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=600mm 矩形柱高 基础端部高度 h1=200mm 基础根部高度 h2=200mm
基础长度 B1=1000mm B2=1000mm 基础宽度 A1=1000mm A2=1000mm 2. 材料信息
基础混凝土等级: C30 ft_b=1.43N/mm2 柱混凝土等级: C35 ft_c=1.57N/mm2 钢筋级别: HRB335 fy=300N/mm2
3. 计算信息
结构重要性系数: γo=1.0 基础埋深: dh=1.500m
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值
hc=400mm fc_b=14.3N/mm2
fc_c=16.7N/mm2
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结构构件计算书
Fgk=260.000kN Fqk=100.000kN Mgxk=0.000kN*m Mqxk=0.000kN*m Mgyk=0.000kN*m Mqyk=0.000kN*m Vgxk=0.000kN Vqxk=0.000kN Vgyk=0.000kN Vqyk=0.000kN 永久荷载分项系数rg=1.20 可变荷载分项系数rq=1.40
Fk=Fgk+Fqk=260.000+100.000=360.000kN
Mxk=Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2+Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2
=0.000+260.000*(1.000-1.000)/2+(0.000)+100.000*(1.000-1.000)/2 =0.000kN*m
Myk=Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2+Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2
=0.000+260.000*(1.000-1.000)/2+(0.000)+100.000*(1.000-1.000)/2 =0.000kN*m
Vxk=Vgxk+Vqxk=0.000+(0.000)=0.000kN Vyk=Vgyk+Vqyk=0.000+(0.000)=0.000kN
F1=rg*Fgk+rq*Fqk=1.20*260.000+1.40*100.000=452.000kN Mx1=rg*(Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2)+rq*(Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2)
=1.20*(0.000+260.000*(1.000-1.000)/2)+1.40*(0.000+100.000*(1.000-1.000)/2) =0.000kN*m
My1=rg*(Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2)+rq*(Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2)
=1.20*(0.000+260.000*(1.000-1.000)/2)+1.40*(0.000+100.000*(1.000-1.000)/2) =0.000kN*m
Vx1=rg*Vgxk+rq*Vqxk=1.20*(0.000)+1.40*(0.000)=0.000kN Vy1=rg*Vgyk+rq*Vqyk=1.20*(0.000)+1.40*(0.000)=0.000kN F2=1.35*Fk=1.35*360.000=486.000kN Mx2=1.35*Mxk=1.35*(0.000)=0.000kN*m My2=1.35*Myk=1.35*(0.000)=0.000kN*m Vx2=1.35*Vxk=1.35*(0.000)=0.000kN Vy2=1.35*Vyk=1.35*(0.000)=0.000kN
F=max(|F1|,|F2|)=max(|452.000|,|486.000|)=486.000kN Mx=max(|Mx1|,|Mx2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN*m My=max(|My1|,|My2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN*m Vx=max(|Vx1|,|Vx2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN Vy=max(|Vy1|,|Vy2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN 5. 修正后的地基承载力特征值 fa=150.000kPa 四、计算参数
1. 基础总长 Bx=B1+B2=1.000+1.000=2.000m 2. 基础总宽 By=A1+A2=1.000+1.000=2.000m 3. 基础总高 H=h1+h2=0.200+0.200=0.400m
4. 底板配筋计算高度 ho=h1+h2-as=0.200+0.200-0.040=0.360m
2
5. 基础底面积 A=Bx*By=2.000*2.000=4.000m
6. Gk=γ*Bx*By*dh=20.000*2.000*2.000*1.500=120.000kN
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结构构件计算书
G=1.35*Gk=1.35*120.000=162.000kN 五、计算作用在基础底部弯矩值
