EN kullanan baz plaka tasarım örneği 1993-1-8-2005, İÇİNDE 1993-1-1-2005 ve EN 1992-1-1-2004
Sorun Bildirimi:
Tasarlanan sütun-tabaka plaka bağlantısının bir 50-kN tension load, 4-kN Vy shear load, ve 2-kN Vz shear load.
Verilen Veriler:
Sütun:
Sütun bölümü: CHS193.7×10
Sütun alanı: 5770.0 mm²
Sütun malzemesi: S460
Taban plakası:
Taban plaka boyutları: 300mm x 300mm
Taban plakası kalınlığı: 18mm
Taban plaka malzemesi: S235
Izgara:
Grout kalınlığı: 0 mm
Somut:
Somut boyutlar: 350mm x 350mm
Beton kalınlığı: 400 mm
Beton malzeme: C35/45
Çatlamış veya çatlaksız: Çatlak
Çapa:
Çapa: 16 mm
Etkili gömme uzunluğu: 350 mm
Gömülü plaka çapı: 70 mm
Gömülü plaka kalınlığı: 10 mm
Çapa: 4.8
Kaynaklar:
Kaynak tipi: Fileto
kaynak boyutu: 7mm
Dolgu Metal Sınıflandırması: E42
Çapa Verileri (itibaren SkyCiv Hesap Makinesi):
Notlar:
The purpose of this design example is to demonstrate the step-by-step calculations for capacity checks involving concurrent shear and axial loads. Some of the required checks have already been discussed in the previous design examples. Please refer to the links provided in each section.
Adım adım hesaplamalar:
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #1: Kaynak kapasitesini hesapla
The full tensile load is resisted by the entire weld section, iken shear load components are distributed only to a portion of the total weld length. This portion is determined by projecting a 90° sektör from the center of the column to its circumference. Bu nedenle, sadece half of the total circumference is designed to resist the shear load.
We first compute the Toplam kaynak uzunluğu ve portion of the weld within the 90° projection.
\(L_{kaynak,full} = \pi d_{seri} = \pi \times 193.7\ \Metin{mm} = 608.53\ \Metin{mm}\)
\(L_{kaynak} = frac{\Pi D_{seri}}{2} = frac{\Pi Times 193.7\ \Metin{mm}}{2} = 304.26\ \Metin{mm}\)
Sonraki, hesaplıyoruz resultant shear load.
\(V_r = \sqrt{(V_y)^ 2 + (V_Z)^ 2} = sqrt{(4\ \Metin{kN})^ 2 + (2\ \Metin{kN})^ 2} = 4.4721\ \Metin{kN}\)
We then compute the normal ve shear stresses, taking into account the assumed load distribution.
\( \sigma_{\suçlu} = frac{N_x}{L_{kaynak,full}\,a\,\sqrt{2}} = frac{40\ \Metin{kN}}{608.53\ \Metin{mm} \zamanlar 4.95\ \Metin{mm} \kez sqrt{2}} = 9.39\ \Metin{MPa} \)
\( \sizin_{\suçlu} = frac{N_x}{L_{kaynak,full}\,a\,\sqrt{2}} = frac{40\ \Metin{kN}}{608.53\ \Metin{mm} \zamanlar 4.95\ \Metin{mm} \kez sqrt{2}} = 9.39\ \Metin{MPa} \)
\( \sizin_{\paralel} = frac{V_r}{L_{kaynak}\,a} = frac{4.4721\ \Metin{kN}}{304.26\ \Metin{mm} \zamanlar 4.95\ \Metin{mm}} = 2.9693\ \Metin{MPa} \)
Daha sonra, hesaplıyoruz kombine stresler kullanma İÇİNDE 1993-1-8:2005 Eşitlik. (4.1).
\(F_{w,ED1} = sqrt{(\sigma_{\suçlu})^ 2 + 3\big((\sizin_{\suçlu})^ 2 + (\sizin_{\paralel})^2\big)}\)
\(F_{w,ED1} = sqrt{(9.39\ \Metin{MPa})^ 2 + 3\big((9.39\ \Metin{MPa})^ 2 + (2.9693\ \Metin{MPa})^2\big)}\)
\(F_{w,ED1} = 19.471\ \Metin{MPa}\)
Aynı zamanda, Belirliyoruz stress on the base metal using the same equation.
\(F_{w,ED2} = \sigma_{\suçlu} = 9.39\ \Metin{MPa}\)
Sonraki, hesaplıyoruz weld capacity. We first determine the ultimate tensile strength (Tekrarlayan Faktör C'nin olup olmadığını belirleyebilirsiniz.) of weaker material, and then use İÇİNDE 1993-1-8:2005 Eşitlik. (4.1) to obtain the fillet weld resistance ve base metal resistance.
