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根据 ACI 的隔离基础设计示例 318-14

设计独立基础所需计算的示例演练 (ACI 318-14)

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.

设计独立基础所需计算的示例演练.

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设计独立基础所需计算的示例演练

尺寸要求

确定孤立基础的尺寸, 服务或未处理的负载, 如死 (d), 生活 (大号), 风 (w ^), 地震的 (Ë), 设计独立基础所需计算的示例演练, 设计独立基础所需计算的示例演练 318-14. 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, 设计独立基础所需计算的示例演练 部分 13.2.6 ACI的 318-14.

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

哪里:
q一个 =允许土壤压力
Pñ 设计独立基础所需计算的示例演练
设计独立基础所需计算的示例演练

从方程式 1, q一个 设计独立基础所需计算的示例演练 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

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),

Isolated Footing Design, ACI 318-14

数字 1. 设计独立基础所需计算的示例演练

单程 剪力 需求 要么 Vü 计算时假设立足点悬于远离该区域所在列的位置 (红) 如图所示 2, 设计独立基础所需计算的示例演练 ACI 318-14, 部分 8.5.3.1.1.

设计独立基础所需计算的示例演练 要么 ϕVC 定义为极限抗剪强度,并使用公式计算 2 每 ACI 318-14, 部分 22.5.5.1.

\(\[object Window]{V}_{\文本{C}} = phi _{\文本{剪力}} \次 2 \sqrt{\文本{设计独立基础所需计算的示例演练}_{\文本{C}}} \时代文字{b}_{\文本{w}} \时代文字{d} \右箭头 \) 方程 2 (ACI 318-14 情商. 22.5.5.1 英制)

要么

\(\[object Window]{V}_{\文本{C}} = phi _{\文本{剪力}} \次 0.17 \sqrt{\文本{设计独立基础所需计算的示例演练}_{\文本{C}}} \时代文字{b}_{\文本{w}} \时代文字{d} \右箭头 \) 方程 2 (ACI 318-14 情商. 22.5.5.1 公制)

哪里:
ϕ剪力 设计独立基础所需计算的示例演练
F’C 设计独立基础所需计算的示例演练, 设计独立基础所需计算的示例演练
bw = width of the footing, 英寸或毫米
d =从极压纤维到纵向张力增强质心的距离, 英寸或毫米

设计独立基础所需计算的示例演练 318-14:

\(\文本{V}_{\文本{ü}} \leq phi 文字{V}_{\文本{C}} \右箭头 \) 方程 3 (ACI方程. 7.5.1.1(b))

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

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).

Isolated Footing Design, ACI 318-14

数字 2. 双向剪切的临界剪切平面

两路S听到需求 要么 Vü 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, 设计独立基础所需计算的示例演练 ACI 318-14, 部分 22.6.4.

剪切能力 要么 ϕVC 由使用公式计算的最小值控制 5, 6, 和 7 每 ACI 318-14, 部分 22.6.5.2

\(\[object Window]{V}_{\文本{C}} = phi _{\文本{剪力}} \次 4 \[object Window]{\文本{设计独立基础所需计算的示例演练}_{\文本{C}}} \右箭头 \) 方程 5 (ACI方程. 22.6.5.2(一个) – 英制)

\(\[object Window]{V}_{\文本{C}} [object Window] ( 2 + \压裂{4}{\由使用公式计算的最小值控制 } \对 ) \[object Window]{F'_{C}} \右箭头 \) 方程 6 (ACI方程. 22.6.5.2(b) – 英制)

\(\[object Window]{V}_{\文本{C}} = 左 ( 2 + \压裂{\由使用公式计算的最小值控制{s} \由使用公式计算的最小值控制 }{b{的}} \对 ) \[object Window]{F'_{C}} \右箭头 \) 方程 7 (ACI方程. 22.6.5.2(C) – 英制)

要么

\(\[object Window]{V}_{\文本{C}} = phi _{\文本{剪力}} \次 0.33 \[object Window]{\文本{设计独立基础所需计算的示例演练}_{\文本{C}}} \右箭头 \) 方程 5 (ACI方程. 22.6.5.2(一个) 公制)

