Idea Statica
  • Ocel
  • Beton
  • BIM & pracovní postupy
  • Podpora a Vzdělávání
  • Ceník
  • O společnosti
  • Přehled oceli
  • Návrh přípojů
  • Návrh ocelových prvků
  • Parametrický návrh
  • Ocelové případové studie
  • Přehled betonu
  • Stěny a D-oblasti
  • Kotvení do železobetonu
  • Průřezy a prvky
  • Betonové případové studie
  • BIM přehled
  • Podporované integrace
  • Checkbot
  • Viewer
  • API
  • Centrum podpory
  • Online kurzy a certifikace
  • Blog
  • Stahování a licence
  • Plány
  • Bezplatný komunitní nástroj
  • Enterprise licence
  • Studenti a univerzity
  • Spočítejte si úspory
  • O nás
  • Kontakty
  • Výzkum & vývoj
  • Distributoři
  • Poznejte naše zákazníky
  • Kariéra
  • Ocel
    Přehled oceliNávrh přípojůNávrh ocelových prvkůParametrický návrhOcelové případové studie
  • Beton
    Přehled betonuStěny a D-oblastiKotvení do železobetonuPrůřezy a prvkyBetonové případové studie
  • BIM & pracovní postupy
    BIM přehledPodporované integraceCheckbotViewerAPI
  • Podpora a Vzdělávání
    Centrum podporyOnline kurzy a certifikaceBlogStahování a licence
  • Ceník
    PlányBezplatný komunitní nástrojEnterprise licenceStudenti a univerzitySpočítejte si úspory
  • O společnosti
    O násKontaktyVýzkum & vývojDistributořiPoznejte naše zákazníkyKariéra
14denní zkušební verze
14denní zkušební verze
  • Ocel
  • Beton
  • BIM & pracovní postupy
  • Podpora a Vzdělávání
  • Ceník
  • O společnosti

Přihlaste se k odběru našeho newsletteru

Společnost

  • O nás
  • Partneři
  • Kariéra
  • Patent

Zdroje

  • Zákaznické projekty
  • Případové studie
  • Connection Library
  • Odborné publikace

Práva

  • EULA
  • Zásady soukromí
  • Smluvní podmínky Viewer
  • Licencování

Pomoc

  • Kontakt
  • Cenová nabídka
  • Distributoři
  • Ke stažení
FacebookInstagramLinkedInYouTube

© IDEA StatiCa 2009-2026

Důvěryhodný a používaný po celém světě inženýry, výrobci a konzultanty.

Centrum podporyOvěřovací příkladyPatní deska sloupu v ztužené soustavě LRFD (AISC)
SteelConnection designVerificationsConnectionAISC (USA)

Patní deska sloupu v ztužené soustavě LRFD (AISC)

Tento článek je také dostupný v
ENCZDEESFRITPTNLHUROKRPLTHTRVIZH

Sloup s průřezem W12×\times×79 je ukotven do betonového bloku (pevnost betonu v tlaku 4 ksi) čtyřmi kotvicími šrouby 3/4'' A307 (fy = 50 ksi, fu= 65 ksi). Patka sloupu je podlita. Ztužidlo je HSS 3.5×\times×0.203 připojeno styčníkovým plechem a 2 třecími šrouby 3/4'' A490 (fy = 130 ksi, fu = 150 ksi). Veškerá ocel je třídy A36 (fy = 36 ksi, fu = 58 ksi). Smyk je přenášen smykovou zarážkou s průřezem W6×\times×25. Jsou zvoleny svařovací elektrody E70XX. Sloup je zatížen tlakovou silou –160 kip, ohybovým momentem 1000 kip-in a posouvající silou 20 kip. Ztužidlo je zatíženo tahovou silou 30 kip. 

Geometrie

Posuzovaný styčník

Průřezy sloupu (vlevo), ztužidla (uprostřed) a smykové zarážky (vpravo)

Rozměry betonového bloku

Rozměry styčníkového plechu a zatížení v průhledném zobrazení

Ruční posouzení

Ruční posouzení šroubů, svarů, plechů a betonu v tlaku je provedeno podle AISC 360-16. Únosnost smykové zarážky je stanovena podle ACI 349-01. Kotvicí tyče jsou navrženy podle AISC 360-16 – J9 a ACI 318-14 – Kapitola 17.

