A talplemez alatti beton Winkler-féle altalajjal van szimulálva egyenletes merevséggel, amely a kontaktfeszültségeket biztosítja. A talplemezzel érintkezésben lévő terhelt területen az átlagos feszültséget használják a nyomási ellenőrzéshez.
Nyomott beton
Beton tervezés nyomási teherbírása az AISC 360-16, J8. szakasz szerint kerül méretezésre. Ha a beton alátámasztó felülete nagyobb, mint a talplemez, a méretezési teherbírás a következőképpen van meghatározva:
ahol:
- f'c – beton nyomószilárdsága
- A1 – a betonfelülettel érintkezésben lévő talplemez területe (a csonkakúp felső felületének területe)
- A2 – beton alátámasztó felülete (a csonkakúp mértanilag hasonló alsó területe, amelynek lejtése 1 függőleges a 2 vízszinteshez)
A beton nyomási ellenőrzése a következőképpen történik:
σ ≤ ϕc fp(max) LRFD esetén
σ ≤ fp(max) / Ωc ASD esetén
ahol:
- σ – átlagos nyomófeszültség a talplemez alatt
- ϕc = 0.65 – betonra vonatkozó ellenállási tényező
- Ωc = 2.31 – betonra vonatkozó biztonsági tényező
Nyíróerők átadása
A nyíróterhelés az alábbi lehetőségek egyikén keresztül adható át:
- Nyírófog,
- Súrlódás,
- Horgonycsavarok.
Nyírófog
Csak LRFD érhető el. A nyíróterhelés a nyírófogon keresztül adódik át. A beton nyomási ellenőrzése és – hacsak nem biztosítanak vasalást a szükséges teherbírás kialakításához – a beton kiszakadási ellenőrzések szükségesek.
A nyírófog nyomási teherbírása a betonnal szemben az ACI 349-01 – B.4.5 és az ACI 349-01 RB11 szerint a következőképpen határozható meg:
ϕPbr = ϕ 1.3 f'c A1 + ϕ Kc (Ny – Pa)
ahol:
- ϕ = 0.7 – betonra vonatkozó nyomási teherbírás-csökkentési tényező az ACI 349 szerint
- f'c – beton nyomószilárdsága
- A1 – a beágyazott nyírófog vetített területe az erő irányában, kivéve a betonelem feletti habarcsréteggel érintkező részt
- Kc = 1.6 – befogási együttható
- Ny = n Ase Fy – a húzott horgonyok folyási teherbírása
- Pa – külső tengelyirányú terhelés
A nyírófog beton kiszakadási teherbírása az ACI 349 – B11 szerint:
ahol:
- ϕ = 0.85 – nyírásra vonatkozó teherbírás-csökkentési tényező az ACI 349 szerint
- AVc – hatékony feszültségi terület, amelyet a nyírófog nyomási éleitől 45°-os síkot vetítve határoznak meg a szabad felületig a nyíróterhelés irányában. A nyírófog nyomási területe ki van zárva a vetített területből
Ha a beton kiszakadási ellenállás a szabványbeállításokban le van tiltva, a felhasználó megkapja azt az erőt, amelyet vasbetonen keresztül kell átadni.
Súrlódás
A nyíróterhelés súrlódáson keresztül adódik át. A nyírási ellenállás a következőképpen határozható meg:
ϕc Vr = ϕc μ C (LRFD)
Vr / Ωc =μ C / Ωc (ASD)
ahol:
- ϕc = 0.65 – ellenállási tényező (LRFD)
- Ωc = 2.31 – biztonsági tényező (ASD)
- μ = 0.4 – súrlódási együttható a talplemez és a beton között (ajánlott érték 0.4 az AISC tervezési útmutató 7 – 9.2 és az ACI 349 – B.6.1.4 szerint, a szabványbeállításokban szerkeszthető)
- C – nyomóerő
Horgonycsavarok
Ha a nyíróterhelés kizárólag horgonycsavarokon keresztül adódik át, az egyes horgonyokra ható nyíróerőt a végeselem-módszer határozza meg, és a horgonycsavarokat az ACI 318-14 szerint ellenőrzik, ahogyan azt a következő fejezetek ismertetik.
