Расчет фундамента в соответствии с CSA A23.3

Руководство по расчетам при проектировании изолированного фундамента на основе СПБ А23.3-14

Фонд SkyCiv занимается проектированием изолированного фундамента в соответствии с CSA A23.3-14¹ и NBCC. 2010².

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

Калькулятор проектирования фундамента

Расчетные параметры изолированного фундамента

Некоторые представленные расчеты аналогичны ACI. 318, что также является одним из отсылок к его аналогу из CSA..

Требования к размерам

Определить размеры 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, согласно определению NBCC 2010. Какое бы сочетание нагрузок ни использовалось, оно будет считаться расчетной нагрузкой., и будет разделен на допустимое давление почвы, как показано в уравнении 1.

\(\text{A} = \frac{\text{P}_{\text{n}}}{\text{q}_{\text{all}}} \rightarrow \) Уравнение 1

где:
Q_все = допустимое давление на грунт
п_N = нефакторизованная расчетная нагрузка
A = Площадь фундамента

Односторонний сдвиг

Чтобы проверить Онлайн-калькулятор фундамента для бетонных подушек, Критическая плоскость сдвига (См. Рисунок 1) находится на расстоянии “d” от лица колонны.

фигура 1. Критический плоский сдвиг одностороннего сдвига

В В одну сторону ножницы требовать или V_е рассчитывается исходя из предположения, что основание консольно отделено от колонны, где находится (красный) показано на рисунке 2, в соответствии с Интегрированный модуль расчета железобетона с экспортируемыми и подробными отчетами по проекту, Раздел 13.3.6.

В Емкость одностороннего сдвига или V_с определяется как предел прочности на сдвиг и рассчитывается по формуле 2 в Интегрированный модуль расчета железобетона с экспортируемыми и подробными отчетами по проекту, Раздел 11.3.4.

\(\text{V}_{\text{c}} = \phi _{\text{c}} \times \lambda \times \sqrt{\text{f’}_{\text{c}}} \times \text{b}_{\text{w}} \times \text{d} \rightarrow \) Уравнение 2 (CSA A23.3-14 уравнение. 11-6)

где:
φ_с = коэффициент сопротивления бетона
λ = коэффициент модификации плотности бетона
е’_с = заданная прочность бетона, МПа
б_вес = ширина фундамента, мм
d = эффективная глубина сдвига, мм

Требование к сдвигу и способность к сдвигу должны соответствовать следующему уравнению, чтобы соответствовать проектным требованиям Интегрированный модуль расчета железобетона с экспортируемыми и подробными отчетами по проекту:

\(\text{V}_{\text{f}} \leq \phi\text{V}_{\text{c}} \rightarrow \) Уравнение 3 (Интегрированный модуль расчета железобетона с экспортируемыми и подробными отчетами по проекту уравнение. 11.3)

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

\( \text{Unity Ratio} = \frac{\text{Shear Demand}}{\text{Shear Capacity}} \rightarrow \) Уравнение 4

Двусторонний сдвиг

В Двусторонний сдвиг предельное состояние, также известный как пробивные ножницы, расширяет его критическую секцию на расстояние “д/2” от лица колонны и по периметру колонны. Плоскость критического сдвига расположена в этой части основания. (См. Рисунок 2).

фигура 2. Критическая плоскость сдвига двухстороннего сдвига

В Два путиуслышать требование или V_е происходит в плоскости критического сдвига, расположен на расстоянии “д/2” где (красный) заштрихованная область, показано на рисунке 2, в соответствии с Интегрированный модуль расчета железобетона с экспортируемыми и подробными отчетами по проекту, Раздел 13.3.3.

В Емкость сдвига или V_с определяется наименьшим значением, рассчитанным по уравнению 5, 6, и 7 в Интегрированный модуль расчета железобетона с экспортируемыми и подробными отчетами по проекту, Раздел 13.3.4.1

\(\text{V}_{\text{c}} = \left ( 1 + \frac{2}{\beta_{\text{c}}} \right ) \times 0.19 \times \lambda \times \phi _{\text{c}} \times \sqrt{f’_{c}} \rightarrow \) Уравнение 5 (Интегрированный модуль расчета железобетона с экспортируемыми и подробными отчетами по проекту уравнение. 13.5)

\(\text{V}_{\text{c}} = \left ( \frac{\alpha_{\text{s}} \times \text{d}}{\text{b}_{\text{o}}} + 0.19 \right ) \times \lambda \times \phi _{\text{c}} \times \sqrt{f’_{c}} \rightarrow \) Уравнение 6 (Интегрированный модуль расчета железобетона с экспортируемыми и подробными отчетами по проекту уравнение. 13.6)

\(\text{V}_{\text{c}} = 0.38 \times \lambda \times \phi _{\text{c}} \times \sqrt{f’_{c}} \rightarrow \) Уравнение 7 (Интегрированный модуль расчета железобетона с экспортируемыми и подробными отчетами по проекту уравнение. 13.7)

Заметка: б_с это отношение длинной стороны к короткой стороне колонны, сосредоточенная нагрузка, или область реакции и α_s дан кем-то 13.3.4.1

где:
λ = коэффициент модификации плотности бетона
е’_с = заданная прочность бетона на сжатие, МПа
d = расстояние от волокна экстремального сжатия до центра тяжести арматуры продольного растяжения, мм

Требование к сдвигу и способность к сдвигу должны соответствовать следующему уравнению, чтобы соответствовать проектным требованиям CSA A23.3-14.:

\(\text{V}_{\text{f}} \leq \phi\text{V}_{\text{c}} \rightarrow \) Уравнение 8 (Интегрированный модуль расчета железобетона с экспортируемыми и подробными отчетами по проекту уравнение. 11.3)

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

\( \text{Unity Ratio} = \frac{\text{Shear Demand}}{\text{Shear Capacity}} \rightarrow \) Уравнение 9

прогиб

фигура 3. Критическая секция изгиба

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

В Момент спроса, или M_е 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:
Q_U = фактор давления почвы, кПа
L_Икс = размер фундамента по оси X, мм
L_{с участием} = размер фундамента вдоль оси Z, мм
с_Икс = размер столбца по оси X, мм

В Момент сопротивления, или Mр рассчитывается по формуле 11.

\( \text{M}_{r} = \phi_{\text{s}} \times A_{s} \times f_{y} \times \left( d – \frac{a}{2} \right) \rightarrow \) Уравнение 11

где:
φ_s = коэффициент сопротивления для ненапряженных арматурных стержней
d = расстояние от волокна экстремального сжатия до центра тяжести арматуры продольного растяжения, мм
А_s = площадь армирования, мм²
a = глубина эквивалентного прямоугольного напряженного блока, мм
fy = прочность арматуры, МПа

НОВЫЙ Фонд SkyCiv с FEA

По состоянию на март 2024, Модуль проектирования фундамента интегрировал анализ методом конечных элементов. (UGLY) решатель в его возможности. Эта новая функция позволяет пользователям проводить углубленный анализ давления почвы и деревянного армирования, одновременно выполняя все структурные проверки, указанные в CSA A23.3-14., включая все проверки, упомянутые выше. Краткое изложение результатов ВЭД включено в подробный отчет..