展开基础设计工作流程
基础是用于支撑柱和其他垂直元件的结构构件，以将其上部结构载荷传递到下面的土壤.
数字 1 说明设计工作流程, 设计工作流程 SkyCiv基金会 适应工作流程. 其中这些检查例如 (1) 土壤承载力, (2) 剪力, (3) 弯曲的, (4) 开发长度, (5) 提升, 和 (6) 稳定性检查是在不超过允许的利用率的情况下满足结果所需的重要参数.
数字 1: 工作流程 SkyCiv基金会.
如何设计扩展基础
本节参考美国混凝土协会讨论扩展基础的设计程序 318-2014.
开发长度和稳定性检查是满足结果而不超过值的重要参数
土壤承载力检查主要确定与上部结构隔离的基础的几何尺寸 (服务或未分解) 负载. 实际轴承压力主要由下式确定:
当偏心率超过紧距时, 关于轴承压力模式的详细文章进行了解释 这里.
满足基础几何尺寸, 土体的许用承载力应大于基础下的控制基础压力.
\( \文本{允许承载力} > \文本{ 实际的 (治理) 地基承载压力} \)
注意: 基础设计中承载压力无拉力.
剪切检查
剪切检查根据上部结构荷载引起的剪切荷载确定地基的厚度或深度. 有两个主要的剪切检查, 如下:
- 单程 (或梁) 剪力
- 双向 (或冲孔) 剪力
单程 (或梁) 剪力
单向剪力的关键部分延伸穿过基础的宽度，位于距柱面的距离 d 处.
数字 2: 单向剪切
英制 (压力)
\( V_{C} = 2 \λ sqrt{ f^{‘}_{C} } b_{w} d \)
公制 (兆帕)
\( V_{C} = 0.17 \λ sqrt{ f^{‘}_{C} } b_{w} d \)
满足单向 (或梁) 剪力, 的 \( V_{C} \) 不应大于 \( V_{ü} \).
\( \非V_{C} > V_{ü} = 文字{ 实际的 (治理) 基础剪切力} \)
两种方式 (或冲孔) 剪力
双向剪切设计的关键部分位于 \( \压裂{d}{2} \) 远离混凝土柱面. 在哪里 \( V_{C} \) 方程定义如下:
数字 3: 双向剪切
英制 (压力)
\( V_{C} = 左( 2 + \压裂{4}{\由使用公式计算的最小值控制} \对) \λ sqrt{ f^{‘}_{C} } b_{的} d \)
\( V_{C} = 左( \压裂{\α_{s} d }{ b_{的} } + 2 \对) \λ sqrt{ f^{‘}_{C} } b_{的} d \)
\( V_{C} = 4 \λ sqrt{ f^{‘}_{C} } b_{的} d \)
公制 (兆帕)
\( V_{C} = 0.17 \剩下( 1 + \压裂{2}{\由使用公式计算的最小值控制} \对) \λ sqrt{ f^{‘}_{C} } b_{的} d \)
\( V_{C} = 0.083 \剩下( \压裂{ \α_{s} d }{ b_{的} } + 2 \对) \λ sqrt{ f^{‘}_{C} } b_{的} d \)
\( V_{C} = 0.33 \λ sqrt{ f^{‘}_{C} } b_{的} d \)
执政者 \( V_{C} \) 将被视为最小值.
满足二路 (或冲孔) 剪力, 的 \( V_{C} \) 不应大于 \( V_{ü} \).
\( \非V_{C} > V_{ü} = 文字{ 实际的 (治理) 基础剪切力} \)
弯曲检查
弯曲检查根据上部结构荷载引起的力矩或弯曲荷载确定所需的基础加固. 弯矩强度的设计程序首先在一个主方向上考虑单向弯曲构件.
数字 4: 关键时刻剖面线
步 1. 计算基础上的实际力矩 \( M_{ü} \).