Mdxk=Mxk-Vyk*H=0.000-0.000*0.400=0.000kN*m Mdyk=Myk+Vxk*H=0.000+0.000*0.400=0.000kN*m Mdx=Mx-Vy*H=0.000-0.000*0.400=0.000kN*m Mdy=My+Vx*H=0.000+0.000*0.400=0.000kN*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=(360.000+120.000)/4.000=120.000kPa 【①5.2.1-2】 因γo*pk=1.0*120.000=120.000kPa≤fa=150.000kPa 轴心荷载作用下地基承载力满足要求 因Mdyk=0, Mdxk=0
Pkmax=(Fk+Gk)/A=(360.000+120.000)/4.000=120.000kPa 七、基础冲切验算
1. 计算基础底面反力设计值 因 Mdx=0 并且 Mdy=0
Pmax=Pmin=(F+G)/A=(486.000+162.000)/4.000=162.000kPa Pjmax=Pmax-G/A=162.000-162.000/4.000=121.500kPa 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)-(B1-hc/2-ho)/2-(B2-bc/2-ho)/2,(A2-hc/2-ho)*(bc+2*ho)-(B2-hc/
22
2-ho)/2-(B1-bc/2-ho)/2
2
=max((1.000-0.400/2-0.360)*(0.600+2*0.360)-(1.000-0.400/2-0.360)/2-(1.000-0.600/2-0.360222
)/2,(1.000-0.400/2-0.360)*(0.600+2*0.360)-(1.000-0.400/2-0.360)/2-(1.000-0.600/2-0.360)/2) =max(0.426,0.426)
2
=0.426m
x冲切截面上的地基净反力设计值 Flx=Alx*Pjmax=0.426*121.500=51.783kN γo*Flx=1.0*51.783=51.78kN
因 γo*Flx≤0.7*βhp*ft_b*bm*ho (6.5.5-1) =0.7*1.000*1.43*960*360 =345.95kN
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)*(hc+2*ho)+(B1-bc/2-ho),(B2-bc/2-ho)*(hc+2*ho)+(B2-bc/2-ho))
2
=max((1.000-0.600/2-0.360)*(0.400+2*0.360)+(1.000-0.600-0.360)/2,(1.000-0.600/2-0.360)*
2
(0.400+2*0.360)+(1.000-0.600-0.360)/2) =max(0.496,0.496)
2
=0.496m
y冲切截面上的地基净反力设计值 Fly=Aly*Pjmax=0.496*121.500=60.313kN
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γo*Fly=1.0*60.313=60.31kN
因γo*Fly≤0.7*βhp*ft_b*am*ho (6.5.5-1) =0.7*1.000*1.43*760.000*360 =273.87kN
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小于柱的混凝土强度等级，验算柱下扩展基础顶面的局部受压承载力。 1. Fl=F=486.000kN
混凝土等级为C30, fcc=0.85*fc=0.85*14.3=12.155N/mm2
, ω=1.0 2. 计算混凝土局部受压面积
Al=bc*hc=0.600*0.400=0.240m2
Ab=(bc+0.100)*(hc+0.100)
=(0.600+0.100)*(0.400+0.100)
=0.350m2
3. 计算混凝土局部受压时的强度提高系数 【②7.8.1-2】 β1=sqrt(Ab/Al)=sqrt(0.350/0.240)=1.208 4. 因 γo*Fl=1.0*486.000=486.00kN γo*Fl≤ω*β1*fcc*Al
=1.000*1.208*12.155*240000/1000 =3522.85kN
柱下基础局部受压承载力满足规范要求 九、基础受弯计算
因Mdx=0 Mdy=0 基础轴心受压, 根据公式【①8.2.7-4】【①8.2.7-5】推导:
MI=1/24*(Bx-bc)2
*(2*By+hc)*Pjmax
=1/24*(2.000-0.600)2
*(2*2.000+0.400)*121.500 =43.66kN*m
MII=1/24*(By-hc)2
*(2*Bx+bc)*Pjmax
=1/24*(2.000-0.400)2
*(2*2.000+0.600)*121.500 =59.62kN*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)
=1.0*43.66*106
/(0.9*360.000*300)
=449.2mm2
Asx1=Asx/By=449.2/2.000=225mm2
/m Asx1=max(Asx1, ρmin*H*1000) =max(225, 0.200%*400*1000)
=800mm2
/m
选择钢筋12@140, 实配面积为808mm2
/m。 2. 计算基础底板y方向钢筋 Asy=γo*MII/(0.9*ho*fy)
=1.0*59.62*106
/(0.9*360.000*300)
=613.3mm2
Asy1=Asy/Bx=613.3/2.000=307mm2
/m
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Asy1=max(Asy1, ρmin*H*1000) =max(307, 0.200%*400*1000)
2
=800mm/m
2
选择钢筋12@140, 实配面积为808mm/m。
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