使用CSA S16的底板设计示例:19 和CSA A23.3:19
问题陈述
确定设计的列板连接是否足够 25 千牛 压缩载荷, 5 千牛 VY剪切负荷 5 千牛 Vz 剪切载荷.
给定数据
柱:
列部分: HS152x152x6.4
列区域: 3610 毫米2
列材料: 350w ^
底盘:
基板尺寸: 350 毫米× 350 毫米
基板厚度: 20 毫米
底板材料: 300w ^
灌浆:
灌浆厚度: 0 毫米
具体:
混凝土尺寸: 450 毫米× 450 毫米
混凝土厚度: 300 毫米
混凝土材料: 20.68 兆帕
破裂或无裂缝: 破裂
锚:
锚直径: 12.7 毫米
有效嵌入长度: 250 毫米
钢材: ASTM F1554 G36
剪切平面中的螺纹: 包括
锚定结局: 圆板
焊缝:
焊接类型: 完全关节穿透 (CJP)
锚数据 (从 SkyCiv计算器):
SkyCiv 免费工具中的模型
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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.
\(L_{\text{w}} = \dfrac{A_{\text{col}}}{t_{\text{col}}} = \dfrac{3610\ \text{mm}^2}{6.35\ \text{mm}} = 568.5\ \text{mm}\)
下一个, 我们用以下方式表达需求 单位长度力.
\(v_{fy} = \dfrac{V_u}{L_w} = \dfrac{5\ \text{kN}}{568.5\ \text{mm}} = 0.008795\ \text{kN/mm}\)
\(v_{fz} = \dfrac{V_z}{L_w} = \dfrac{5\ \text{kN}}{568.5\ \text{mm}} = 0.008795\ \text{kN/mm}\)
合成载荷确定为:
\(r_f = \sqrt{[mathin]v_{fy}[mathin]^2 + [mathin]v_{fz}[mathin]^2}\)
\(r_f = \sqrt{(0.008795\ \text{kN/mm})^2 + (0.008795\ \text{kN/mm})^2} = 0.012438\ \text{kN/mm}\)
然后, 我们确定 CJP焊接能力 每单位长度. 第一, 我们使用以下方法检查立柱和底板的基础金属能力 CSA S16:19 条款 13.13.2.1(一个).
\(v_{r,\text{col}} = 0.67\phi_{\text{col}}F_{u,\text{col}} = 0.67 \times 0.67 \times 6.35\ \text{mm} \times 450\ \text{MPa} = 1.2827\ \text{kN/mm}\)
\(v_{r,\text{bp}} = 0.67\phi_{\text{bp}}F_{u,\text{bp}} = 0.67 \times 0.67 \times 20\ \text{mm} \times 450\ \text{MPa} = 4.0401\ \text{kN/mm}\)
然后, 我们使用以下方法检查焊缝金属容量 CSA S16:19 条款 13.13.2.1(b).
\(v_{r,\text{weld}} = 0.67\phi_{\text{weld}}X_u = 0.67 \times 0.67 \times 6.35\ \text{mm} \times 430\ \text{MPa} = 1.2257\ \text{kN/mm}\)
然后我们将最小容量作为 治理能力.
\(v_r = \min (v_{r,\text{bp}}, v_{r,\text{col}}, v_{r,\text{weld}}) = \min (4.0401\ \text{kN/mm}, 1.2827\ \text{kN/mm}, 1.2257\ \text{kN/mm}) = 1.2257\ \text{kN/mm}\)
以来 0.012 千牛 < 1.23 千牛 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
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