Jsou požadována následující posouzení:

  • Únosnost šroubů v prokluzu při smyku – AISC 360-16 – J3.8
  • Únosnost při blokovém smyku – AISC 360-16 – J4.3
  • Tahová únosnost připojených prvků – AISC 360-16 – J4.1
  • Únosnost svaru – AISC 360-16 – AISC 360-16 – J2.4
  • Smyková únosnost smykové zarážky – AISC 360-16 – G2
  • Ohybová únosnost smykové zarážky – AISC 360-16 – F2.1
  • Únosnost smykové zarážky v otlačení betonu – ACI 349-01 – B.4.5 a RB11
  • Únosnost betonu při vyražení smykovou zarážkou – ACI 349 – B11
  • Únosnost betonu v otlačení při tlaku – AISC 360-16 – J8
  • Ocelová únosnost kotev v tahu – ACI 318-14 – 17.4.1
  • Únosnost betonu při vyražení – ACI 318-14 – 17.4.2
  • Únosnost betonu při vytažení kotvy – ACI 318-14 – 17.4.3
  • Únosnost betonu při bočním vyražení – ACI 318-14 – 17.4.4

Návrh nosníku a sloupu se předpokládá posouzen samostatně.

Rozdělení sil

Předpokládá se, že celá posouvající síla je přenesena smykovou zarážkou do betonového bloku. Smyk je přenášen pouze betonovým blokem, podlití je neúčinné. Posouvající síla je součtem posouvající síly ve sloupu a vodorovné složky tahové síly ve ztužidle, tj. V=20+30⋅cos⁡(40∘)=43V=20+30\cdot \cos(40^\circ) = 43V=20+30⋅cos(40∘)=43 kip.

Tahová síla ve ztužidle, 30 kip, musí být přenesena dvěma předepnutými šrouby. Styčníkové plechy a svary musí být dostatečně únosné.

Tlaková síla, 160 kip, je snížena o svislou složku tahové síly ve ztužidle. Patka sloupu musí odolat tlakové síle 160−30⋅sin⁡(40∘)=141160-30\cdot \sin(40^\circ) = 141160−30⋅sin(40∘)=141 kip a ohybovému momentu 1000 kip-in. 

Posouzení přípoje ztužidla

Třecí přípoj

Únosnost třecího přípoje je stanovena podle AISC 360-16 – J3.8. Minimální předpětí šroubu je převzato z Tabulky J3.1 jako Tb=35T_b = 35Tb​=35 kip. Únosnost jednoho šroubu v prokluzu je:

ϕRn=ϕμDuhfTbns=1⋅0.3⋅1.13⋅1.0⋅35⋅2=24 kip\phi R_n = \phi \mu D_u h_f T_b n_s = 1 \cdot 0.3 \cdot 1.13 \cdot 1.0 \cdot 35 \cdot 2 = 24  \textrm{kip}ϕRn​=ϕμDu​hf​Tb​ns​=1⋅0.3⋅1.13⋅1.0⋅35⋅2=24 kip

Únosnost 2 šroubů v prokluzu, 47 kip, je dostatečná pro přenesení tahové síly 30 kip.

Tahová únosnost jazyka

Jazyk tvoří dva plechy tloušťky 1/4'' pro zamezení excentricity při tlakovém zatížení. Hrubá a čistá plocha průřezu v tahu jsou 3.4⋅(2⋅1/4)=1.73.4 \cdot (2\cdot 1/4)=1.73.4⋅(2⋅1/4)=1.7 in2 a (3.4−13/16)⋅(2⋅1/4)=1.3(3.4-13/16)\cdot (2\cdot 1/4)=1.3(3.4−13/16)⋅(2⋅1/4)=1.3 in2.

ϕRn=ϕFyAg=0.9⋅36⋅1.7=55  kip\phi R_n =\phi F_y A_g = 0.9 \cdot 36 \cdot 1.7 = 55   \textrm{kip}ϕRn​=ϕFy​Ag​=0.9⋅36⋅1.7=55  kip

ϕRn=ϕFuAn=0.75⋅58⋅1.3=57  kip\phi R_n =\phi F_u A_n = 0.75 \cdot 58 \cdot 1.3 = 57   \textrm{kip}ϕRn​=ϕFu​An​=0.75⋅58⋅1.3=57  kip

Únosnost jazyka, 55 kip, je dostatečná pro přenesení tahové síly, 30 kip. Svary jsou navrženy jako CJP tupé svary a jejich únosnost by měla být stejná jako únosnost základního materiálu.

