CSA S16 kullanarak taban plaka tasarımı örneği:19 ve CSA A23.3:19
Sorun Bildirimi
Tasarlanan kolon-taban plakası bağlantısının yeterli olup olmadığını belirleyin. 15 kN gerilim yükü, 5 kN Vy kesme yükü, ve 5 kN Vz kesme yükü.
Verilen Veriler
Sütun:
Sütun bölümü: HP200x54
Sütun alanı: 6840.0 mm2
Sütun malzemesi: 350W
Taban plakası:
Taban plaka boyutları: 400 mm x 500 mm
Taban plakası kalınlığı: 25 mm
Taban plaka malzemesi: 300W
Izgara:
Harç Kalınlığı: 0 mm
Somut:
Somut boyutlar: 400 mm x 500 mm
Beton kalınlığı: 380 mm
Beton malzeme: 20.7 MPa
Çatlamış veya çatlaksız: Çatlak
Çapa:
Çapa: 12.7 mm
Etkili gömme uzunluğu: 300 mm
Çapa Bitişi: Dikdörtgen Plaka
Gömülü plaka genişliği: 60mm
Gömülü plaka kalınlığı: 10 mm
Çelik Malzeme: F1554 Gr.55
Kesme Düzlemindeki Konular: Dahil
Kaynaklar:
kaynak boyutu: 8 mm
Dolgu Metal Sınıflandırması: E43XX-X
Çapa Verileri (itibaren SkyCiv Hesap Makinesi):
SkyCiv Ücretsiz Aracındaki Model
Ücretsiz çevrimiçi aracımızı kullanarak yukarıdaki taban plakası tasarımını bugün modelleyin! Kayıt olmanıza gerek yok.
Not
Bu tasarım örneğinin amacı, eşzamanlı kesme ve eksenel yükleri içeren kapasite kontrolleri için adım adım hesaplamaları göstermektir.. Gerekli kontrollerden bazıları önceki tasarım örneklerinde zaten tartışılmıştı.. Lütfen her bölümde verilen bağlantılara bakın.
Adım adım hesaplamalar
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #1: Kaynak kapasitesini hesapla
Eş zamanlı yükleme altında kaynak kapasitesini belirlemek için, nedeniyle öncelikle kaynak talebini hesaplamamız gerekir. kesme yükü ve kaynak talebi nedeniyle gerilim yükü. Buna başvurabilirsiniz bağlantı kesme için kaynak taleplerini elde etme prosedürü için, ve bu bağlantı gerilim kaynağı talepleri için.
Bu tasarım için, NS flanştaki kaynak talebi Çekme yükünden dolayı aşağıdaki gibi bulunur, stres şu şekilde ifade edilir: birim uzunluk başına kuvvet.
\( v_{f,flg} = frac{T_{sen,Çapa}}{l_{eff}} = frac{3.75\,\Metin{kN}}{100.5\,\Metin{mm}} = 0.037313\,\text{kN/mm} \)
Ayrıca, NS Kolon bölümünün herhangi bir kısmındaki kaynak gerilimi kesme yükü nedeniyle şu şekilde belirlenir::
\( v_{fy} = frac{V_y}{L_{kaynak}} = frac{5\,\Metin{kN}}{1090.6\,\Metin{mm}} = 0.0045846\,\text{kN/mm} \)
\( v_{fz} = frac{V_Z}{L_{kaynak}} = frac{5\,\Metin{kN}}{1090.6\,\Metin{mm}} = 0.0045846\,\text{kN/mm} \)
Çekme ve kesme yüklerinin bir kombinasyonu mevcut olduğundan ağ, sonucu elde etmemiz gerekiyor. Bunu birim uzunluk başına kuvvet olarak ifade etmek, sahibiz:
\(r_f = sqrt{(r_{f,\Metin{flg}})^ 2 + (v_{fy})^ 2 + (v_{fz})^ 2}\)
\( r_f = sqrt{(0.037313\,\Metin{kN/mm})^ 2 + (0.0045846\,\Metin{kN/mm})^ 2 + (0.0045846\,\Metin{kN/mm})^ 2} \)
\(r_f = 0.037873\ \Metin{kN/mm}\)
İçin ağ, sadece kayma gerilmeleri mevcut. Böylece, sonuç şudur:
\( r_f = sqrt{((v_{fy})^ 2) + ((v_{fz})^ 2)} \)
\( r_f = sqrt{((0.0045846\,\Metin{kN/mm})^ 2) + ((0.0045846\,\Metin{kN/mm})^ 2)} = 0.0064836\,\text{kN/mm} \)
Sonraki, hesaplıyoruz faktörlü kaynak kapasitesi kullanma CSA S16:19 Madde 13.13.2.2. Muhafazakar bir şekilde varsayıyoruz kds = 1.0, her zaman yük açısını ayarlayarak 0 sen, gerçek yük açısının eklediği herhangi bir ek kapasitenin ihmal edilmesi.
