设计隔离基础所需的计算演练 (如 3600-09)

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基础是必不可少的建筑系统，可将柱和墙的力传递到支撑土上. 取决于土壤性质和建筑负荷, 工程师可以选择在浅基础或深基础上支撑结构³.

SkyCiv Foundation包含符合澳大利亚标准¹的孤立基础设计.

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混凝土基础计算器

孤立基础的设计

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尺寸要求

确定孤立基础的尺寸, 服务或未处理的负载, 例如永久性行动 (G), 强制行动 (问), 风动作 (w ^_ü), 地震行动 (Ë_ü), 和 小号_ü 将使用荷载组合应用, 由AS定义 3600-09. 以负荷组合为准的设计负荷, 并与方程中所示的允许土壤压力进行比较 1.

\(\文本{q}_{\文本{一个}} = frac{\文本{P}_{\文本{ñ}}}{\文本{一个}} \右箭头 \) 方程 1

哪里:
q_一个 =允许土壤压力
P_ñ =服务水平设计负荷
A =基础面积

从方程式 1, q_一个 与互换 一个.

\(\文本{一个} = frac{\文本{P}_{\文本{ñ}}}{\文本{q}_{\文本{一个}}} \右箭头 \) 式1a

这一点, 可以从所需的面积尺寸中反算基础尺寸, 一个.

单向剪切

的 单向剪切 极限状态, 也称为 弯曲剪切, 位于一定距离 “d” 从柱子的表面, 在临界剪切面上 (参考图 1), 并且基于 AS3600条款 8.2.7.1

数字 1. 单向剪切的临界剪切平面

的 单程 剪力 需求 要么 V_ü 计算时假设立足点悬于远离该区域所在列的位置 (红) 孵出, 如图所示 2.

的 单程 剪力 容量 要么 ϕ_C 定义为极限抗剪强度，并使用公式计算 2 每 AS3600-09氯 8.2.7.1.

\( \phi 文字{V}_{uc} = phi beta_{1} \时代 beta_{2} \时代 beta_{3} \次b_{v} \d_{的} \倍f_{简历} \次A_{圣}^{\压裂{2}{3}} \右箭头 \) 方程 2 (AS3600式. 8.2.7.1)

哪里:
ϕ =剪切设计系数
b₁= 1.1(1.6 – d_的/1000) ≥ 1.1 要么 1.1(1.6(1-d_的/1000) ≥ 0.8
b₂ = 1, 用于承受纯弯曲的构件; 要么
= 1-(ñ^*/3.5一个_G) ≥ 0 用于承受轴向张力的构件; 要么
= 1-(ñ^*/14一个_G) 用于承受轴向压缩的构件
b₃ = 1, 或可以视为 –
2d_的/一个_v 但不大于 2
一个_v =考虑剪切力的部分到最近支撑面的距离
F_简历 = f’c^1/3 ≤ 4 兆帕
一个_圣 =纵向钢筋的横截面积

剪切需求和剪切能力必须满足以下方程式才能满足AS的设计要求 3600-09:

\(\文本{V}_{\文本{ü}} \leq phi 文字{V}_{\文本{uc}} \右箭头 \) 方程 3 (每 AS3600 Cl. 8.2.5)

SkyCiv基金会, 符合方程式 3, 计算单向剪切统一比 (方程 4) 通过剪切需求超过剪切能力.

\( \文本{统一比率} = frac{\文本{剪切需求}}{\文本{剪切能力}} \右箭头 \) 方程 4

双向剪切

的 双向剪切 极限状态, 也称为 冲剪机, 将关键部分延伸到一定距离 “d / 2” 从柱子的表面到柱子的周围. 临界剪切平面位于基础的该部分 (参考图 2) 基于 AS3600条款 9.2.3(一个).

数字 2. 双向剪切的临界剪切平面

的 两路S听到需求 要么 V_ü 发生在临界剪切面上, 位于距离 “d / 2” 在哪里 (红) 阴影区域, 如图所示 2.

的 双向 剪切能力 要么 ϕV_uo 定义为极限抗剪强度，并使用公式计算 5 基于 AS3600条款 9.2.3

\( \非V_{uo} = phi times u times d_{如果} \剩下( F_{简历} + 0.3 \sigma_{cp} \对) \右箭头 \) 方程 5 (AS3600 Cl. 9.2.3(1))

哪里:
F_简历 = 0.17(1 + 2/b_H) √f’_C ≤0.34√f’_C
σ_cp =角值, 边缘和内部列
d_如果 =做平均值, 在临界剪切周长附近求平均值
b_H =列在Z轴上的长度与X轴上的长度之比
u =临界剪切周长

剪切需求和剪切能力必须满足以下方程式才能满足AS的设计要求 3600-09:

\(\文本{V}_{\文本{ü}} \leq phi 文字{V}_{\文本{uo}} \右箭头 \) 方程 6 (每 AS3600 Cl. 8.2.5)

SkyCiv基金会, 符合方程式 6, 计算双向剪切统一比率 (方程 7) 通过剪切需求超过剪切能力.

\( \文本{统一比率} = frac{\文本{剪切需求}}{\文本{剪切能力}} \右箭头 \) 方程 7

弯曲度

在孤立的基础上, 向上的土壤压力在底部表面引起双向弯曲并产生拉应力. 在各个方向上计算截面的弯矩 0.7一个_SUP 距圆柱中心的距离, 哪里 一个_SUP 是列宽的一半.

 

数字 3. 临界弯曲部

的 弯曲的 极限状态发生在临界弯曲部分, 位于 0.7一个_SUP 从立足点的中心 (参考图 3).

的 弯曲需求 要么 中号_ü 位于如图所示的临界挠曲部分 3, 并使用公式计算 8.

\( \文本{中号}^{*}= q_{ü} \D_{F} \时代左( \压裂{ \压裂{b_{F} – b_{C}}{2} }{2} \对)^{2} \右箭头 \) 方程 8

参考资料

1. 澳大利亚标准委员会. (2009) 澳大利亚标准AS3600-2009.
2. SJ福斯特, AE·基尔帕特里克 & 射频华纳. (2011) 钢筋混凝土基础知识第二版.
3. 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.
4. YC卢 & SH乔杜里. (2013) 加强型 & 预应力混凝土.