วิธีการคำนวณความจุแบริ่งของแผ่นยึดแผ่น?

การคำนวณความสามารถในการรับน้ำหนักของแผ่นยึดเป็นสิ่งสำคัญในโครงการก่อสร้างและวิศวกรรมที่หลากหลาย ในฐานะผู้จัดหาแผ่นยึดฉันเข้าใจถึงความสำคัญของการคำนวณนี้เนื่องจากมันส่งผลกระทบโดยตรงต่อความปลอดภัยและความเสถียรของโครงสร้างทั้งหมด ในบล็อกนี้ฉันจะพาคุณผ่านขั้นตอนและปัจจัยที่เกี่ยวข้องในการคำนวณความสามารถในการรับน้ำหนักของแผ่นยึด

เข้าใจแผ่นยึด

แผ่นยึดมีรูปร่างและขนาดที่แตกต่างกันแต่ละอันออกแบบมาสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ ตัวอย่างเช่นไฟล์ครอสเพลตแองเคอร์เป็นประเภทที่มีข้อได้เปรียบที่ไม่ซ้ำกันในแง่ของความเสถียรและการกระจายโหลด มันประกอบด้วยแผ่นตัดกันที่ให้พื้นที่ผิวขนาดใหญ่สำหรับการรับภาระ ในทางกลับกันสมอขยาย 8 ทางได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อขยายเมื่อติดตั้งเพิ่มการยึดเกาะและความจุแบริ่ง

ปัจจัยที่มีผลต่อภาระ - ความสามารถในการรับแบริ่ง

สภาพดิน

ประเภทของดินที่ติดตั้งแผ่นยึดมีบทบาทสำคัญ ดินที่แตกต่างกันมีความแข็งแรงและความหนาแน่นของแรงเฉือนแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นดินเหนียวเช่นดินเหนียวมีความแข็งแรงแรงเฉือนสูงเนื่องจากแรงไฟฟ้าสถิตระหว่างอนุภาคดิน ในทางตรงกันข้ามดินเม็ดเช่นทรายพึ่งพาการเชื่อมต่อของอนุภาคเพื่อความมั่นคง ในการพิจารณาความสามารถในการรับน้ำหนักของแบริ่งเราจำเป็นต้องทำการทดสอบดินเพื่อทำความเข้าใจคุณสมบัติของมัน การทดสอบดินจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับการทำงานร่วมกันของดิน (C), มุมของแรงเสียดทานภายใน (φ) และน้ำหนักหน่วย (γ)

ขนาดและรูปร่างของแผ่น

ขนาดและรูปร่างของแผ่นยึดโดยตรงมีผลโดยตรงต่อความสามารถในการรับน้ำหนักของแบริ่ง โดยทั่วไปพื้นที่แผ่นขนาดใหญ่หมายถึงดินมีส่วนร่วมมากขึ้นในการต้านทานโหลด รูปร่างของจานก็มีความสำคัญเช่นกัน แผ่นสี่เหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยมกระจายโหลดแตกต่างกันเมื่อเทียบกับแผ่นวงกลม ตัวอย่างเช่นแผ่นสี่เหลี่ยมอาจมีความสามารถในการรับน้ำหนักที่สูงขึ้นในทิศทางเดียวเนื่องจากรูปร่างยาว

ความลึกของการติดตั้ง

ความลึกที่วางแผ่นยึดไว้ในดินเป็นอีกปัจจัยสำคัญ เมื่อความลึกเพิ่มขึ้นความดันภาระหนักบนแผ่นก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกันซึ่งสามารถเพิ่มความสามารถในการรับภาระ - แบริ่ง อย่างไรก็ตามมีข้อ จำกัด สำหรับผลกระทบนี้ นอกเหนือจากความลึกที่แน่นอนความสามารถในการรับน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นจะมีความสำคัญน้อยลง

วิธีการคำนวณ

การคำนวณความสามารถของแบริ่งขั้นสูงสุด

หนึ่งในวิธีที่พบบ่อยที่สุดในการคำนวณความสามารถในการแบกที่ดีที่สุด (Q_ULT) ของแผ่นยึดนั้นขึ้นอยู่กับทฤษฎีความสามารถของแบริ่งของ Terzaghi สำหรับรากฐานที่ตื้น (เมื่อความลึกของแผ่น D, D, น้อยกว่าหรือเท่ากับความกว้าง, b), สูตรสำหรับความสามารถในการแบกที่ดีที่สุดของฐานรากแถบ (จานยาว, แคบ) คือ:

q_ult = cn_c + γDN_Q + 0.5GBN_G

ที่ไหน:

• C คือการทำงานร่วมกันของดิน
• N_C, N_Q และN_γเป็นปัจจัยความสามารถในการแบกที่ขึ้นอยู่กับมุมของแรงเสียดทานภายใน (φ) ของดิน ปัจจัยเหล่านี้สามารถรับได้จากตารางธรณีเทคนิคมาตรฐาน
• D คือความลึกของแผ่นใต้พื้นผิวดิน
• B คือความกว้างของแผ่น
• γคือน้ำหนักหน่วยของดิน