\( v_{r,ağ} = 0.67\phi t_wX_u = 0.67 \zamanlar 0.67 \times 5.657\,\text{mm} \times 430\,\text{MPa} = 1,092,metin{kN/mm} \)
\( v_{r,flg} = 0.67\phi t_wX_u = 0.67 \zamanlar 0.67 \times 5.657\,\text{mm} \times 430\,\text{MPa} = 1,092,metin{kN/mm} \)
Bu kaynaklı bağlantı için, elektrot gücü fazla eşleşmez baz metalin güçlü yönleri. Bu nedenle, ana metal kontrolü geçerli değildir ve yapılmasına gerek yoktur.
Dan beri 0.0064836 kN/mm < 1.092 kN/mm ve 0.037873 kN/mm < 1.092 kN/mm, Kaynak kapasitesi yeterli.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #2: Gerginlik yükü nedeniyle taban plakası eğilme verme kapasitesini hesaplayın
Taban plakasının eğilme akma kapasitesi için bir tasarım örneği, Gerilim için Taban Plakası Tasarım Örneği bölümünde zaten tartışılmıştır.. Adım adım hesaplama için lütfen bu bağlantıya bakın.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #3: Ankraj çubuğu gerilme kapasitesini hesaplayın
Ankraj çubuğu çekme kapasitesi için bir tasarım örneği, Gerilim için Taban Plakası Tasarım Örneğinde zaten tartışılmıştır.. Adım adım hesaplama için lütfen bu bağlantıya bakın. Adım adım hesaplama için lütfen bu bağlantıya bakın.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #4: Gerginlikte beton kırılma kapasitesini hesaplayın
Çekme kopmasında betonun kapasitesine ilişkin bir tasarım örneği, Çekme için Taban Plakası Tasarım Örneği'nde zaten tartışılmıştır.. Adım adım hesaplama için lütfen bu bağlantıya bakın. Adım adım hesaplama için lütfen bu bağlantıya bakın.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #5: Çapa çekme kapasitesini hesaplayın
Ankraj çekme kapasitesi için bir tasarım örneği, Gerilim için Taban Plakası Tasarım Örneğinde zaten tartışılmıştır.. Adım adım hesaplama için lütfen bu bağlantıya bakın. Adım adım hesaplama için lütfen bu bağlantıya bakın.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #6: Gömme tabağı eğilme kapasitesini hesaplayın
Gömülü plakanın eğilme akma kapasitesinin ek kontrolü için bir tasarım örneği, Gerilim için Taban Plakası Tasarım Örneğinde zaten tartışılmıştır.. Adım adım hesaplama için lütfen bu bağlantıya bakın.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #7: Y yönünde yan yüz patlama kapasitesini hesaplayın
Y yönü boyunca yan yüz patlama arızası uygulanamaz çünkü ankrajlar beton desteğin sol ve sağ kenarlarına yeterince yakın yerleştirilmemiştir.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #8: Z yönünde yan yüz patlama kapasitesini hesaplayın
hesaplamak için Yan Yüz Patlaması (SFBO) kapasite, önce toplamı belirliyoruz gerginlik kuvveti kenara en yakın çapalarda. Bu kontrol için, kenarın kapasitesini değerlendireceğiz Z yönü.
SFBO'nun Z yönündeki arıza konisi projeksiyonları örtüştüğünden, çapalar bir şey olarak kabul edilir çapa.
