阶梯基础计算1.docx

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阶梯基础计算1

阶梯基础JC-1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》（GB50007-2011）①

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）②

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

台阶数n=1

矩形柱宽bc=400mm矩形柱高hc=600mm

基础高度h1=600mm

一阶长度b1=1050mmb2=1050mm一阶宽度a1=950mma2=950mm

2.材料信息

基础混凝土等级:

C35ft_b=1.57N/mm2fc_b=16.7N/mm2

柱混凝土等级:

C30ft_c=1.43N/mm2fc_c=14.3N/mm2

钢筋级别:

HRB335fy=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=18.000kN/m3

最小配筋率:

ρmin=0.100%

4.作用在基础顶部荷载标准组合值

F=1167.000kN

Mx=-58.000kN*m

My=-45.000kN*m

Vx=-36.000kN

Vy=49.000kN

ks=1.00

Fk=F/ks=1167.000/1.00=1167.000kN

Mxk=Mx/ks=-58.000/1.00=-58.000kN*m

Myk=My/ks=-45.000/1.00=-45.000kN*m

Vxk=Vx/ks=-36.000/1.00=-36.000kN

Vyk=Vy/ks=49.000/1.00=49.000kN

5.修正后的地基承载力特征值

fa=228.000kPa

四、计算参数

1.基础总长Bx=b1+b2+bc=1.050+1.050+0.400=2.500m

2.基础总宽By=a1+a2+hc=0.950+0.950+0.600=2.500m

A1=a1+hc/2=0.950+0.600/2=1.250mA2=a2+hc/2=0.950+0.600/2=1.250m

B1=b1+bc/2=1.050+0.400/2=1.250mB2=b2+bc/2=1.050+0.400/2=1.250m

3.基础总高H=h1=0.600=0.600m

4.底板配筋计算高度ho=h1-as=0.600-0.040=0.560m

5.基础底面积A=Bx*By=2.500*2.500=6.250m2

6.Gk=γ*Bx*By*dh=18.000*2.500*2.500*1.500=168.750kN

G=1.35*Gk=1.35*168.750=227.813kN

五、计算作用在基础底部弯矩值

Mdxk=Mxk-Vyk*H=-58.000-49.000*0.600=-87.400kN*m

Mdyk=Myk+Vxk*H=-45.000+（-36.000）*0.600=-66.600kN*m

Mdx=Mx-Vy*H=-58.000-49.000*0.600=-87.400kN*m

Mdy=My+Vx*H=-45.000+（-36.000）*0.600=-66.600kN*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=（1167.000+168.750）/6.250=213.720kPa【①5.2.1-2】

因γo*pk=1.0*213.720=213.720kPa≤fa=228.000kPa

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）=-66.600/（1167.000+168.750）=-0.050m

因|exk|≤Bx/6=0.417mx方向小偏心,

由公式【①5.2.2-2】和【①5.2.2-3】推导

Pkmax_x=（Fk+Gk）/A+6*|Mdyk|/（Bx2*By）

=（1167.000+168.750）/6.250+6*|-66.600|/（2.5002*2.500）

=239.294kPa

Pkmin_x=（Fk+Gk）/A-6*|Mdyk|/（Bx2*By）

=（1167.000+168.750）/6.250-6*|-66.600|/（2.5002*2.500）

=188.146kPa

eyk=Mdxk/（Fk+Gk）=-87.400/（1167.000+168.750）=-0.065m

因|eyk|≤By/6=0.417my方向小偏心

Pkmax_y=（Fk+Gk）/A+6*|Mdxk|/（By2*Bx）

=（1167.000+168.750）/6.250+6*|-87.400|/（2.5002*2.500）

=247.282kPa

Pkmin_y=（Fk+Gk）/A-6*|Mdxk|/（By2*Bx）

=（1167.000+168.750）/6.250-6*|-87.400|/（2.5002*2.500）

=180.158kPa

3.确定基础底面反力设计值

Pkmax=（Pkmax_x-pk）+（Pkmax_y-pk）+pk

=（239.294-213.720）+（247.282-213.720）+213.720

=272.856kPa

γo*Pkmax=1.0*272.856=272.856kPa≤1.2*fa=1.2*228.000=273.600kPa

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）=-66.600/（1167.000+227.813）=-0.048m

