结构构件计算书
锥形基础计算
项目名称_____________日 期_____________ 设 计 者_____________校 对 者_____________ 一、设计依据
《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)① 《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010)② 《简明高层钢筋混凝土结构设计手册》李国胜 二、示意图
三、计算信息
构件编号: JC-1 计算类型: 验算截面尺寸 1. 几何参数
矩形柱宽 bc=1100mm 矩形柱高 基础端部高度 h1=300mm 基础根部高度 h2=200mm
基础长度 B1=1600mm B2=1600mm 基础宽度 A1=1200mm A2=1200mm 2. 材料信息
基础混凝土等级: C30 ft_b=1.43N/mm2 柱混凝土等级: C30 ft_c=1.43N/mm2 钢筋级别: HPB300 fy=270N/mm2
3. 计算信息
结构重要性系数: γo=1.0 基础埋深: dh=2.500m
纵筋合力点至近边距离: as=40mm
基础及其上覆土的平均容重: γ=20.000kN/m3
最小配筋率: ρmin=0.200% 4. 作用在基础顶部荷载标准组合值
hc=800mm fc_b=14.3N/mm2
fc_c=14.3N/mm2
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F=385.000kN Mx=0.000kN*m My=-405.000kN*m Vx=0.000kN Vy=0.000kN ks=1.35
Fk=F/ks=385.000/1.35=285.185kN Mxk=Mx/ks=0.000/1.35=0.000kN*m
Myk=My/ks=-405.000/1.35=-300.000kN*m Vxk=Vx/ks=0.000/1.35=0.000kN Vyk=Vy/ks=0.000/1.35=0.000kN 5. 修正后的地基承载力特征值 fa=180.000kPa 四、计算参数
1. 基础总长 Bx=B1+B2=1.600+1.600=3.200m 2. 基础总宽 By=A1+A2=1.200+1.200=2.400m 3. 基础总高 H=h1+h2=0.300+0.200=0.500m
4. 底板配筋计算高度 ho=h1+h2-as=0.300+0.200-0.040=0.460m
2
5. 基础底面积 A=Bx*By=3.200*2.400=7.680m
6. Gk=γ*Bx*By*dh=20.000*3.200*2.400*2.500=384.000kN G=1.35*Gk=1.35*384.000=518.400kN 五、计算作用在基础底部弯矩值
Mdxk=Mxk-Vyk*H=0.000-0.000*0.500=0.000kN*m
Mdyk=Myk+Vxk*H=-300.000+0.000*0.500=-300.000kN*m Mdx=Mx-Vy*H=0.000-0.000*0.500=0.000kN*m
Mdy=My+Vx*H=-405.000+0.000*0.500=-405.000kN*m 六、验算地基承载力
1. 验算轴心荷载作用下地基承载力
pk=(Fk+Gk)/A=(285.185+384.000)/7.680=87.133kPa 【①5.2.1-2】 因γo*pk=1.0*87.133=87.133kPa≤fa=180.000kPa 轴心荷载作用下地基承载力满足要求 2. 验算偏心荷载作用下的地基承载力
exk=Mdyk/(Fk+Gk)=-300.000/(285.185+384.000)=-0.448m 因 |exk|≤Bx/6=0.533m x方向小偏心, 由公式【①5.2.2-2】和【①5.2.2-3】推导
2
Pkmax_x=(Fk+Gk)/A+6*|Mdyk|/(Bx*By)
2
=(285.185+384.000)/7.680+6*|-300.000|/(3.200*2.400) =160.376kPa
2
Pkmin_x=(Fk+Gk)/A-6*|Mdyk|/(Bx*By)
2
=(285.185+384.000)/7.680-6*|-300.000|/(3.200*2.400) =13.1kPa
因 Mdxk=0 Pkmax_y=Pkmin_y=(Fk+Gk)/A=(285.185+384.000)/7.680=87.133kPa 3. 确定基础底面反力设计值
Pkmax=(Pkmax_x-pk)+(Pkmax_y-pk)+pk
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=(160.376-87.133)+(87.133-87.133)+87.133 =160.376kPa
γo*Pkmax=1.0*160.376=160.376kPa≤1.2*fa=1.2*180.000=216.000kPa 偏心荷载作用下地基承载力满足要求 七、基础冲切验算
1. 计算基础底面反力设计值
1.1 计算x方向基础底面反力设计值
ex=Mdy/(F+G)=-405.000/(385.000+518.400)=-0.448m 因 ex≤Bx/6.0=0.533m x方向小偏心
2
Pmax_x=(F+G)/A+6*|Mdy|/(Bx*By)
2
=(385.000+518.400)/7.680+6*|-405.000|/(3.200*2.400) =216.507kPa
2
Pmin_x=(F+G)/A-6*|Mdy|/(Bx*By)
2
=(385.000+518.400)/7.680-6*|-405.000|/(3.200*2.400) =18.753kPa
