{u} \times \left ( \frac{l_{x}}{2} – \frac{c_{x}}{2} \right ) \times l_{z} \times \left ( \frac{\frac{l_{x}}{2} – \frac{c_{x}}{2} }{2} \right ) \rightarrow \) 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:
\( \phi\text{M}_{n} = \phi_{\text{flexure}} \times A_{s} \times f_{y} \times \left( d – \frac{a}{2} \right) \rightarrow \) 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:
\(\text{M}_{\text{u}} \leq \phi\text{M}_{\text{n}} \rightarrow \) 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
\( \text{ratio} = \frac{\text{Flexure Demand}}{\text{Flexure Capacity}} \rightarrow \) 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.