Rozměry jazyka

Únosnost styčníkového plechu při blokovém smyku

Předpokládaná linie porušení styčníkového plechu při blokovém smyku má délku 6,6 in, lom může nastat na linii kratší o otvor pro šroub, tj. 5,8 in. Tloušťka styčníkového plechu je 3/8''. 

ϕRn=ϕFyAg=0.9⋅36⋅2.5=80  kip\phi R_n =\phi F_y A_g = 0.9 \cdot 36 \cdot 2.5 = 80   \textrm{kip}ϕRn​=ϕFy​Ag​=0.9⋅36⋅2.5=80  kip

ϕRn=ϕFuAn=0.75⋅58⋅2.2=94  kip\phi R_n =\phi F_u A_n = 0.75 \cdot 58 \cdot 2.2 = 94   \textrm{kip}ϕRn​=ϕFu​An​=0.75⋅58⋅2.2=94  kip

Únosnost styčníkového plechu, 80 kip, je dostatečná pro přenesení tahové síly, 30 kip.

Únosnost svaru styčníkového plechu

Koutové svary jsou navrženy na obou stranách styčníkového plechu s velikostí 1/4''. Délky svarů jsou 5,2 in a 4,0 in. Aby se předešlo výpočtu excentricity, je konzervativně předpokládáno, že oba svary mají délku 4 in a každý přenáší polovinu zatížení. Rozhodující svar je ten, který je zatížen pod úhlem 40∘^\circ∘.

Fnw=0.6FEXX(1+0.5sin⁡1.5θ)=0.6⋅70⋅(1+0.5sin⁡1.540∘)=53 ksiF_{nw} = 0.6 F_{EXX} (1+0.5 \sin^{1.5} \theta) = 0.6 \cdot 70 \cdot (1+0.5 \sin^{1.5} 40^\circ) = 53  \textrm{ksi}Fnw​=0.6FEXX​(1+0.5sin1.5θ)=0.6⋅70⋅(1+0.5sin1.540∘)=53 ksi

ϕRn=ϕFnwAwe=0.75⋅53⋅2.83=112 kip\phi R_n = \phi F_{nw} A_{we} = 0.75 \cdot 53 \cdot 2.83 = 112  \textrm{kip}ϕRn​=ϕFnw​Awe​=0.75⋅53⋅2.83=112 kip

Únosnost svarů styčníkového plechu, 224 kip, je dostatečná pro přenesení tahové síly, 30 kip.

Posouzení patky sloupu

Patka sloupu musí odolat tlakové síle Pu=160−30⋅sin⁡(40∘)=141P_u=160-30\cdot \sin(40^\circ) = 141Pu​=160−30⋅sin(40∘)=141 kip a ohybovému momentu Mu=1000M_u=1000Mu​=1000 kip-in. Protože podpůrná plocha, A2, je dostatečně velká, únosnost betonu v otlačení je

ϕfp,(max⁡)=ϕ1.7fc′=0.65⋅1.7⋅4=4.4 ksi\phi f_{p,(\max)}= \phi 1.7 f'_c = 0.65 \cdot 1.7 \cdot 4 = 4.4  \textrm{ksi}ϕfp,(max)​=ϕ1.7fc′​=0.65⋅1.7⋅4=4.4 ksi

ϕqmax⁡=fp,(max⁡)B=4.4⋅19=83.6 kip/in\phi q_{\max} = f_{p,(\max)} B = 4.4 \cdot 19 = 83.6  \textrm{kip/in}ϕqmax​=fp,(max)​B=4.4⋅19=83.6 kip/in

Patní deska je prodloužena z důvodu připojení ztužidla styčníkovým plechem. Konzervativně se předpokládá, že tlaková síla působí v místě příruby sloupu, tj. e = 6,18 in od středu přípoje. Vzdálenost mezi kotvicím šroubem a středem přípoje je f = 7,68 in. 

