Base Plate Design Example using AS 4100:2020 ve benzeri 3600:2018
Sorun Bildirimi:
100 kn'lik bir sıkıştırma yükü için tasarlanmış sütun-tabaka plaka bağlantısının yeterli olup olmadığını belirleyin.
Verilen Veriler:
Sütun:
Sütun bölümü: 50×10 SHS
Sütun alanı: 5260 mm2
Sütun malzemesi: AS / NZS 1163 Gr. C350
Taban plakası:
Taban plaka boyutları: 350 mm x 350 mm
Taban plakası kalınlığı: 20 mm
Taban plaka malzemesi: AS / NZS 3678 Gr. C250
Izgara:
Grout kalınlığı: 20 mm
Somut:
Somut boyutlar: 450 mm x 450 mm
Beton kalınlığı: 300 mm
Beton malzeme: N28
Kaynaklar:
kaynak boyutu: 6 mm
Dolgu Metal Sınıflandırması: E43XX
Sıkıştırma yükü yalnızca kaynaklar yoluyla aktarılır? EVET
Adım adım hesaplamalar:
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #1: Calculate concrete bearing capacity
Başlamak, Belirliyoruz bearing areas başına GİBİ 3600:2018 Madde 12.6:
A1 - Taban plakası yatak alanı
A2 - Beton Destek Rulman Alanı, bir 2:1 eğim
\(
A_1 = l_{bp} B_{bp} = 350 \, \Metin{mm} \zamanlar 350 \, \Metin{mm} = 122500 \, \Metin{mm}^ 2
\)
\(
A_2 = n_{A2} B_{A2} = 450 \, \Metin{mm} \zamanlar 450 \, \Metin{mm} = 202500 \, \Metin{mm}^ 2
\)
Buradan, hesaplıyoruz concrete bearing capacity, expressed as an equivalent force. We use ASI Design Guide 07 1Aziz Ed. Bölüm 9.1 referans olarak.
\(
\phi N_c = \min \left( \fi 0.9 \ayrıldı( f’_c doğru) A_1 \sqrt{\çatlamak{A_2}{A_1}}, \fi 1.8 \ayrıldı( f’_c doğru) A_1 \right)
\)
\(
\phi N_c = \min \left( 0.6 \zamanlar 0.9 \kez kaldı( 28 \, \Metin{MPa} \sağ) \zamanlar 122500 \, \Metin{mm}^2 \times \sqrt{\çatlamak{202500 \, \Metin{mm}^ 2}{122500 \, \Metin{mm}^ 2}}, 0.6 \zamanlar 1.8 \kez kaldı( 28 \, \Metin{MPa} \sağ) \zamanlar 122500 \, \Metin{mm}^2 \right)
\)
\(
\phi N_c = 2381.4 \, \Metin{kN}
\)
Dan beri 100 kN <2381.4 kN, NS concrete bearing capacity is sufficient.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #2: Kaynak kapasitesini hesapla
Kaynak kapasitesini değerlendirmek için, Önce belirliyoruz Toplam kaynak uzunluğu sütun boyutlarına göre:
\(
L_{\Metin{kaynak}} = 2 \ayrıldı( b_{\Metin{seri}} – 2 r_{\Metin{seri}} – 2 t_{\Metin{seri}} \sağ) + 2 \ayrıldı( d_{\Metin{seri}} – 2 r_{\Metin{seri}} – 2 t_{\Metin{seri}} \sağ)
\)
\(
L_{\Metin{kaynak}} = 2 \kez kaldı( 150 \, \Metin{mm} – 2 \zamanlar 15 \, \Metin{mm} – 2 \zamanlar 10 \, \Metin{mm} \sağ) + 2 \kez kaldı( 150 \, \Metin{mm} – 2 \zamanlar 15 \, \Metin{mm} – 2 \zamanlar 10 \, \Metin{mm} \sağ) = 400 \, \Metin{mm}
\)
Bununla, we can calculate the stress per unit length of weld, varsayarak 100 kN load is evenly distributed:
\(
v^*_w = \frac{N_x}{L_{\Metin{kaynak}}} = frac{100 \, \Metin{kN}}{400 \, \Metin{mm}} = 0.25 \, \Metin{kN/mm}
\)
Daha sonra, Belirliyoruz weld capacity per unit length kullanma GİBİ 4100:2020 Madde 9.6.3.10:
\(
\phi v_w = \phi 0.6 f_{sizin} E_w k_r = 0.8 \zamanlar 0.6 \zamanlar 430 \, \Metin{MPa} \zamanlar 4.243 \, \Metin{mm} \zamanlar 1 = 0.87576 \, \Metin{kN/mm}
\)
Dan beri 0.87576 kN/mm < 0.25 kN/mm, NS weld capacity is sufficient.
Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #3: Sıkıştırma yükü nedeniyle taban plakası bükülme verim kapasitesini hesaplayın
Taban plakasının bükülme kapasitesi boyutlarına bağlıdır. Plaka çok genişse, daha kalın malzeme gerektirecek. Belirli bir yük için doğru taban plakası boyutunu seçmek deneyim gerektirir, ve birden çok hesaplama yapmak zaman alıcı olabilir. NS Skyciv Base Plaka Tasarım Yazılımı Bu süreci basitleştirir, Sadece saniyeler içinde hızlı ve verimli modelleme ve analizlerin etkinleştirilmesi.
We use ASI Design Guide 07, 1st Ed., Tablo 7 to check the base plate flexural yielding capacity. İlk, Belirliyoruz kx faktör.
\(
k_x = 1.65 \ayrıldı( \çatlamak{\sqrt{L_{bp} B_{bp}}}{b_{\Metin{seri}}} \sağ) = 1.65 \kez kaldı( \çatlamak{\sqrt{350 \, \Metin{mm} \zamanlar 350 \, \Metin{mm}}}{150 \, \Metin{mm}} \sağ) = 3.85
\)
Sonraki, we calculate the concrete bearing strength in terms of stress over area. Anmak Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken #1 for the calculated bearing capacity.
\(
\phi f_b = \frac{\phi N_c}{L_{bp} B_{bp}} = frac{2381.4 \, \Metin{kN}}{350 \, \Metin{mm} \zamanlar 350 \, \Metin{mm}} = 19.44 \, \Metin{MPa}
\)
We then use this value to obtain the X faktör.
\(
X = \frac{4 N_c^*}{\phi f_b (2 b_{\Metin{seri}})^ 2} = frac{4 \zamanlar 100 \, \Metin{kN}}{19.44 \, \Metin{MPa} \zamanlar (2 \zamanlar 150 \, \Metin{mm})^ 2} = 0.22862
\)
Şimdi, let us use the calculated kx ve X factors to evaluate the λ (lamda) faktör.
\(
\lambda = \min \left( \çatlamak{k_x \sqrt{X}}{1 + \sqrt{1 – X}}, 1.0 \sağ) = dak sol( \çatlamak{3.85 \kez sqrt{0.22862}}{1 + \sqrt{1 – 0.22862}}, 1 \sağ) = 0.98008
\)
We then calculate the cantilever length of the base plate experiencing the bearing load. Göre ASI Design Guide 07, 1st Ed., Bölümler 6.1 and 9.1–9.2, the cantilever length is as shown:
\(
l = max ( \çatlamak{L_{bp} – 0.95 d_{\Metin{seri}}}{2}, \çatlamak{B_{bp} – 0.95 b_{\Metin{seri}}}{2}, \lamda 0.306 \sqrt{d_{\Metin{seri}} b_{\Metin{seri}}} \sağ)
\)
\(
l = max ( \çatlamak{350 \, \Metin{mm} – 0.95 \zamanlar 150 \, \Metin{mm}}{2}, \çatlamak{350 \, \Metin{mm} – 0.95 \zamanlar 150 \, \Metin{mm}}{2}, 0.98008 \zamanlar 0.306 \kez sqrt{150 \, \Metin{mm} \zamanlar 150 \, \Metin{mm}} \sağ)
\)
\(
l = 103.75 \, \Metin{mm}
\)
Considering this critical section of the base plate, let’s calculate the flexural yield stress. This is a rearranged equation from ASI Design Guide 07, 1st Ed., Bölüm 9.2, with reference to Bölüm 6.1.
\(
f^* = \frac{2 N_x l^2}{B_{bp} L_{bp} (t_{bp})^ 2}
\)
\(
f^* = \frac{2 \zamanlar 100 \, \Metin{kN} \zamanlar 103.75 \, \Metin{mm}^ 2}{350 \, \Metin{mm} \zamanlar 350 \, \Metin{mm} \zamanlar (20 \, \Metin{mm})^ 2} = 43.935 \, \Metin{MPa}
\)
The final step is to calculate the yielding capacity of the base plate using GİBİ 4100:2020, Madde 5.2.1.
\(
\phi f_y = \phi f_{y_{bp}} = 0.9 \zamanlar 250 \, \Metin{MPa} = 225 \, \Metin{MPa}
\)
Dan beri 43.935 MPa < 225 MPa, NS base plate flexural capacity is sufficient.
Tasarım Özeti
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
Buraya Tıkla Örnek bir rapor indirmek için.
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.
