在模块 RF-/JOINTS Steel- Column Base 中的刚接柱脚

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结构分析不仅确定和设计内力和变形。 它还可以确保可靠地生成结构中的力和弯矩,并将其施加到基础上。 Dlubal Software提供多种产品,用于钢结构和木结构连接的结构分析和设计。 附加模块RF-/JOINTS Steel-Column Base允许您设计铰接和约束柱基础的基础。 该设计既可以在两个柱子的基础上进行,也可以不进行加固。

本文以混凝土桶形基础中的柱子截面设计为例。 在[1]中也描述了这个例子。

系统

该柱的截面为HEB 280。 它由S 235 JR钢制成。

在RF‑/JOINTS的窗口1.4中按照[1]设置柱基的几何参数。 选择的约束深度为65 cm。

底板的参数在窗口1.5中定义。

图片 03 - Window 1.5 Column in RF-/JOINTS

内力

可以使用以下设计内力。
NEd = 396.0 kN
VEd = 21.5 kN
MEd = -118.0 kN

要求的桶深度设计

支配值是基于混凝土强度的最小约束深度。

图片 04 - Window 3.1 Design - Summary Including Details of Required Bucket Depth

最小约束深度为54.86 cm,这取决于所选的65 cm深度。

柱截面抗力设计

根据[1],柱子中的力和弯矩分布对应于下面的分布。

图片 05 - Distribution of Forces and Moments in Column Base According to [1]

最大弯矩的法向应力计算如下:
$${\mathrm\sigma}_\mathrm{Ed}\;=\;\frac{\mathrm N}{\mathrm A}\;+\;\frac{\max\;{\mathrm M}_{\mathrm e,\mathrm d}}{{\mathrm W}_\mathrm y}\;=\;\frac{396,0}{131,0}\;+\;\frac{11.818,7}{1.380,0}\;=\;11,6\;\mathrm{kN}/\mathrm{cm}²$$

以下是最大剪应力:
$${\mathrm\tau}_\mathrm{Ed}\;=\frac{\max\;{\mathrm V}_{\mathrm e,\mathrm d}\;\cdot\;{\mathrm S}_\mathrm y}{{\mathrm I}_\mathrm y\;\cdot\;\mathrm t}\;=\;\frac{310,18\;\cdot\;767,00}{19.270,00\;\cdot\;1,05}\;=\;11,76\;\mathrm{kN}/\mathrm{cm}²$$

相应的应力和设计细节也可以在结果表中的截面抗力中找到。

图片 01 - 窗口3.1设计-摘要,包括柱截面抗力的详细信息

内斗柱设计

图05显示了与设计相关的位置。 在压缩侧的B-B部分是:

X方向上的法向应力的确定如下:
$${\mathrm\sigma}_{\mathrm X,\mathrm d}\;=\;\frac{-\mathrm N}{\mathrm A}\;-\;\frac{{\mathrm M}_{\mathrm e,\mathrm b,\mathrm d}}{{\mathrm l}_\mathrm y}\;\cdot\;{\mathrm z}_1\;=\;\frac{-396,0}{131,0}\;-\;\frac{3.897,3}{19.720,0}\;\cdot\;9,8\;=\;-5,0\;\mathrm{kN}/\mathrm{cm}²$$

下列在Z方向上作用的法向应力:
$${\mathrm\sigma}_{\mathrm Z,\mathrm d}\;=\;0,45\;\cdot\;\frac{{\mathrm p}_\mathrm{Rd}}{\mathrm t}\;\cdot\;{\mathrm\alpha}_\mathrm b\;=\;0,45\;\cdot\;\frac{12,34}{1,05}\;\cdot\;0,55\;=\;2,90\;\mathrm{kN}/\mathrm{cm}²$$

以下是最大剪应力:
$${\mathrm\tau}_\mathrm{Ed}\;=\;\frac{\max\;{\mathrm V}_{\mathrm e,\mathrm d}\;\cdot\;{\mathrm S}_{\mathrm y,1}}{{\mathrm I}_\mathrm y\;\cdot\;\mathrm t}\;=\;\frac{310,18\;\cdot\;716,58}{19.270,00\;\cdot\;1,05}\;=\;10,99\;\mathrm{kN}/\mathrm{cm}²$$

窗口3.1的设计细节包括相应的应力和比率:

图片 02 - Window 3.1 Design-摘要,包括桶中柱子的设计细节

该程序通过对受压节点和焊接节点进行分析来完成设计,但是本文中不再对这些分析进行说明。

小结

RF-/JOINTS Steel-Column Base允许您设计铰接和约束柱基础的基础。 如果是在混凝土桶中设置柱子,附加模块会根据产生的拉应力和压应力来分析需要的桶深度,柱截面的抗力以及柱脚在基础中的抗力。 。 该分析通过在受压情况下的底板下的混凝土设计以及底板和柱子之间的焊接设计完成。

参考

[1]  Kahlmeyer,E .; Hebestreit,K .;沃格特,W .: Stahlbau nach EC 3,6。 版本。 科隆: Werner,2012年
[2]  欧洲规范3: 钢结构设计-第1-1部分: 一般规则和建筑物规则EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
[3]  欧洲规范3: 钢结构设计-第1-8部分: 节点设计; EN 1993‑1‑8:2005 + AC:2009
[4] 欧洲规范2: 混凝土结构设计-第1-1部分: 一般规则和建筑物规则EN 1992-1-1:2004 + AC:2010
[5] 手册RF-/JOINTS。 Tiefenbach: Dlubal软件,2015年。 下载

关键词

杯口基础 杯口 铲斗深度 约束柱 柱脚 底板 焊缝 插入深度

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