Taban plakasının altındaki beton, temas gerilmelerini sağlayan düzgün rijitlikli Winkler zemin modeli ile simüle edilir. Basınç kontrolü için taban plakası ile temas halindeki yüklü alandaki ortalama gerilme kullanılır.
Basınçtaki beton
Beton tasarımı basınç taşıma kapasitesi AISC 360-16, Bölüm J8'e göre tasarlanır. Betonun mesnet yüzeyi taban plakasından büyük olduğunda, tasarım taşıma kapasitesi şu şekilde tanımlanır:
\[ f_{p(max)}=0.85 f_c \sqrt{\frac{A_2}{A_1}} \le 1.7 f'_c \]
burada:
- f'c – betonun basınç dayanımı
- A1 – beton yüzeyi ile temas halindeki taban plakası alanı (kesik koninin üst yüzey alanı)
- A2 – betonun mesnet yüzeyi (1 dikey 2 yatay eğimli, geometrik olarak benzer kesik koninin alt alanı)
Mesnet bölgesindeki betonun değerlendirmesi aşağıdaki gibidir:
σ ≤ ϕc fp(max) LRFD için
σ ≤ fp(max) / Ωc ASD için
burada:
- σ – taban plakası altındaki ortalama basınç gerilmesi
- ϕc = 0.65 – beton için dayanım faktörü
- Ωc = 2.31 – beton için güvenlik faktörü
Kesme kuvvetlerinin aktarımı
Kesme yükleri aşağıdaki seçeneklerden biri aracılığıyla aktarılabilir:
- Kayma kaması,
- Sürtünme,
- Ankraj cıvataları.
Kayma kaması
Yalnızca LRFD kullanılabilir. Kesme yükü kayma kaması aracılığıyla aktarılır. Mesnet bölgesindeki beton ve gerekli dayanımı sağlamak için donatı temin edilmediği sürece beton kırılma kontrolleri gereklidir.
Kayma kamasının betona karşı taşıma kapasitesi ACI 349-01 – B.4.5 ve ACI 349-01 RB11'e göre şu şekilde belirlenir:
ϕPbr = ϕ 1.3 f'c A1 + ϕ Kc (Ny – Pa)
burada:
- ϕ = 0.7 – ACI 349'a göre beton üzerindeki mesnet için dayanım azaltma faktörü
- f'c – betonun basınç dayanımı
- A1 – gömülü kayma kamasının kuvvet yönündeki izdüşüm alanı; beton eleman üzerindeki harç ile temas halindeki kamanın kısmı hariç tutulur
- Kc = 1.6 – sıkışma katsayısı
- Ny = n Ase Fy – çekme altındaki ankrajların akma dayanımı
- Pa – dış eksenel yük
ACI 349 – B11'e göre kayma kamasının beton kırılma dayanımı şöyledir:
\[ \phi V_{cb} = A_{Vc} 4 \phi \sqrt{f'_c} \]
burada:
- ϕ = 0.85 – ACI 349'a göre kesme için dayanım azaltma faktörü
- AVc – kayma kamasının mesnet kenarlarından kesme yükü yönünde serbest yüzeye 45° açıyla yansıtılarak tanımlanan etkin gerilme alanı. Kayma kamasının mesnet alanı izdüşüm alanından hariç tutulur
Kod ayarlarında beton kırılma dayanımı devre dışı bırakılırsa, kullanıcıya betonarme aracılığıyla aktarılması gereken kuvvet gösterilir.
Sürtünme
Kesme yükü sürtünme yoluyla aktarılır. Kesme dayanımı şu şekilde belirlenir:
ϕc Vr = ϕc μ C (LRFD)
Vr / Ωc =μ C / Ωc (ASD)
burada:
- ϕc = 0.65 – dayanım faktörü (LRFD)
- Ωc = 2.31 – güvenlik faktörü (ASD)
- μ = 0.4 – taban plakası ile beton arasındaki sürtünme katsayısı (AISC Tasarım Kılavuzu 7 – 9.2 ve ACI 349 – B.6.1.4'te önerilen değer 0.4; Kod ayarlarında düzenlenebilir)
- C – basınç kuvveti
Ankraj cıvataları
Kesme yükü yalnızca ankraj cıvataları aracılığıyla aktarılıyorsa, her ankraj üzerinde etkiyen kesme kuvveti SEY ile belirlenir ve ankraj cıvataları aşağıdaki bölümlerde açıklandığı üzere ACI 318-14'e göre değerlendirilir.