Ankraj grubunun toplam gerilim talebi şu şekilde hesaplanır::
\( N_{FA} = sol(\çatlamak{N_z}{N_{a,t}}\sağ)N_{ile,G1} = sol(\çatlamak{15\,\Metin{kN}}{4}\sağ) \zamanlar 2 = 7.5\,\text{kN} \)
Sonraki, Belirliyoruz kenar mesafeleri:
\( c_{Y,min} = min(c_{\Metin{üst},G1}, c_{\Metin{alt},G1}) = min(85\,\Metin{mm}, 415\,\Metin{mm}) = 85\,\text{mm} \)
\( c_{ile,min} = min(c_{\Metin{ayrıldı},G1}, c_{\Metin{sağ},G1}) = min(162.5\,\Metin{mm}, 162.5\,\Metin{mm}) = 162.5\,\text{mm} \)
Bu kenar mesafelerini kullanma, hesaplıyoruz çapa grubu kapasitesi uyarınca CSA A23.3:19 Madde D.6.4.
\( N_{sbgr} = sol(\çatlamak{1 + \çatlamak{c_{ile,min}}{c_{Y,min}}}{4} + \çatlamak{S_{toplam,ile,G1}}{6c_{Y,min}}\sağ)13.3\ayrıldı(\çatlamak{c_{Y,min}}{mm}\sağ)\sqrt{\çatlamak{bir_{brg}}{mm^2}}\philambda_asqrt{\çatlamak{f'_c}{MPa}}R(N) \)
\( N_{sbgr} = sol(\çatlamak{1 + \çatlamak{162.5\,\Metin{mm}}{85\,\Metin{mm}}}{4} + \çatlamak{75\,\Metin{mm}}{6 \times 85\,\text{mm}}\sağ) \zamanlar 13.3 \kez kaldı(\çatlamak{85\,\Metin{mm}}{1\,\Metin{mm}}\sağ) \kez sqrt{\çatlamak{3473.3\,\Metin{mm}^ 2}{1\,\Metin{mm}^ 2}} \zamanlar 0.65 \zamanlar 1 \kez sqrt{\çatlamak{20.68\,\Metin{MPa}}{1\,\Metin{MPa}}} \zamanlar 1 \çarpı 0,001,text{kN} \)
\( N_{sbgr} = 172.32\,\text{kN} \)
Orijinal denklemde, ankraj aralığı daha az olduğunda bir azaltma faktörü uygulanır 6ca₁, başlı ankrajların yeterli kenar mesafesine sahip olduğu varsayılarak. ancak, bu tasarım örneğinde, dan beri ca₂ < 3ca₁, SkyCiv hesaplayıcısı, azaltılmış kenar kapasitesini hesaba katmak için ek bir azaltma faktörü uygular.
Dan beri 7.5 kN < 172.32 kN, Z yönü boyunca SFBO kapasitesi yeterli.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #9: Koparma kapasitesini hesaplayın (Vy kesme)
Vy kesme kuvvetindeki beton koparma kapasitesi için bir tasarım örneği, Kesme için Taban Plakası Tasarım Örneğinde zaten tartışılmıştır.. Adım adım hesaplama için lütfen bu bağlantıya bakın.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #10: Koparma kapasitesini hesaplayın (Vz kesme)
Vy kesme kuvvetindeki beton koparma kapasitesi için bir tasarım örneği, Kesme için Taban Plakası Tasarım Örneğinde zaten tartışılmıştır.. Adım adım hesaplama için lütfen bu bağlantıya bakın.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #11: Kaldırma kapasitesini hesaplayın (Vy kesme)
Betonun Vy kesmesinden kaynaklanan kopma kopmasına karşı kapasitesine ilişkin bir tasarım örneği, Kesme için Taban Plakası Tasarım Örneği'nde zaten tartışılmıştır.. Adım adım hesaplama için lütfen bu bağlantıya bakın.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #12: Kaldırma kapasitesini hesaplayın (Vz kesme)
Betonun Vy kesmesinden kaynaklanan kopma kopmasına karşı kapasitesine ilişkin bir tasarım örneği, Kesme için Taban Plakası Tasarım Örneği'nde zaten tartışılmıştır.. Adım adım hesaplama için lütfen bu bağlantıya bakın.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #13: Ankraj çubuğu kesme kapasitesini hesaplayın
Ankraj çubuğu kesme kapasitesi için bir tasarım örneği, Kesme için Taban Plakası Tasarım Örneğinde zaten tartışılmıştır.. Adım adım hesaplama için lütfen bu bağlantıya bakın.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #14: Ankraj çubuğu kesme ve gerginlik kapasitesini hesaplayın (CSA S16)
Ankraj çubuğunun birleşik kesme ve eksenel yükler altındaki kapasitesini belirlemek için, kullanıyoruz CSA S16:19 Madde 13.12.1.4.
