Betonblokkok szabványellenőrzése (AISC)

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:

\[ f_{p(max)}=0.85 f_c \sqrt{\frac{A_2}{A_1}} \le 1.7 f'_c \]

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 ≤ ϕ_c f_p(max) LRFD esetén

σ ≤ f_p(max) / Ω_c ASD esetén

ahol:

• σ – átlagos nyomófeszültség a talplemez alatt
• ϕ_c = 0.65 – betonra vonatkozó ellenállási tényező
• Ω_c = 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:

ϕP_br = ϕ 1.3 f'_c A₁ + ϕ K_c (N_y – P_a)

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
• K_c = 1.6 – befogási együttható
• N_y = n A_se F_y – a húzott horgonyok folyási teherbírása
• P_a – külső tengelyirányú terhelés

A nyírófog beton kiszakadási teherbírása az ACI 349 – B11 szerint:

\[ \phi V_{cb} = A_{Vc} 4 \phi \sqrt{f'_c} \]

ahol:

• ϕ = 0.85 – nyírásra vonatkozó teherbírás-csökkentési tényező az ACI 349 szerint
• A_Vc – 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:

ϕ_c V_r = ϕ_c μ C    (LRFD)

V_r / Ω_c =μ C / Ω_c    (ASD)

ahol:

• ϕ_c = 0.65 – ellenállási tényező (LRFD)
• Ω_c = 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.