Mu=ePr+2fNuaM_u= eP_r+2fN_{ua}Mu​=ePr​+2fNua​

Nua=Mu−ePr2f=1000−6.18⋅1412⋅7.68=8.4 kipN_{ua}=\frac{M_u-eP_r}{2f}=\frac{1000-6.18 \cdot 141}{2\cdot 7.68}=8.4  \textrm{kip}Nua​=2fMu​−ePr​​=2⋅7.681000−6.18⋅141​=8.4 kip

Y=Pr+2Nuaqmax⁡=141+2⋅8.483.6=1.9 inY = \frac{P_r+2N_{ua}}{q_{\max}} = \frac{141+2\cdot 8.4}{83.6} = 1.9  \textrm{in}Y=qmax​Pr​+2Nua​​=83.6141+2⋅8.4​=1.9 in

Únosnost betonu v otlačení je dostatečná, protože patní deska je dostatečně velká pro délku tlačené oblasti, Y, a tahová síla v kotvě je 8,4 kip. Podrobnější posouzení patní desky včetně posouzení plastifikace patní desky by mělo být provedeno pro zatěžovací případ s maximální tlakovou silou.

Návrh kotev

Kotvy jsou 3/4'', třídy A307, s délkou zabetonování 12 in v betonovém bloku s kruhovými podložkami o průměru 1,8 in. Kotvy jsou zatíženy pouze tahem, protože smyk je přenášen smykovou zarážkou. Posouzení kotev je provedeno podle ACI 318-14 – Kapitola 17. Ocelová únosnost a únosnost při vytažení jsou stanoveny pro jednotlivé kotvy a únosnost betonu při vyražení a únosnost betonu při bočním vyražení jsou stanoveny pro skupinu kotev, protože 3hef≥s3h_{ef} \ge s3hef​≥s, kde hefh_{ef}hef​ je hloubka zabetonování a s je osová vzdálenost kotev.

Ocelová únosnost kotvy v tahu – 17.4.1

ϕNsa=ϕAse,Nfuta\phi N_{sa}=\phi A_{se,N} f_{uta}ϕNsa​=ϕAse,N​futa​

ϕNsa=0.7⋅0.334⋅60=14 kip\phi N_{sa}= 0.7 \cdot 0.334 \cdot 60 = 14  \textrm{kip}ϕNsa​=0.7⋅0.334⋅60=14 kip

Únosnost betonu při vyražení – 17.4.2

hef=min⁡(ca,max⁡1.5,  s3)≤hef =max⁡(141.5,  15.13)=9.33≤12  inh_{ef}=\min \left( \frac{c_{a,\max}}{1.5},   \frac{s}{3} \right ) \le h_{ef}  = \max \left(\frac{14}{1.5},   \frac{15.1}{3} \right ) = 9.33 \le 12   \textrm{in}hef​=min(1.5ca,max​​,  3s​)≤hef​ =max(1.514​,  315.1​)=9.33≤12  in

ANc=(14+1.8/2+14)⋅(14+15.1+14)=1245 in2A_{Nc} = (14+1.8/2+14) \cdot (14+15.1+14)=1245  \textrm{in}^2ANc​=(14+1.8/2+14)⋅(14+15.1+14)=1245 in2

ANco=9hef2=9⋅9.332=783 in2A_{Nco} = 9 h_{ef}^2 = 9 \cdot 9.33^2 = 783  \textrm{in}^2ANco​=9hef2​=9⋅9.332=783 in2

Nb=kcλafc′hef1.5=24⋅1⋅4000⋅9.331.5=43.3 kipN_b = k_c \lambda_a \sqrt{f'_c} h_{ef}^{1.5} = 24 \cdot 1 \cdot \sqrt{4000} \cdot 9.33^{1.5} = 43.3  \textrm{kip}Nb​=kc​λa​fc′​​hef1.5​=24⋅1⋅4000​⋅9.331.5=43.3 kip

ψec,N=11+2eN′3hef=11+2⋅03⋅9.33=1\psi_{ec,N} = \frac{1}{1+\frac{2 e'_N}{3 h_{ef}}} = \frac{1}{1+\frac{2 \cdot 0}{3 \cdot 9.33}} = 1ψec,N​=1+3hef​2eN′​​1​=1+3⋅9.332⋅0​1​=1