\(f_u = \min\!\ayrıldı(F_{sen,\Metin{seri}},\ f_{sen,\Metin{bp}},\ f_{sen,w}\sağ) = \min\!\ayrıldı(550\ \Metin{MPa},\ 360\ \Metin{MPa},\ 500\ \Metin{MPa}\sağ) = 360\ \Metin{MPa}\)
\(F_{w,RD1} = frac{f_u}{\beta_w\,(\gama_{M2,\text{kaynak}})} = frac{360\ \Metin{MPa}}{0.8 \zamanlar (1.25)} = 360\ \Metin{MPa}\)
\(F_{w,RD2} = frac{0.9\,f_u}{\gama_{M2,\text{kaynak}}} = frac{0.9 \zamanlar 360\ \Metin{MPa}}{1.25} = 259.2\ \Metin{MPa}\)
Dan beri 19.471 MPa < 360 MPa, Kaynak kapasitesi yeterli.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #2: Gerginlik yükü nedeniyle taban plakası eğilme verme kapasitesini hesaplayın
A design example for the base plate flexural yielding capacity is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #3: Gerginlikte beton kırılma kapasitesini hesaplayın
A design example for the capacity of the concrete in breakout due to tension load is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #4: Çapa çekme kapasitesini hesaplayın
A design example for the anchor pullout capacity is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #5: Y yönünde yan yüz patlama kapasitesini hesaplayın
A design example for the side-face blowout capacity in Y-direction is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #6: Z yönünde yan yüz patlama kapasitesini hesaplayın
A design example for the side-face blowout capacity in Z-direction is already discussed in the Base Plate Design Example for Tension. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #7: Calculate base plate bearing capacity at anchor holes (Vy shear)
A design example for the base plate bearing capacity in the anchor holes for Vy shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Compression and Shear. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #8: Calculate base plate bearing capacity at anchor holes (Vz shear)
A design example for the base plate bearing capacity in the anchor holes for Vz shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Compression and Shear. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #9: Calculate concrete breakout capacity (Vy shear)
A design example for the concrete capacity in breakout failure due to Vy shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Shear. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #10: Calculate concrete breakout capacity (Vz shear)
A design example for the concrete capacity in breakout failure due to Vz shear is already discussed in the Base Plate Design Example for Shear. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #11: Calculate pryout capacity
A design example for the concrete pryout capacity is already discussed in the Base Plate Design Example for Shear. Please refer to this link for the step-by-step calculation.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #12: Ankraj çubuğu kesme kapasitesini hesaplayın
The effect of the tension load on the anchor rod capacity is considered in this check if the shear force acts with a lever arm. ancak, bu örnekte, the shear acts without a lever arm. Bu nedenle, the interaction between shear and tensile stresses on the anchor rod will be evaluated separately in the interaction check.
For the step-by-step calculation of the shear capacity without a lever arm, lütfen bu bağlantıya bakın.
The SkyCiv Base Plate Design software can perform all the necessary checks to determine whether the shear load acts with or without a lever arm. Yapabilirsiniz try out the free tool bugün.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #13: Calculate anchor steel interaction check
Kullanıyoruz İÇİNDE 1992-4:2018 Tablo 7.3 Eşitlik. (7.54) değerlendirmek için interaction between the shear and tensile stresses on the anchor rod. By substituting the tensile stress and capacity as well as the shear stress and capacity into the equation, ortaya çıkan interaction value dır-dir:
\(BEN_{int} = sol(\çatlamak{N_{Ed}}{N_{Yol,s}}\sağ)^ 2 + \ayrıldı(\çatlamak{V_{Ed}}{V_{Yol,s}}\sağ)^2)
\(BEN_{int} = sol(\çatlamak{10\ \Metin{kN}}{49.22\ \Metin{kN}}\sağ)^ 2 + \ayrıldı(\çatlamak{1.118\ \Metin{kN}}{38.604\ \Metin{kN}}\sağ)montaj yüksekliğinde 0.042117\)
Dan beri 0.042 < 1.0, the anchor rod steel failure interaction check is yeterli.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #14: Calculate concrete failure interaction check
çatı yüzeyinin altındaki engel interaction check is required for concrete failures under simultaneous shear and tensile loading. Bunun için, kullanıyoruz İÇİNDE 1992-4:2018 Tablo 7.3 Eşitlik. (7.55) ve Eşitlik. (7.56).
Here are the resulting ratios for all tensile checks.
Here are the resulting ratios for all shear checks.
İlk, we check using Eşitlik. (7.55) and compare the result to the maximum interaction limit of 1.0.
\(BEN_{\Metin{case1}} = sol(\ayrıldı(\çatlamak{N_{Ed}}{N_{Yol}}\sağ)^{1.5}\sağ) + \ayrıldı(\ayrıldı(\çatlamak{V_{Ed}}{V_{Yol}}\sağ)^{1.5}\sağ)\)
\(BEN_{\Metin{case1}} = sol(\ayrıldı(\çatlamak{40}{45.106}\sağ)^{1.5}\sağ) + \ayrıldı(\ayrıldı(\çatlamak{4.1231}{14.296}\sağ)^{1.5}\sağ) = 0.99\)
Sonraki, we check using Eşitlik. (7.56) and compare the result to the maximum interaction limit of 1.2.
\(BEN_{\Metin{case2}} = frac{N_{Ed}}{N_{Yol}} + \çatlamak{V_{Ed}}{V_{Yol}} = frac{40}{45.106} + \çatlamak{4.1231}{14.296} = 1.1752\)
Dan beri 0.99 < 1.0 ve 1.175 < 1.2, NS concrete failure interaction check dır-dir 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
Örnek bir rapor indirmek için buraya 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.
