基本板设计示例使用AISC 360-22 和ACI 318-19
问题陈述
确定设计的列板连接是否足够 25 ps 压缩载荷, 3 ps VY剪切负荷 1 基普 Vz 剪切载荷.
给定数据
柱:
列部分: 高速钢6x0.312
列区域: 5.220 在2
列材料: A36
底盘:
基板尺寸: 12 在x 12 在
基板厚度: 1/2 在
底板材料: A36
灌浆:
灌浆厚度: 3/4 在
具体:
混凝土尺寸: 13 在x 13 在
混凝土厚度: 8 在
混凝土材料: 3000 压力
破裂或无裂缝: 破裂
锚:
锚直径: 1/2 在
有效嵌入长度: 5 在
钢材: A325N
剪切平面中的螺纹: 包括
锚定结局: 矩形板
焊缝:
焊缝尺寸: 1/4 在
填充金属分类: E70XX
通过焊缝传递压缩载荷: 是的
锚数据 (从 SkyCiv计算器):
SkyCiv 免费工具中的模型
立即使用我们的免费在线工具对上面的底板设计进行建模! 无需注册.
注意
此设计示例的目的是演示涉及并发剪切和轴向载荷的容量检查的分步计算. 一些必需的检查已经在前面的设计示例中讨论过. 请参阅每个部分提供的链接.
分步计算
检查一下 #1: 计算焊接容量
鉴于柱压缩载荷通过焊缝传递, 我们需要考虑 合成负载 确定焊缝强度时的压缩和剪切载荷.
评估焊接能力, 我们首先确定 总焊接长度 基于列尺寸.
\(L_{\text{weld}} = \pi d_{\text{col}} = \pi \times 6\ \text{in} = 18.85\ \text{in}\)
下一个, 我们用以下方式表达需求 单位长度力.
\(c_u = \dfrac{N_x}{L_{\text{weld}}} = \dfrac{25\ \text{kip}}{18.85\ \text{in}} = 1.3263\ \text{kip/in}\)
\(v_{uy} = \dfrac{V_y}{L_{\text{weld}}} = \dfrac{3\ \text{kip}}{18.85\ \text{in}} = 0.15915\ \text{kip/in}\)
\(v_{uz} = \dfrac{V_z}{L_{\text{weld}}} = \dfrac{1\ \text{kip}}{18.85\ \text{in}} = 0.053052\ \text{kip/in}\)
合成载荷确定为:
\(r_u = \sqrt{(c_u)^2 + (v_{uy})^2 + (v_{uz})^2}\)
\(r_u = \sqrt{(1.3263\ \text{kip/in})^2 + (0.15915\ \text{kip/in})^2 + (0.053052\ \text{kip/in})^2}\)
\(r_u = 1.3369\ \text{kip/in}\)
然后, 我们确定 角焊缝产能 每单位长度使用 AISC 360-22 情商. J2-4. 请注意，对于 HSS 部分, 克德斯 总是等于 1.0.
\(k_{ds} = 1.0 + 0.5\big(\sin(\theta)\big)^{1.5} = 1 + 0.5 \times \big(\sin(0)\big)^{1.5} = 1\)
\(\phi r_n = \phi \, 0.6 F_{exx} E_w k_{ds} = 0.75 \times 0.6 \times 70\ \text{ksi} \times 0.177\ \text{in} \times 1 = 5.5755\ \text{kip/in}\)
下一个要检查的容量是 贱金属产能 连接元件的. 这也表示为每单位长度的力. 我们使用 AISC 360-22 情商. J4-4 对于立柱和底板容量.
\( \phi r_{nbm,col} = \phi\,0.6\,F_{u,col}\,t_{col} = 0.75 \times 0.6 \times 58\ \text{ksi} \times 0.291\ \text{in} = 7.5951\ \text{kip/in} \)
\( \phi r_{nbm,bp} = \phi\,0.6\,F_{u,bp}\,t_{bp} = 0.75 \times 0.6 \times 58\ \text{ksi} \times 0.5\ \text{in} = 13.05\ \text{kip/in} \)
然后我们将最小容量作为 控制贱金属产能.
\(\phi r_{nbm} = \min\big(\phi r_{nbm,bp},\ \phi r_{nbm,col}\big) = \min(13.05\ \text{kip/in},\ 7.5951\ \text{kip/in}) = 7.5951\ \text{kip/in}\)
最后, 我们将角焊缝产能和母材产能与焊接需求进行比较.
以来 1.3369 kip/in < 5.5755 kip/in 和 1.3369 kip/in < 7.5951 kip/in 焊接容量是 充足的.
检查一下 #2: 计算柱的轴承能力
压缩底板设计示例中已讨论了柱承载能力的设计示例. 请参阅此链接以了解分步计算.
检查一下 #3: 计算由于压缩负荷而导致的底板弯曲屈服能力
底板弯曲屈服能力的设计示例已在底板压缩设计示例中讨论过. 请参阅此链接以了解分步计算.
检查一下 #4: 混凝土轴承能力
混凝土承载力的设计示例已在压缩底板设计示例中讨论过. 请参阅此链接以了解分步计算.
检查一下 #5: 混凝土破碎能力 (维剪切力)
Vy 剪切引起的混凝土突破能力的设计示例已在剪切底板设计示例中进行了讨论. 请参阅此链接以了解分步计算.
检查一下 #6: 混凝土破碎能力 (Vz 剪切力)
剪切力底板设计示例中已讨论了由 Vz 剪切引起的混凝土突破能力的设计示例. 请参阅此链接以了解分步计算.
检查一下 #7: 混凝土撬出能力
混凝土截面抗撬能力的设计实例已在抗剪底板设计实例中讨论. 请参阅此链接以了解分步计算.
检查一下 #8: 锚杆抗剪能力
锚杆抗剪能力的设计示例已在抗剪底板设计示例中讨论过. 请参阅此链接以了解分步计算.
设计概要
的 SkyCiv底板设计软件 可以自动为此设计示例生成逐步计算报告. 它还提供了执行的检查及其结果比率的摘要, 一目了然地使信息易于理解. 以下是示例摘要表, 报告中包括.
SkyCiv样本报告
查看 SkyCiv 底板设计报告的详细程度和清晰度. 该报告包括所有关键的设计检查, 方程式, 并以清晰易读的格式呈现结果. 完全符合设计标准. 单击下面查看使用 SkyCiv 底板计算器生成的示例报告.
购买基板软件
单独购买基本板设计模块的完整版本，而没有任何其他SkyCiv模块. 这为您提供了底板设计的完整结果, 包括详细报告和更多功能.