ψed,N=min⁡(0.7+0.3ca,min1.5hef,1)=min⁡(0.7+0.3⋅141.5⋅9.33,1)=1\psi_{ed,N} = \min \left ( 0.7 + \frac{0.3 c_{a,min}}{1.5 h_{ef}}, 1 \right ) = \min \left ( 0.7 + \frac{0.3 \cdot 14}{1.5 \cdot 9.33}, 1 \right ) = 1ψed,N​=min(0.7+1.5hef​0.3ca,min​​,1)=min(0.7+1.5⋅9.330.3⋅14​,1)=1

ϕNcbg=ϕANcANcoψec,Nψed,Nψc,Nψcp,NNb\phi N_{cbg} = \phi \frac{A_{Nc}}{A_{Nco}} \psi_{ec,N} \psi_{ed,N} \psi_{c,N} \psi_{cp,N} N_bϕNcbg​=ϕANco​ANc​​ψec,N​ψed,N​ψc,N​ψcp,N​Nb​

ϕNcbg=0.7⋅1245783⋅1⋅1⋅1⋅1⋅43.3=48 kip\phi N_{cbg} = 0.7 \cdot \frac{1245}{783} \cdot 1 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 43.3 = 48  \textrm{kip}ϕNcbg​=0.7⋅7831245​⋅1⋅1⋅1⋅1⋅43.3=48 kip

Únosnost betonu při vytažení kotvy – 17.4.3

Abrg=π(dwp2−da24)=π(1.82−0.7524)=2.1 in2A_{brg} = \pi \left ( \frac{d_{wp}^2-d_a^2}{4} \right ) = \pi \left ( \frac{1.8^2-0.75^2}{4} \right ) = 2.1  \textrm{in}^2Abrg​=π(4dwp2​−da2​​)=π(41.82−0.752​)=2.1 in2

Np=8Abrgfc′=8⋅2.1⋅4=67 kipN_p = 8 A_{brg} f'_c = 8 \cdot 2.1 \cdot 4 = 67  \textrm{kip}Np​=8Abrg​fc′​=8⋅2.1⋅4=67 kip

ϕNpn=ϕψc,PNp=0.7⋅1⋅67=47 kip\phi N_{pn} = \phi \psi_{c,P} N_p = 0.7 \cdot 1 \cdot 67 = 47  \textrm{kip}ϕNpn​=ϕψc,P​Np​=0.7⋅1⋅67=47 kip

Únosnost betonu při bočním vyražení – 17.4.4

red=1+ca2ca14=1+14144=0.5red = \frac{1+\frac{c_{a2}}{c_{a1}}}{4} = \frac{1+\frac{14}{14}}{4} = 0.5red=41+ca1​ca2​​​=41+1414​​=0.5

ϕNsb=ϕ160ca1Abrgfc′=0.7⋅160⋅14⋅2.1⋅4000=144 kip\phi N_{sb} = \phi 160 c_{a1} \sqrt{A_{brg}} \sqrt{f'_c} = 0.7 \cdot 160 \cdot 14 \cdot \sqrt{2.1} \cdot \sqrt{4000}= 144  \textrm{kip}ϕNsb​=ϕ160ca1​Abrg​​fc′​​=0.7⋅160⋅14⋅2.1​⋅4000​=144 kip

ϕNsbg=n⋅red⋅ϕNsb=2⋅0.5⋅144=144 kip\phi N_{sbg} = n \cdot red \cdot \phi N_{sb} = 2 \cdot 0.5 \cdot 144 = 144  \textrm{kip}ϕNsbg​=n⋅red⋅ϕNsb​=2⋅0.5⋅144=144 kip

Nejmenší únosnost je únosnost ocelové kotvy, 14 kip. Je dostatečná pro přenesení zatížení 8,4 kip.