สำหรับแผ่นสี่เหลี่ยมหรือแบบวงกลมสูตรจะถูกปรับเล็กน้อย สำหรับแผ่นสี่เหลี่ยมจัตุรัสความสามารถในการแบริ่งที่ดีที่สุดคือประมาณ:

q_ult = 1.3CN_C + γDN_Q + 0.4GBN_G

และสำหรับแผ่นวงกลม:

q_ult = 1.3CN_C + γDN_Q + 0.3GBN_G

ความสามารถในการรับแบริ่งที่อนุญาต

ความสามารถในการรับแบริ่งที่ดีที่สุดช่วยให้เราโหลดได้สูงสุดที่แผ่นสามารถทนต่อความล้มเหลวได้ อย่างไรก็ตามในการใช้งานจริงเราใช้ความจุแบริ่งที่อนุญาต (Q_ALL) ในการคำนวณความสามารถในการรับแบริ่งที่อนุญาตเราจะแบ่งความสามารถในการรับแบริ่งขั้นสูงสุดโดยปัจจัยด้านความปลอดภัย (FS) ปัจจัยด้านความปลอดภัยทั่วไปสำหรับแผ่นยึดมีตั้งแต่ 2 ถึง 3 ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของโครงการและระดับความไม่แน่นอนในคุณสมบัติของดิน

Q_ALL = Q_ULT / FS

ขั้นตอน - โดย - ตัวอย่างการคำนวณขั้นตอน

สมมติว่าเรามีแผ่นยึดสี่เหลี่ยมที่มีความกว้าง b = 1 m ติดตั้งที่ความลึก d = 0.5 ม. ในดินที่มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: cohesion c = 20 kPa, มุมของแรงเสียดทานภายในφ = 30 °และน้ำหนักหน่วย = 18 kN/m³

ก่อนอื่นเราต้องหาปัจจัยความสามารถในการรับแบริ่ง จากตารางธรณีเทคนิคสำหรับφ = 30 °, N_C = 30.14, N_Q = 18.40 และN_γ = 15.10

การใช้สูตรสำหรับความสามารถในการแบริ่งที่ดีที่สุดของแผ่นสี่เหลี่ยม:

q_ult = 1.3CN_C + γDN_Q + 0.4GBN_G

แทนค่า:
C = 20 kPa = 20 kN/m², d = 0.5 m, b = 1 m, γ = 18 kN/m³, n_c = 30.14, n_q = 18.40, n_γ = 15.10

q_ult = 1.3 × 20 × 30.14 + 18 × 0.5 × 18.40 + 0.4 × 18 × 1 × 15.10
q_ult = 783.64+ 165.6+ 108.72
q_ult = 1057.96 kN/m²

หากเราถือว่าปัจจัยด้านความปลอดภัย FS = 3 ความสามารถในการรับแบริ่งที่อนุญาตคือ:

Q_ALL = Q_ULT / FS = 1057.96 / 3 ≈ 352.65 kN / m²

โหลดทั้งหมดที่อนุญาต (q_all) ที่แผ่นสามารถพกพาได้โดย:

Q_ALL = Q_ALL × A

โดยที่ A เป็นพื้นที่ของจาน สำหรับแผ่นสี่เหลี่ยมที่มี b = 1 m, a = b × b = 1 × 1 = 1 m² ดังนั้น Q_ALL = 352.65 kN

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย

เมื่อคำนวณความสามารถในการโหลด - แบริ่งจำเป็นต้องคำนึงถึงความไม่แน่นอน คุณสมบัติของดินอาจแตกต่างกันไปในพื้นที่เล็ก ๆ และอาจมีภาระที่ไม่คาดฝันในช่วงอายุของโครงสร้าง ดังนั้นควรใช้ปัจจัยความปลอดภัยที่เหมาะสม นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องมีการตรวจสอบแผ่นยึดและดินโดยรอบเป็นประจำเพื่อให้แน่ใจว่ามีความเสถียรในระยะยาวของโครงสร้าง

ความสำคัญของการคำนวณที่แม่นยำ

ในฐานะผู้จัดหาแผ่นยึดฉันรู้ว่าการคำนวณความสามารถในการโหลด - แบริ่งไม่ได้เป็นเพียงแค่ตัวเลข มันเกี่ยวกับการรับรองความปลอดภัยของผู้คนที่ใช้โครงสร้างและความทนทานของการก่อสร้าง การคำนวณที่ไม่ถูกต้องสามารถนำไปสู่ความล้มเหลวของแผ่นยึดซึ่งอาจมีผลร้าย ตัวอย่างเช่นในมูลนิธิอาคารหากแผ่นยึดไม่สามารถรองรับการโหลดอาคารอาจประสบกับการตั้งถิ่นฐานหรือแม้กระทั่งการล่มสลาย

บทสรุป

การคำนวณความสามารถในการรับน้ำหนักของแผ่นยึดเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน แต่จำเป็น โดยการพิจารณาปัจจัยต่าง ๆ เช่นสภาพดินขนาดและรูปร่างของแผ่นและความลึกของการติดตั้งและการใช้วิธีการคำนวณที่เหมาะสมเราสามารถมั่นใจได้ว่าแผ่นยึดนั้นเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการ ในฐานะผู้จัดจำหน่ายแผ่นยึดฉันมุ่งมั่นที่จะให้บริการผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงและการสนับสนุนทางเทคนิคแก่ลูกค้าของเรา หากคุณต้องการแผ่นยึดแผ่นสำหรับโครงการของคุณและต้องการหารือเกี่ยวกับการคำนวณความสามารถในการรับน้ำหนักหรือด้านเทคนิคอื่น ๆ โปรดติดต่อเราเพื่อขอคำปรึกษาอย่างละเอียดและจัดหา

การอ้างอิง

• Bowles, JE (1996) การวิเคราะห์และออกแบบพื้นฐาน McGraw - Hill
• Das, BM (2016) หลักการของวิศวกรรมธรณีเทคนิค การเรียนรู้ Cengage
• Terzaghi, K. (1943) กลศาสตร์ดินเชิงทฤษฎี John Wiley & Sons