Пошаговое руководство по проектированию изолированного фундамента с помощью AS 3600 2018

Пошаговое выполнение расчетов для проектирования изолированного фундамента (КАК 3600 2018)

Фундамент является важной строительной системой, которая передает силы колонн и стен на поддерживающий грунт.. Инженер может выбрать неглубокую или глубокую систему фундамента в зависимости от характеристик почвы и нагрузок на здание..

Модуль дизайна SkyCiv Foundation включает анализ и проектирование изолированного фундамента в соответствии с австралийскими стандартами. (КАК 3600 2009 & 2018).

 

 

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

Калькулятор бетонных оснований

 

Проект изолированного фундамента

---

Требования к размерам

Определить размеры изолированного фундамента, служебные или нефакторные грузы, например, постоянное действие (грамм), наложенный иск (Q), действие ветра (W_U), землетрясение (Е_U), и S_U будет применяться с использованием сочетаний нагрузок, как определено АС 3600. Какое бы сочетание нагрузок ни использовалось, оно будет считаться расчетной нагрузкой., и сравнивается с допустимым давлением почвы, как показано в уравнении 1.

\( д_{а } = frac{П_{N}}{А} \) Уравнение 1

Q_а = допустимое давление на грунт
п_N = проектные нагрузки уровня обслуживания
A = площадь фундамента

Размеры фундамента можно первоначально оценить, решив площадь фундамента. (А) используя уравнение 1.

\( A = \frac{П_{N}}{д_{а }} \) Уравнение 1a

Односторонний сдвиг

В Онлайн-калькулятор фундамента для бетонных подушек предельное состояние, также известный как сдвиг при изгибе, признает, что опора может разрушиться при сдвиге, подобно широкой балке, вдоль критической плоскости сдвига, расположенной на расстоянии “d” с лица колонны (фигура 1), на основе Пункт AS3600 8.2.7.1

фигура 1. Критическая плоскость сдвига одностороннего сдвига

В В одну сторону ножницы требовать или V_U рассчитывается при условии, что фундамент консольно выступает за пределы колонны, где красная область обозначена на рисунке. 1.

В В одну сторону ножницы Вместимость или ϕVu_с определяется как предельная прочность на сдвиг и рассчитывается по уравнению 2 в AS3600-09 Кл 8.2.7.1.

\( \фи V_{uc} = \phi \times \beta_{1} \раз бета_{2} \раз бета_{3} \раз б_{v} \раз д_{О} \раз f_{резюме} \раз осталось( \гидроразрыва{A_{улица}}{б_{v} \, d_{О}} \право)^{\гидроразрыва{1}{3}} \) Уравнение 2 (КАК 3600 уравнение. 8.2.7.1)

ϕ = расчетный коэффициент сдвига
б₁знак равно 1.1(1.6 – d_О/1000) ≥ 1.1 или 1.1(1.6(1-d_О/1000) ≥ 0.8
б₂ знак равно 1, для элементов, подвергающихся чистому изгибу; или
=1-(N^*/3.5А_грамм) ≥ 0 для элемента, подверженного осевому растяжению; или
=1-(N^*/14А_грамм) для элементов, подвергающихся осевому сжатию
б₃ знак равно 1, или можно принять за –
2d_О/а _v но не больше чем 2
а _v = расстояние от сечения, в котором рассматривается сдвиг, до поверхности ближайшей опоры
е_резюме = f’c^1/3 ≤ 4 МПа
А_улица = площадь поперечного сечения продольной арматуры

Потребность в сдвиге и способность к сдвигу должны соответствовать следующему уравнению, чтобы соответствовать проектным требованиям AS. 3600-09:

\( V^{*} \leq \phi V_{uc} \) Уравнение 3 (КАК 3600 Кл. 8.2.5)

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

\( \текст{Коэффициент полезности} = frac{\текст{Спрос на сдвиг}}{\текст{Емкость сдвига}} \) Уравнение 4

Двусторонний сдвиг

В Двусторонний сдвиг предельное состояние, также известный как пробивные ножницы, расширяет свое критическое сечение на расстояние “д/2” от лица колонны и по периметру колонны (фигура 2) на основе Пункт AS3600 9.2.3(а ).

фигура 2. Критическая плоскость сдвига двухстороннего сдвига

В Два путиуслышать требование или V_U происходит в плоскости критического сдвига, расположен на расстоянии “д/2” где (красный) заштрихованная область, как показано на рисунке 2.

В Двусторонний Емкость сдвига или φV_уо определяется как предельная прочность на сдвиг и рассчитывается по уравнению 5 на основе Пункт AS3600 9.2.3

\( \фи V_{уо} = phi times u times f_{резюме} \раз д_{если} \) Уравнение 5 (КАК 3600 Кл. 9.2.3(а ))

е_резюме знак равно 0.17(1 + 2/б_час) √f’_с ≤ 0,34√f’_с
б_час = отношение длины колонны по оси Z к оси X

d = расстояние от волокна экстремального сжатия до центра тяжести арматуры продольного растяжения (мм)
u = длина периметра критического сдвига (мм)

Потребность в сдвиге и способность к сдвигу должны соответствовать следующему уравнению, чтобы соответствовать проектным требованиям AS. 3600:

\( V^{*} \leq \phi V_{уо} \) Уравнение 6 (КАК 3600 Кл. 9.2)

Фонд SkyCiv, в соответствии с уравнением 6, рассчитывает коэффициент полезности двустороннего сдвига (Уравнение 7) взяв требование сдвига над сдвигающей способностью.