Návrh smykové zarážky

Předpokládá se, že celá posouvající síla je přenesena smykovou zarážkou do betonového bloku. Smyk je přenášen pouze betonovým blokem, podlití je neúčinné. Posouvající síla je součtem posouvající síly ve sloupu a vodorovné složky tahové síly ve ztužidle, tj. V=20+30⋅cos⁡(40∘)=43V=20+30\cdot \cos(40^\circ) = 43V=20+30⋅cos(40∘)=43 kip. Průřez smykové zarážky je W6x25 a její délka je 6 in. Vrstva podlití má tloušťku 1,5 in, takže smyková zarážka je zabetonována 4,5 in do betonového bloku. Tlak betonu se předpokládá rovnoměrný v betonovém bloku. Ohybový moment působící na smykovou zarážku se rovná posouvající síle násobené ramenovem 1,5 + 4,5 / 2 = 3,75 in, tj. Mu = 161 kip-in. Předpokládá se, že koutové svary na přírubách a stojině smykové zarážky přenášejí ohybový moment, resp. smyk. Koutové svary na přírubách musí přenést 161 / 5,9 = 27,3 kip.

Únosnost smykové zarážky v otlačení betonu – ACI 349-01 – B4.5 a RB11

Ny=nAseFy=4⋅0.334⋅36=48 kipN_y = n A_{se} F_y = 4 \cdot 0.334 \cdot 36 = 48  \textrm{kip}Ny​=nAse​Fy​=4⋅0.334⋅36=48 kip

ϕPbr=ϕ1.3fc′A1+ϕKc(Ny−Pa)\phi P_{br}=\phi 1.3 f'_c A_1 + \phi K_c (N_y - P_a)ϕPbr​=ϕ1.3fc′​A1​+ϕKc​(Ny​−Pa​)

ϕPbr=0.7⋅1.3⋅4⋅27.3+0.7⋅1.6⋅(48+141)=311 kip≥43 kip\phi P_{br}=0.7 \cdot 1.3 \cdot 4 \cdot 27.3 + 0.7 \cdot 1.6 \cdot (48 + 141) = 311  \textrm{kip} \ge 43  \textrm{kip}ϕPbr​=0.7⋅1.3⋅4⋅27.3+0.7⋅1.6⋅(48+141)=311 kip≥43 kip

Únosnost betonu při vyražení smykovou zarážkou – ACI 349-01 – B11

AVc=(18.5+6.1+18.5)⋅(4.5+20)−6.1⋅4.5=1028 in2A_{Vc} = (18.5+6.1+18.5) \cdot (4.5+20) - 6.1 \cdot 4.5 = 1028  \textrm{in}^2AVc​=(18.5+6.1+18.5)⋅(4.5+20)−6.1⋅4.5=1028 in2

ϕVcb=AVc4ϕfc′=1028⋅4⋅0.85⋅4000=221 kip≥43 kip\phi V_{cb} = A_{Vc} 4 \phi \sqrt{f'_c} = 1028 \cdot 4 \cdot 0.85 \cdot \sqrt{4000} = 221  \textrm{kip} \ge 43  \textrm{kip}ϕVcb​=AVc​4ϕfc′​​=1028⋅4⋅0.85⋅4000​=221 kip≥43 kip

Smyková únosnost smykové zarážky – AISC 360-16 – G2

ϕVn=0.6FyAwCv1=1⋅0.6⋅36⋅2⋅1=44 kip≥43 kip\phi V_n = 0.6 F_y A_w C_{v1}= 1 \cdot 0.6 \cdot 36 \cdot 2 \cdot 1 = 44  \textrm{kip} \ge 43  \textrm{kip}ϕVn​=0.6Fy​Aw​Cv1​=1⋅0.6⋅36⋅2⋅1=44 kip≥43 kip

Koutové svary stojiny smykové zarážky – AISC 360-16 – J2.4

Fnw=0.6FEXX(1+0.5sin⁡1.5θ)=0.6⋅70⋅(1+0.5sin⁡1.50∘)=42 ksiF_{nw} = 0.6 F_{EXX} (1+0.5 \sin^{1.5} \theta) = 0.6 \cdot 70 \cdot (1+0.5 \sin^{1.5} 0^\circ) = 42  \textrm{ksi}Fnw​=0.6FEXX​(1+0.5sin1.5θ)=0.6⋅70⋅(1+0.5sin1.50∘)=42 ksi