1.2 计算y方向基础底面反力设计值
ey=Mdx/(F+G)=0.000/(385.000+518.400)=0.000m 因 ey≤By/6=0.400 y方向小偏心
2
Pmax_y=(F+G)/A+6*|Mdx|/(By*Bx)
2
=(385.000+518.400)/7.680+6*|0.000|/(2.400*3.200) =117.630kPa
2
Pmin_y=(F+G)/A-6*|Mdx|/(By*Bx)
2
=(385.000+518.400)/7.680-6*|0.000|/(2.400*3.200) =117.630kPa 1.3 因 Mdx=0 并且 Mdy≠0 Pmax=Pmax_x=216.507kPa Pmin=Pmin_x=18.753kPa 1.4 计算地基净反力极值
Pjmax=Pmax-G/A=216.507-518.400/7.680=149.007kPa 2. 柱对基础的冲切验算
2.1 因 (H≤800) βhp=1.0 2.2 x方向柱对基础的冲切验算 x冲切面积
22
Alx=max((A1-hc/2-ho)*(bc+2*ho)+(A1-hc/2-ho),(A2-hc/2-ho)*(bc+2*ho)+(A2-hc/2-ho)
2
=max((1.200-0.800/2-0.460)*(1.100+2*0.460)+(1.200-0.800/2-0.460),(1.200-0.800/2-0.460)*
2
(1.100+2*0.460)+(1.200-0.800/2-0.460)) =max(0.802,0.802)
2
=0.802m
x冲切截面上的地基净反力设计值 Flx=Alx*Pjmax=0.802*149.007=119.563kN γo*Flx=1.0*119.563=119.56kN
因 γo*Flx≤0.7*βhp*ft_b*bm*ho (6.5.5-1) =0.7*1.000*1.43*1560*460 =718.32kN
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x方向柱对基础的冲切满足规范要求 2.3 y方向柱对基础的冲切验算 y冲切面积
22
Aly=max((B1-bc/2-ho)*(A1+A2)-(A1-hc/2-ho)/2-(A2-hc/2-ho)/2,(B2-bc/2-ho)*(A1+A2)-(A1-hc/2-ho22
)/2-(A2-hc/2-ho)/2)
22
=max((1.600-1.100/2-0.460)*(1.200+1.200)-(1.200-0.800-0.460)/2-(1.200-0.800-0.460)/2,(1
22
.600-1.100/2-0.460)*(1.200+1.200)-(1.200-0.800-0.460)/2-(1.200-0.800-0.460)/2) =max(1.300,1.300)
2
=1.300m
y冲切截面上的地基净反力设计值 Fly=Aly*Pjmax=1.300*149.007=193.769kN γo*Fly=1.0*193.769=193.77kN
因γo*Fly≤0.7*βhp*ft_b*am*ho (6.5.5-1) =0.7*1.000*1.43*1260.000*460 =580.18kN
y方向柱对基础的冲切满足规范要求 八、柱下基础的局部受压验算
因为基础的混凝土强度等级大于等于柱的混凝土强度等级，所以不用验算柱下扩展基础顶面的局部受压承载力。
九、基础受弯计算
因Mdx=0 Mdy≠0 并且 ex≤Bx/6=0.533m x方向单向受压且小偏心 a=(Bx-bc)/2=(3.200-1.100)/2=1.050m P=(Bx-a)*(Pmax-Pmin)/Bx+Pmin
=(3.200-1.050)*(216.507-18.753)/3.200+18.753 =151.619kPa
2
MI=1/12*a*((2*By+hc)*(Pmax+P-2*G/A)+(Pmax-P)*By)
2
=1/12*1.050*((2*2.400+0.800)*(216.507+151.619-2*518.400/7.680)+(216.507-151.619)*2.400) =134.25kN*m
2
MII=1/48*(By-hc)*(2*Bx+bc)*(Pmax+Pmin-2*G/A)
2
=1/48*(2.400-0.800)*(2*3.200+1.100)*(216.507+18.753-2*518.400/7.680) =40.10kN*m 十、计算配筋
1. 计算基础底板x方向钢筋 Asx=γo*MI/(0.9*ho*fy)
6
=1.0*134.25*10/(0.9*460.000*270)
2
=1201.0mm
2
Asx1=Asx/By=1201.0/2.400=500mm/m Asx1=max(Asx1, ρmin*H*1000) =max(500, 0.200%*500*1000)
2
=1000mm/m
2
选择钢筋16@200, 实配面积为1005mm/m。 2. 计算基础底板y方向钢筋 Asy=γo*MII/(0.9*ho*fy)
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=1.0*40.10*10/(0.9*460.000*270)
2
=358.8mm
2
Asy1=Asy/Bx=358.8/3.200=112mm/m Asy1=max(Asy1, ρmin*H*1000) =max(112, 0.200%*500*1000)
2
=1000mm/m
2
选择钢筋16@200, 实配面积为1005mm/m。
6
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