\(\[object Window]{V}_{\文本{C}} = 0.17 \时代左 ( 1 + \压裂{2}{\由使用公式计算的最小值控制 } \对 ) \[object Window]{F'_{C}} \右箭头 \) 方程 6 (ACI方程. 22.6.5.2(b) 公制)

\(\[object Window]{V}_{\文本{C}} = 0.0083 \时代左 ( 2 + \压裂{\由使用公式计算的最小值控制{s} \由使用公式计算的最小值控制 }{b{的}} \对 ) \[object Window]{F'_{C}} \右箭头 \) 方程 7 (ACI方程. 22.6.5.2(C) 公制)

注意: 由使用公式计算的最小值控制, 由使用公式计算的最小值控制, 由使用公式计算的最小值控制s 是(谁)给的 22.6.5.3

哪里:
由使用公式计算的最小值控制
F’C 由使用公式计算的最小值控制, 设计独立基础所需计算的示例演练
d =从极压纤维到纵向张力增强质心的距离, 英寸或毫米

设计独立基础所需计算的示例演练 318-14:

\(\文本{V}_{\文本{ü}} \leq phi 文字{V}_{\文本{C}} \右箭头 \) 方程 8 (ACI方程. 7.5.1.1(b))

SkyCiv基金会, 符合方程式 8, 计算双向剪切统一比率 (方程 9) 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 9

弯曲度

由使用公式计算的最小值控制, Isolated Footing Design, ACI 318-14

数字 3. 临界弯曲部

弯曲的 由使用公式计算的最小值控制 由使用公式计算的最小值控制, 由使用公式计算的最小值控制 (参考图 3).

弯曲需求, 要么 中号ü 由使用公式计算的最小值控制 (由使用公式计算的最小值控制) 如图所示 3, 并使用公式计算 10.

\( \文本{中号}_{ü} = 文字{q}_{ü} \时代左 ( \压裂{由使用公式计算的最小值控制{X}}{2} – \压裂{C_{X}}{2} \对 ) \由使用公式计算的最小值控制{与} \时代左 ( \压裂{\压裂{由使用公式计算的最小值控制{X}}{2} – \压裂{C_{X}}{2} }{2} \对 ) \右箭头 \) 方程 10

哪里:
qü 由使用公式计算的最小值控制, 由使用公式计算的最小值控制
X 由使用公式计算的最小值控制, 英寸或毫米
由使用公式计算的最小值控制, 英寸或毫米
CX 由使用公式计算的最小值控制, 英寸或毫米

抗弯能力, 要么 ϕMñ 使用公式计算 11.

\( \[object Window]{中号}_{ñ} [object Window]{\文本{弯曲}} \次A_{s} \倍f_{和} \时代左( d – \压裂{一个}{2} \对) \右箭头 \) 方程 11


哪里:
ϕ =弯曲设计系数
X = 平行于 x 轴的基础尺寸, 英寸或毫米
= 平行于 x 轴的基础尺寸, 英寸或毫米
d =从极压纤维到纵向张力增强质心的距离, 英寸或毫米
一个s =加固面积, 在2 或毫米2
a =等效矩形应力块的深度, 英寸或毫米
= 平行于 x 轴的基础尺寸, ksi或MPa

= 平行于 x 轴的基础尺寸 318-14:

\(\文本{中号}_{\文本{ü}} \leq phi 文字{中号}_{\文本{ñ}} \右箭头 \) 方程 12 (ACI方程. 7.5.1.1(b))

SkyCiv基金会, 符合方程式 12, 计算弯曲统一比 (方程 13) 通过将弯曲需求超过弯曲能力.

\( \文本{统一比率} = frac{\文本{挠曲需求}}{\文本{弯曲能力}} \右箭头 \) 方程 13

Albert Pamonag结构工程师, 产品开发


阿尔伯特·帕莫纳格
结构工程师, 产品开发
M.E. 土木工程

参考资料

  1. 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.
  2. 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.
  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.
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