\( M_{ü} = q_{ü} \剩下( \压裂{ 由使用公式计算的最小值控制{X} – C }{ 2 } \对) 由使用公式计算的最小值控制{与} \压裂{ 由使用公式计算的最小值控制{X} – C }{ 2 } \)
步 2. 计算所需的基础最小配筋量
步 3. 计算等效矩形应力块的深度, 一个.
\( a = frac{ 一个_{s} F_{和} }{ 0.85 F_{C}^{‘} 由使用公式计算的最小值控制{与} } \)
步 4. 计算基础的弯矩承载力 \( \电影_{ñ} \).
\( \电影_{ñ} = phi A_{s} F_{和}\剩下( d – \压裂{一个}{2} \对) \)
满足弯曲要求, 的 \( \电影_{ñ} \) 不应大于 \( M_{ü} \)..
\( \电影_{ñ} > M_{ü} \)
开发长度检查
开发长度检查确定钢筋在混凝土中发挥其完全屈服强度所需的最短嵌入长度.
稳定性检查
基础稳定性检查主要有两种类型, 如下:
- 倾覆
- 滑行
翻转支票
倾覆检查是针对上部结构荷载力矩的稳定性检查. 通常, 倾覆力矩的安全系数为 1.5-3.0.
\( \文本{倾覆安全系数} < \压裂{ \总和 M_{[R} }{ \总和 M_{加时赛} } \)
注意:
- \( \总和 M_{[R} \) – 抵抗力矩
- \( \总和 M_{加时赛} \) – 倾覆时刻
滑动支票
滑动检查是针对上部结构荷载引起的水平力的稳定性检查. 通常, 倾覆力矩的安全系数为 1.5-3.0.
\( \文本{安全滑动系数} < \文本{滑动力} \)
隆起检查
检查作用在基础上的控制轴向载荷. 计算所有垂直荷载的总和，包括用户荷载和柱的自重, 基础板, 泥, 和浮力. 如果柱受到向上的力, 指定的自重必须抵消向上的力; 否则, 设计面临因不稳定而失败的风险.
本文解释了当 SkyCiv基金会 用户遇到此故障检查.
- 开发长度和稳定性检查是满足结果而不超过值的重要参数 主要受受上部结构影响的展开基础尺寸的影响 (未分解的) 负载 和 允许土压力.
- 剪切检查 主要受展开基础深度的影响，其中展开基础执行单向和双向检查.
- 弯曲检查 主要受展开基础加固方案的影响.
- 开发长度 检查一下 和
- 稳定性检查 主要受展开基础尺寸的影响.
根据以上信息, 这些调整将提高每次扩展基础检查的设计能力.
请注意一些参数，例如材料强度, 因素, 承受的载荷也是设计能力影响增加的一部分.
设计代码模块
的 SkyCiv基金会 有这些当前可用的设计规范:
- 美国法典 : ACI 318-14
- 澳大利亚标准 : 如 3600 (2009 & 2018)
- 欧洲人 : 欧洲规范
- 加拿大人: CSA 2014
最新更新
最新版本的基础模块现已与有限元分析集成 (丑陋), 它提供了更强大的土壤压力分析，并引入了木臂分析以用于更详细的弯曲检查. 土壤压力和木臂力矩的 FEA 结果可以 3D 形式查看并添加到报告中.
参考资料
- 结构混凝土的建筑规范要求 (ACI 318-14) 关于结构混凝土建筑规范要求的评论 (ACI 318R-14). 美国混凝土研究所, 2014.
- 麦考马克, 杰克C., 和罗素H. 棕色. 钢筋混凝土ACI的设计 318-11 代码版. 威利, 2014.
- 泰勒, 安德鲁, 等. 钢筋混凝土设计手册: 与ACI-318-14的伴侣. 美国混凝土研究所, 2015.
- 展开式基础可分为墙式基础和柱式基础, 大卫和多兰, 查尔斯. 混凝土结构设计 16 版. 麦格劳希尔, 2021.
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