\( \текст{Коэффициент полезности} = frac{\текст{Спрос на сдвиг}}{\текст{Емкость сдвига}} \) Уравнение 7

прогиб

В изолированном положении, где модуль извлечет каждую реакцию нагрузки на опору и передаст ее в. Изгибающие моменты рассчитываются в каждом направлении на сечении 0.7а _вир расстояние от центра колонны, где а _вир расстояние от центра колонны.

 

фигура 3. Критическая секция изгиба

В гибкий предельное состояние возникает на участке критического изгиба, расположен 0.7а _вир от центра опоры (См. Рисунок 3).

В Гибкий спрос или M_U находится на участке критического изгиба, указанном на рис. 3, и рассчитывается по формуле 8.

\( M^{*} = д_{U} \раз D_{е} \раз осталось( \гидроразрыва{\гидроразрыва{б_{е} – б_{с}}{2}}{2} \право)^{2} \) Уравнение 8

Дополнительные проверки

Другие проверки, не упомянутые в коде, включая проверку давления грунта, поднять, и другие проверки стабильности также проверены.

Давление почвы

Определение давления основания или взаимодействия между грунтом и основанием в первую очередь зависит от размеров основания и результирующего эксцентриситета приложенных нагрузок.. В зависимости от положения этого результирующего эксцентриситета, базовое давление может вызвать полное или частичное сжатие основания. Эта оценка позволяет нам подтвердить, может ли подстилающий грунт выдержать все нагрузки, передаваемые от основания..

Подробное руководство по расчету давления на почву вручную, пожалуйста, перейдите по этой ссылке: Распределение давления под прямоугольным бетонным основанием

Коэффициент полезности оценивается путем сравнения максимального давления на почву (исправное состояние) с допустимой общей несущей способностью грунта:

\( \текст{Коэффициент полезности} = frac{\текст{Максимум. Давление почвы}}{\текст{Общая допустимая несущая способность грунта}} \) Уравнение 14

Ниже приведены различные способы определения коэффициентов давления грунта для расчета удельного сопротивления трения свай в песке.

Проверяет определяющую осевую нагрузку, действующую на основание.. Суммирует все вертикальные нагрузки, включая нагрузку пользователя и собственный вес колонны., опорная плита, земля, и выталкивающая сила. Если колонна испытывает направленную вверх силу, указанные собственные веса должны уравновешивать направленную вверх силу.; иначе, проект рискует выйти из строя из-за нестабильности.

опрокидывание

Опрокидывание опоры проверяют суммированием всех моментов относительно точки опоры, включая все действующие на нее силы.. Необходимо учитывать все комбинации нагрузок, пригодных для эксплуатации, для проверки определяющего опрокидывающего момента.. Обычно, фактор безопасности 1.5-2 используется для оценки того, проходит ли опора проверку на опрокидывание.

Раздвижные

Чтобы проверить скольжение, сумма горизонтальных сопротивляющихся нагрузок, направленных вправо, делится на сумму нагрузок, направленных влево..

• Выдерживающие нагрузки:
  • Горизонтальная сила, возникающая из-за трения между основанием фундамента и грунтом основания.
  • Пассивное давление на почву (если включены)
• Скользящие грузы:
  • Горизонтальная составляющая активного давления грунта
  • Горизонтальная составляющая результирующего давления наддува

В общем-то, минимальный запас прочности 1.5 используется. Если на основание не действует горизонтальная сила, проверка на скольжение не требуется.

Модуль проектирования SkyCiv Foundation

Модуль проектирования фундамента SkyCiv интегрирован с анализом методом конечных элементов. (UGLY), обеспечение более точного анализа давления грунта и внедрение анализа Вуда-Армера для детальной проверки конструкции на изгиб.

Диаграммы сдвига и момента также создаются непосредственно на основе результатов FEA с использованием метода усреднения полосы., обеспечивая более четкое представление о внутренних силах по всему основанию.

Модуль поддерживает расширенные конфигурации фундаментов., включая смещения колонн в любом направлении как для изолированных, так и для комбинированных фундаментов. Нагрузки и моменты также могут быть приложены в любом направлении., позволяющий точно моделировать реальные условия фундамента.

Ссылки

1. Совет по стандартам Австралии. (2009) Австралийский стандарт AS3600-2009.
2. С.Дж. Фостер, А. Е. Килпатрик & РФ Уорнер. (2011) Основы железобетона, 2-е издание.
3. Тейлор, Андрей, и другие. Справочник по проектированию железобетона: спутник ACI-318-14. Американский институт бетона, 2015.
4. YC Лоо & С. Х. Чоудхури. (2013) Усиленный & Предварительно напряженный бетон.