ϕRn=ϕFnwAwe=0.75⋅42⋅1.93=61 kip≥43 kip\phi R_n = \phi F_{nw} A_{we} = 0.75 \cdot 42 \cdot 1.93 = 61  \textrm{kip} \ge 43  \textrm{kip}ϕRn​=ϕFnw​Awe​=0.75⋅42⋅1.93=61 kip≥43 kip

Ohybová únosnost smykové zarážky – AISC 360-16 – F2.1

ϕMn=ϕMp=FyZx=0.9⋅36⋅18.9=680.4 kip-in≥161 kip-in\phi M_n = \phi M_p = F_y Z_x = 0.9 \cdot 36 \cdot 18.9 = 680.4  \textrm{kip-in} \ge 161  \textrm{kip-in}ϕMn​=ϕMp​=Fy​Zx​=0.9⋅36⋅18.9=680.4 kip-in≥161 kip-in

Koutové svary příruby smykové zarážky – AISC 360-16 – J2.4

Fnw=0.6FEXX(1+0.5sin⁡1.5θ)=0.6⋅70⋅(1+0.5sin⁡1.590∘)=63 ksiF_{nw} = 0.6 F_{EXX} (1+0.5 \sin^{1.5} \theta) = 0.6 \cdot 70 \cdot (1+0.5 \sin^{1.5} 90^\circ) = 63  \textrm{ksi}Fnw​=0.6FEXX​(1+0.5sin1.5θ)=0.6⋅70⋅(1+0.5sin1.590∘)=63 ksi

ϕRn=ϕFnwAwe=0.75⋅63⋅2.1=100 kip≥27.3 kip\phi R_n = \phi F_{nw} A_{we} = 0.75 \cdot 63 \cdot 2.1 = 100  \textrm{kip} \ge 27.3  \textrm{kip}ϕRn​=ϕFnw​Awe​=0.75⋅63⋅2.1=100 kip≥27.3 kip

Smyková a ohybová únosnost smykové zarážky, únosnost svarů, únosnost betonu v otlačení a únosnost betonu při vyražení jsou dostatečné pro přenesení posouvající síly 43 kip.

Posouzení v IDEA StatiCa

Plechy jsou posouzeny metodou konečných prvků. Je použit bilineární materiálový model s mezí kluzu násobenou součinitelem únosnosti oceli ϕ=0.9\phi = 0.9ϕ=0.9. Síly působící na ostatní součásti přípoje, tj. šrouby a svary, jsou rovněž stanoveny metodou konečných prvků, avšak jejich únosnost je posouzena pomocí standardních vzorců z AISC 360-16, ACI 318-14 a ACI 349-01. Nejnamáhanější element svaru je posouzen a při dalším zatěžování se napětí ve svaru šíří do dalších elementů svaru. Proto je výsledná únosnost svaru vyšší, než by odpovídalo prostému podílu síly a využití svaru.

Napětí von Mises

Plastické přetvoření včetně tahových sil v kotvách

Posouzení napětí a přetvoření plechů

Posouzení třecího přípoje

Posouzení svarů

Posouzení kotev

Posouzení betonu v otlačení

Napětí v betonu pod patní deskou a oblast betonového kužele při vyražení

Posouzení smykové zarážky – únosnost v otlačení betonu a únosnost betonu při vyražení

Porovnání

Je zřejmé, že metoda konečných prvků vykazuje odlišné rozdělení vnitřních sil oproti jednoduchým předpokladům. Styčníkový plech rovněž přispívá k přenosu ohybového momentu, a proto je styčníkový plech a jeho svary mnohem více namáhány než při standardních návrhových předpokladech. Síly v kotvách jsou v IDEA StatiCa mírně nižší, protože napětí pod patní deskou není přesně pod přírubou sloupu. Nejvíce využívaným prvkem při ručním posouzení je stojina smykové zarážky. V IDEA StatiCa je ekvivalentní napětí na stojině smykové zarážky při 30,1 kip, což je blízko meze kluzu.

Posouzení v návrhové aplikaci IDEA StatiCa Connection je v souladu s ručním posouzením podle AISC 360, ACI 318 a ACI 341. Malé rozdíly jsou způsobeny především zjednodušeními při ručním výpočtu.

Otevřít v prohlížečiStáhnout

Připojené soubory ke stažení

  • AISC.pdf (PDF, 1.2 MB)