Ankrajların maruz kaldığı toplam çekme kuvveti, eksantrik kesme yükünden kaynaklanan ek bükülme dahil olmak üzere aşağıda gösterilmiştir.
\( T_{f,toplam} = T_f + N_{FA} = 18.038\,\text{kN} + 3.75\,\Metin{kN} = 21.788\,\text{kN} \)
Yapılan hem kesme hem de gerilim kontrolleri için talep ve kapasite değerlerinin kullanılması, şimdi hesaplıyoruz etkileşim denklemi.
\( I = \left(\ayrıldı(\çatlamak{V_{FA}}{V_{c,zh}}\sağ)^2sağ) + \ayrıldı(\ayrıldı(\çatlamak{T_{f,toplam}}{T_c}\sağ)^2sağ) \)
\( I = \left(\ayrıldı(\çatlamak{3.5355\,\Metin{kN}}{14.255\,\Metin{kN}}\sağ)^2sağ) + \ayrıldı(\ayrıldı(\çatlamak{21.788\,\Metin{kN}}{28.85\,\Metin{kN}}\sağ)^2sağ) = 0.63189 \)
Dan beri 0.63 < 1.0, CSA S16'ya göre ankraj çubuğu etkileşim kapasitesi: yeterli.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #15: Etkileşim kontrollerini hesaplayın (CSA A23.3)
Ankraj çubuğu kapasitesini kombine kesme ve çekme yükleri altında kontrol ederken CSA A23.3, farklı bir yaklaşım uygulanıyor. Bütünlük için, biz de gerçekleştiriyoruz CSA A23.3 etkileşim kontrolleri bu hesaplamada, diğerlerini de içeren somut etkileşim kontrolleri ilave olarak.
İşte sonuçlar tüm CSA A23.3 gerginlik kontrolleri için oranlar:
Ve işte sonuçlar tüm CSA A23.3 kesme kontrolleri için oranlar:
Tasarım kontrolünü en büyük oranla alıyoruz ve bunu kullanarak maksimum etkileşim oranıyla karşılaştırıyoruz. CSA A23.3:19 Denklem D.46.
\( BEN_{int} = frac{N_{FA}}{N_{ra}} + \çatlamak{V_{FA}}{V_{ra}} = frac{15}{53.52} + \çatlamak{5}{16.278} = 0.58743 \)
Dan beri 0.587 < 1.2, etkileşim kontrolü yeterli.
Tasarım Özeti
NS Skyciv Base Plaka Tasarım Yazılımı Bu tasarım örneği için otomatik olarak adım adım hesaplama raporu oluşturabilir. Ayrıca gerçekleştirilen kontrollerin ve bunların sonuç oranlarının bir özetini sağlar, Bir bakışta bilginin anlaşılmasını kolaylaştırmak. Aşağıda bir örnek özet tablosu var, rapora dahildir.
Skyciv Örnek Raporu
SkyCiv Taban Plakası Tasarım Raporundan bekleyebileceğiniz ayrıntı ve netlik düzeyini görün. Rapor tüm önemli tasarım kontrollerini içerir, denklemler, ve sonuçların net ve okunması kolay bir formatta sunulması. Tasarım standartlarıyla tam uyumludur. SkyCiv Taban Plakası Hesaplayıcısı kullanılarak oluşturulan örnek raporu görüntülemek için aşağıya tıklayın.
Base Plaka Yazılımı Satın Alın
Base Plaka Tasarım Modülünün tam sürümünü başka bir SkyCiv modül olmadan kendi başına satın alın. Bu size taban plakası tasarımı için tam bir dizi sonuç verir, ayrıntılı raporlar ve daha fazla işlevsellik dahil.
