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]，使用钢接头附加功能可以执行基底连接设计。以下提供的先前知识库文章提供了建模工作流程、适用的设计检查列表以及一个关于受"压缩和弯矩"影响的基底板连接的设计示例。

RFEM 6 中 AISC 底板设计

在本文中，展示了一个受拉伸和剪切影响的基底连接设计。使用 AISC 设计指南 1 [3] 中的示例 4.7-7 来验证 RFEM 模型的结果。

剪力传递

对于暴露的基底连接，如何将剪力从柱体传递到混凝土中？根据 AISC 设计指南 1 [3]，有三种方法可以将剪力从柱体和/或支撑板传递到混凝土中：

1) 当存在压缩时，通过摩擦传递，如在 DG 1 的示例 4.7-8 中所示。

压缩荷载在基底板和灌浆/混凝土表面之间产生摩擦力，可用于将剪力传递给混凝土。这种压缩被视为产生垂直方向剪切抗力的夹紧力。可以根据 AISC DG 1 方程 4-30 计算由于摩擦引起的剪切强度。
在 RFEM 中，混凝土块通过一个面支撑表示，可以在子模型中查看。启用"考虑摩擦"选项可以激活面支撑中的摩擦，从而允许其传递部分剪力（图 1）。剩余剪力由锚杆或剪切凸台承载。在 RFEM 中不执行根据方程 4-30 限制设计剪切强度的设计检查。

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

1 Consider Friction Under Base Plate

2) 使用剪切凸台，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) 通过锚杆中的剪切。可用的构造方法如下：

仅使用带有超大孔的锚杆（不均匀的剪力分布）。
将带有标准孔的板垫圈焊接到基底板的顶部，以确保均匀剪力传递，如在 DG 1 的示例 4.7-6 中所示。这种配置允许锚杆中显著的弯曲，目前尚未在 RFEM 中考虑。未来更新将包括锚杆弯曲的检查。
用标准孔与基底板底部进行现场焊接的设置板，以确保均匀的剪力分布到所有锚杆。设置板防止锚杆中的弯曲，这是在 RFEM 中假设的条件。

示例

使用 AISC 设计指南 1 的示例 4.7-7 来验证 RFEM 模型结果。在此示例中设计了一个适用于受拉和剪力影响的 W21x83 柱的基底板连接。该柱连接到一个具有规定抗压强度的混凝土基础，ƒ'_c = 5,000 psi。具体的混凝土尺寸未给出，且假定基底板未位于任何混凝土边缘附近。为反映这一点，建模了一个尺寸为 175 英寸 × 175 英寸 × 100 英寸的大型混凝土块。

示例中假定的剪力传递通过一个焊接的设置板进行（未建模），这防止了锚杆中的弯曲。模型中包含了支撑构件和连接，以更好地表现现实的接头行为。基底板厚度为 1.75 英寸，假设灌浆厚度为 1.0 英寸。有效埋入长度 h_ef 为 24.0 英寸。负载和材料属性如图 3 所示。