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符合 EN 的隔离式基础设计 1992 & 在 1997

A guide to the calculations required to design an isolated footing (在 1992 & 在 1997)

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 includes the design of isolated footing conforming to the Eurocode 2¹ and Eurocode 72.

想要试用SkyCiv的Foundation Design软件? 设计独立基础所需计算的示例演练!

Design Parameters of an Isolated Footing

Calculations presented in SkyCiv use the prescriptive method based on EN 1997, where an assumed safe bearing pressure is used to size the foundation based on the serviceability limit state followed by the detailed structural design based on the ultimate limit state.

尺寸要求

To determine the dimensions of an isolated footing, characteristic actions, such as Permanent/Dead (), Variable/Live (Ql), 风 (Qw), 地震的 (Qe), etc will be applied for the serviceability limit state. The critical loading arrangement/combination will be considered the design load, 并与方程中所示的允许土壤压力进行比较 1. This example is limited to uniform soil pressure only.

\(\文本{q}_{\文本{一个}} = frac{\文本{P}_{\文本{ñ}}}{\文本{一个}} \右箭头 \) 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, the footing dimensions can be back-calculated from the required area dimension, 一个.

弯曲度

由使用公式计算的最小值控制, Isolated Footing Design, ACI 318-14, 在 1992

数字 1. 临界弯曲部

弯曲的 limit state occurs at 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 1).

弯曲需求, 要么 中号ED 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 1, 并使用公式计算 2.

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

哪里:
qü 由使用公式计算的最小值控制, 千帕
X 由使用公式计算的最小值控制, 毫米
由使用公式计算的最小值控制, 毫米
CX 由使用公式计算的最小值控制, 毫米

抗弯能力, 要么 中号容量 使用公式计算 3.

\(\文本{中号}_{容量} = frac{1}{\伽玛_{小号,pt}} \倍f_{yk} \次A_{s} \时代左( d – \压裂{s}{2} \对) \右箭头 \) 方程 3


哪里:
C小号,pt = partial factor for reinforcing steel
X = 平行于 x 轴的基础尺寸, 毫米
= 平行于 x 轴的基础尺寸, 毫米
d =从极压纤维到纵向张力增强质心的距离, 毫米
一个s =加固面积, 毫米2
s = depth of equivalent rectangular stress block, 毫米
fyk = reinforcement strength, 兆帕

Moment Demand and Moment Capacity must be verified to meet the Ultimate Limit State of EN 1990:

\(\文本{Ë}_{\文本{d}} \leq \text{[R}_{\文本{d}} \右箭头 \) 方程 4 (在 1990 6.4.1)

SkyCiv基金会, 符合方程式 4, 计算弯曲统一比 (方程 5) 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 5

单向剪切

单向剪切 极限状态, 也称为 beam shear, 位于一定距离 “d” 从柱子的表面, 在临界剪切面上 (参考图 2),

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

数字 2. 设计独立基础所需计算的示例演练

单程 剪力 需求 要么 VED 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 要么 V路,C is defined as the shear resistance at the Ultimate Limit State (when no shear reinforcement is necessary) and calculated using Equation 6 每 在 1992, 部分 6.2.2.

\(\文本{V}_{\文本{路,C}} = (\文本{C}_{\文本{路,C}} \times k \times (100 \times \rho_{1} \时代文字{F}_{\文本{钢底板设计欧洲规范}})^{\压裂{1}{3}}) \时代文字{b}_{\文本{w}} \时代文字{d} \右箭头 \) 方程 6 (在 1992 情商. 6.2.一个)

最少

\(\文本{V}_{\文本{路,C}} = (0.035 \times k^{\压裂{3}{2}} \时代文字{F}_{\文本{钢底板设计欧洲规范}}^{\压裂{1}{2}}) \时代文字{b}_{\文本{w}} \时代文字{d} \右箭头 \) 方程 9 (在 1992 情商. 6.2.b)

哪里:
C路,C = recommended value of 0.18/γC
k = coefficient of 1 + (200/d) ≤ 2.0
ρ1 =一个sl / bwd ≤ 0.02
F钢底板设计欧洲规范 设计独立基础所需计算的示例演练, 兆帕
bw = width of the footing, 毫米
d =从极压纤维到纵向张力增强质心的距离, 毫米

Shear Demand and Shear Capacity must be verified to meet the Ultimate Limit State of EN 1990:

\(\文本{Ë}_{\文本{d}} \leq \text{[R}_{\文本{d}} \右箭头 \) 方程 4 (在 1990 6.4.1)

SkyCiv基金会, 符合方程式 4, 计算单向剪切统一比 (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

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 “2d” 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 3).

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

数字 3. 双向剪切的临界剪切平面

两路S听到需求 要么 VED 发生在临界剪切面上, 如图所示 3, 设计独立基础所需计算的示例演练 在 1992, 部分 6.4.2.

剪切能力 要么 V路,C, similar to one way shear capacity (when no shear reinforcement is necessary), is calculated based on EN 1992 部分 6.2.2 (Refer to Eq. 8).

\(\文本{V}_{\文本{路,C}} = (\文本{C}_{\文本{路,C}} \times k \times (100 \times \rho_{1} \时代文字{F}_{\文本{钢底板设计欧洲规范}})^{\压裂{1}{3}}) \时代文字{ü}_{\文本{1}} \时代文字{d} \右箭头 \) 方程 8 (在 1992 情商. 6.2.一个)

最少

\(\文本{V}_{\文本{路,C}} = (0.035 \times k^{\压裂{3}{2}} \时代文字{F}_{\文本{钢底板设计欧洲规范}}^{\压裂{1}{2}}) \时代文字{ü}_{\文本{1}} \时代文字{d} \右箭头 \) 方程 9 (在 1992 情商. 6.2.b)

 

哪里:
ü1 = basic control perimeter, 毫米
Other variables similarly defined on One Way Shear Capacity.

一般来说, Shear Demand and Shear Capacity must meet the following equation to meet the Ultimate Limit State of EN 1990:

\(\文本{Ë}_{\文本{d}} \leq \text{[R}_{\文本{d}} \右箭头 \) 方程 4 (在 1990 6.4.1)

SkyCiv基金会, in compliance with Equation 4, 计算双向剪切统一比率 (方程 10) 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 10

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参考资料

  1. 欧洲规范 2: Design of concrete structures – 部分 1-1: General rules and rules for buildings (在 1992-1-1:2004). European Committee for Standardization, 2004.
  2. 欧洲规范 7: Geotechnical design – 部分 1: General rules (在 1997-1:2004). European Committee for Standardization, 2004.
  3. Mosley, Bungey, and Hulse. Reinforced Concrete Design to Eurocode 2 (Seventh Edition), 2012.
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