Bê tông bên dưới bản mã chân cột được mô phỏng bằng nền Winkler với độ cứng đồng đều, cung cấp ứng suất tiếp xúc. Ứng suất trung bình tại vùng chịu tải tiếp xúc với bản mã chân cột được sử dụng để kiểm tra nén.
Bê tông chịu nén
Thiết kế bê tông cường độ chịu lực nén được thiết kế theo AISC 360-16, Mục J8. Khi bề mặt đỡ của bê tông lớn hơn bản mã chân cột, cường độ chịu lực thiết kế được xác định là
\[ f_{p(max)}=0.85 f_c \sqrt{\frac{A_2}{A_1}} \le 1.7 f'_c \]
trong đó:
- f'c – cường độ chịu nén của bê tông
- A1 – diện tích bản mã chân cột tiếp xúc với bề mặt bê tông (diện tích bề mặt trên của hình chóp cụt)
- A2 – bề mặt đỡ bê tông (diện tích dưới hình học tương tự của hình chóp cụt có độ dốc 1 theo phương đứng và 2 theo phương ngang)
Đánh giá bê tông chịu lực như sau
σ ≤ ϕc fp(max) cho LRFD
σ ≤ fp(max) / Ωc cho ASD
trong đó:
- σ – ứng suất nén trung bình dưới bản mã chân cột
- ϕc = 0,65 – hệ số sức kháng cho bê tông
- Ωc = 2,31 – hệ số an toàn cho bê tông
Truyền lực cắt
Tải trọng cắt có thể được truyền qua một trong các phương án sau:
- Chốt chịu cắt,
- Ma sát,
- Bu lông neo.
Chốt chịu cắt
Chỉ có LRFD khả dụng. Tải trọng cắt được truyền qua chốt chịu cắt. Cần kiểm tra bê tông chịu lực và, trừ khi có cốt thép để phát triển cường độ yêu cầu, kiểm tra phá hoại bê tông là cần thiết.
Khả năng chịu lực của chốt chịu cắt tác dụng lên bê tông được xác định theo ACI 349-01 – B.4.5 và ACI 349-01 RB11 như sau:
ϕPbr = ϕ 1,3 f'c A1 + ϕ Kc (Ny – Pa)
trong đó:
- ϕ = 0,7 – hệ số giảm cường độ cho lực nén lên bê tông theo ACI 349
- f'c – cường độ chịu nén của bê tông
- A1 – diện tích hình chiếu của chốt chịu cắt được chôn vào theo phương lực, không bao gồm phần chốt tiếp xúc với vữa phía trên cấu kiện bê tông
- Kc = 1,6 – hệ số giam giữ
- Ny = n Ase Fy – cường độ chảy của các neo chịu kéo
- Pa – tải trọng dọc trục ngoài
Cường độ phá hoại bê tông của chốt chịu cắt theo ACI 349 – B11 là:
\[ \phi V_{cb} = A_{Vc} 4 \phi \sqrt{f'_c} \]
trong đó:
- ϕ = 0,85 – hệ số giảm cường độ cho lực cắt theo ACI 349
- AVc – diện tích ứng suất hiệu quả được xác định bằng cách chiếu mặt phẳng 45° từ các cạnh chịu lực của chốt chịu cắt đến bề mặt tự do theo phương tải trọng cắt. Diện tích chịu lực của chốt chịu cắt được loại trừ khỏi diện tích hình chiếu
Nếu khả năng chống phá hoại bê tông trong Thiết lập tiêu chuẩn bị vô hiệu hóa, người dùng sẽ được cung cấp lực cần truyền qua bê tông cốt thép.
Ma sát
Tải trọng cắt được truyền qua ma sát. Sức kháng cắt được xác định như sau:
ϕc Vr = ϕc μ C (LRFD)
Vr / Ωc =μ C / Ωc (ASD)
trong đó:
- ϕc = 0,65 – hệ số sức kháng (LRFD)
- Ωc = 2,31 – hệ số an toàn (ASD)
- μ = 0,4 – hệ số ma sát giữa bản mã chân cột và bê tông (giá trị khuyến nghị 0,4 trong AISC Design guide 7 – 9.2 và ACI 349 – B.6.1.4, có thể chỉnh sửa trong Thiết lập tiêu chuẩn)
- C – lực nén
Bu lông neo
Nếu tải trọng cắt chỉ được truyền qua bu lông neo, lực cắt tác dụng lên từng neo được xác định bằng phương pháp phần tử hữu hạn và bu lông neo được đánh giá theo ACI 318-14 như mô tả trong các chương tiếp theo.