AISC 基础连接设计受拉和受剪 - 在 RFEM 6 中

本文介绍了一个受“拉力和剪力”作用的基础连接设计。使用 AISC Design Guide 1 的一个例子来验证 RFEM 模型的结果。

根据AISC 360 [1]和ACI 318 [2]，基础连接设计可以使用Steel Joints附加模块执行。下面提供的知识库文章介绍了建模工作流程、适用的设计检查列表以及一个受“压缩和弯矩”影响的底板连接设计示例。

RFEM 6 中 AISC 底板设计

在本文中，介绍了一个受“拉力和剪力”影响的基础连接设计。AISC设计指南1 [3]的示例4.7-7用于验证RFEM模型的结果。

剪力传递

对于外露基础连接，剪力如何从柱子传递到混凝土中？根据AISC设计指南1 [3]，有三种将剪力从柱子和/或连接板传递到混凝土的方法：

1) 通过存在摩擦的情况，如DG 1的示例4.7-8所示。

压缩载荷在底板和灌浆/混凝土表面之间产生摩擦，可用于将剪力传递到混凝土中。该压缩被认为是一种夹紧力，会在垂直方向上产生一种抗剪力。可以根据AISC DG 1 方程4-30计算摩擦导致的剪切强度。
在RFEM中，混凝土块通过一个表面支座表示，可以在子模型中查看。启用“考虑摩擦”选项可在表面支撑中激活摩擦，使其能够传递部分剪力（图像1）。剩余的剪力由锚杆或剪切突起承载。在RFEM中不进行限制设计剪切强度的设计检查（根据方程4-30）。

KB 001958 | AISC Base Connection Design Subject to Tension and Shear in RFEM 6

1 Consider Friction Under Base Plate

2) 使用剪切突起，如DG 1的示例4.7-4和4.7-5所示。

2 受拉受剪基础连接的抗剪锘设计

3) 通过锚杆的剪切。以下是可用的施工方法：

仅锚杆配以过大的孔（不均匀的剪切分布）。
显示带有标准孔的板垫圈焊接到底板顶部，以确保均匀的剪力传递，如DG 1的示例4.7-6所示。此配置允许锚杆中显著的弯曲，这在RFEM中尚未考虑。未来的更新将包含锚杆弯曲的检查。
设置板焊接在底板下方的标准孔确保所有锚杆的均匀剪力分布。设置板防止锚杆弯曲，这是在RFEM中假定的条件。

示例

AISC设计指南1的示例4.7-7用于验证RFEM模型的结果。在这个示例中，设计了一个W21x83柱的底板连接，该连接承受拉力和剪力。该柱附着在一个指定抗压强度为ƒ'_c = 5,000 psi的混凝土基础上。没有给出混凝土的实际尺寸，并假设底板未位于任何混凝土边缘附近。为了反映这一点，模拟了一个175in × 175in × 100in的大型混凝土块。

示例中的剪力传递假设是通过一个焊接的设置板（未建模）进行的，该设置板防止锚杆弯曲。为更好地反映现实的接头行为，模型中包括了支撑构件和连接。底板厚度为1.75英寸，假定的灌浆厚度为1.0英寸。有效埋入长度h_ef等于24.0英寸。载荷和材料属性示于图像3。