因ex≤Bx/6.0=0.417mx方向小偏心

Pmax_x=（F+G）/A+6*|Mdy|/（Bx2*By）

=（1167.000+227.813）/6.250+6*|-66.600|/（2.5002*2.500）

=248.744kPa

Pmin_x=（F+G）/A-6*|Mdy|/（Bx2*By）

=（1167.000+227.813）/6.250-6*|-66.600|/（2.5002*2.500）

=197.596kPa

1.2计算y方向基础底面反力设计值

ey=Mdx/（F+G）=-87.400/（1167.000+227.813）=-0.063m

因ey≤By/6=0.417y方向小偏心

Pmax_y=（F+G）/A+6*|Mdx|/（By2*Bx）

=（1167.000+227.813）/6.250+6*|-87.400|/（2.5002*2.500）

=256.732kPa

Pmin_y=（F+G）/A-6*|Mdx|/（By2*Bx）

=（1167.000+227.813）/6.250-6*|-87.400|/（2.5002*2.500）

=189.608kPa

1.3因Mdx≠0Mdy≠0

Pmax=Pmax_x+Pmax_y-（F+G）/A

=248.744+256.732-（1167.000+227.813）/6.250

=282.306kPa

1.4计算地基净反力极值

Pjmax=Pmax-G/A=282.306-227.813/6.250=245.856kPa

Pjmax_x=Pmax_x-G/A=248.744-227.813/6.250=212.294kPa

Pjmax_y=Pmax_y-G/A=256.732-227.813/6.250=220.282kPa

2.验算柱边冲切

YH=h1=0.600m,YB=bc=0.400m,YL=hc=0.600m

YB1=B1=1.250m,YB2=B2=1.250m,YL1=A1=1.250m,YL2=A2=1.250m

YHo=YH-as=0.560m

2.1因（YH≤800）βhp=1.0

2.2x方向柱对基础的冲切验算

x冲切位置斜截面上边长bt=YB=0.400m

x冲切位置斜截面下边长bb=YB+2*YHo=1.520m

x冲切不利位置bm=（bt+bb）/2=（0.400+1.520）/2=0.960m

x冲切面积Alx=max（（YL1-YL/2-ho）*（YB+2*ho）+（YL1-YL/2-ho）2,（YL2-YL/2-ho）*（YB+2*ho）+（YL2-YL/2-ho）2

=max（（1.250-0.600/2-0.560）*（0.400+2*0.560）+（1.250-0.600/2-0.560）2,（1.250-0.600/2-0.560）*（0.400+2*0.560）+（1.250-0.600/2-0.560）2）

=max（0.745,0.745）

=0.745m2

x冲切截面上的地基净反力设计值

Flx=Alx*Pjmax=0.745*245.856=183.138kN

γo*Flx=1.0*183.138=183.14kN

γo*Flx≤0.7*βhp*ft_b*bm*YHo（6.5.5-1）

=0.7*1.000*1.57*960*560

=590.82kN

x方向柱对基础的冲切满足规范要求

2.3y方向柱对基础的冲切验算

y冲切位置斜截面上边长at=YL=0.600m

y冲切位置斜截面下边长ab=YL+2*YHo=1.720m

y冲切截面上的地基净反力设计值

Fly=Aly*Pjmax=0.000*245.856=0.000kN

γo*Fly=1.0*0.000=0.00kN

γo*Fly≤0.7*βhp*ft_b*am*YHo（6.5.5-1）

=0.7*1.000*1.57*1160*560

=713.91kN

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

1.因Mdx>0,Mdy>0此基础为双向受弯

2.计算I-I截面弯矩

因ex≤Bx/6=0.417mx方向小偏心

a=（Bx-bc）/2=（2.500-0.400）/2=1.050m

Pj1=（（Bx-a）*（Pmax_x-Pmin_x）/Bx）+Pmin_x-G/A

=（（2.500-1.050）*（248.744-197.596）/2.500）+197.596-227.813/6.250

=190.812kPa

因ey≤By/6=0.417my方向小偏心

a=（By-hc）/2=（2.500-0.600）/2=0.950m

Pj2=（（By-a）*（Pmax_y-Pmin_y）/By）+Pmin_y-G/A

=（（2.500-0.950）*（256.732-189.608）/2.500）+189.608-227.813/6.250

=194.775kPa

βx=1.025

βy=1.028

MI_1=1/48*βx*（Bx-bc）2*（2*By+hc）*（Pj1+Pjmax_x）

=1/48*1.025*（2.500-0.400）2*（2*2.500+0.600）*（190.812+212.294）

=212.53kN*m

MII_1=1/48*βy*（By-hc）2*（2*Bx+bc）*（Pj2+Pjmax_y）

=1/48*1.028*（2.500-0.600）2*（2*2.500+0.400）*（194.775+220.282）

=173.24kN*m

十、计算配筋

10.1计算Asx

Asx_1=γo*MI_1/（0.9*（H-as）*fy）

=1.0*212.53*106/（0.9*（600.000-40.000）*300）

=1405.6mm2

Asx1=Asx_1=1405.6mm2

Asx=Asx1/By=1405.6/2.500=562mm2/m

Asx=max（Asx,ρmin*H*1000）

=max（562,0.100%*600*1000）

=600mm2/m

选择钢筋14@150,实配面积为1026mm2/m。

10.2计算Asy

Asy_1=γo*MII_1/（0.9*（H-as）*fy）

=1.0*173.24*106/（0.9*（600.000-40.000）*300）

=1145.8mm2

Asy1=Asy_1=1145.8mm2

Asy=Asy1/Bx=1145.8/2.500=458mm2/m

Asy=max（Asy,ρmin*H*1000）

=max（458,0.100%*600*1000）

=600mm2/m

选择钢筋14@150,实配面积为1026mm2/m。

阶梯基础JC-2计算

一、设计依据

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）①

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）②

二、示意图

三、计算信息

构件编号:

JC-2计算类型:

验算截面尺寸

1.几何参数

台阶数n=1

矩形柱宽bc=500mm矩形柱高hc=500mm

基础高度h1=600mm

一阶长度b1=1150mmb2=1150mm一阶宽度a1=1150mma2=1150mm

2.材料信息

基础混凝土等级:

C35ft_b=1.57N/mm2fc_b=16.7N/mm2

柱混凝土等级:

C30ft_c=1.43N/mm2fc_c=14.3N/mm2

钢筋级别:

HRB335fy=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=18.000kN/m3

最小配筋率:

ρmin=0.100%

4.作用在基础顶部荷载标准组合值

F=1608.000kN

Mx=0.000kN*m

My=0.000kN*m

Vx=0.000kN

Vy=0.000kN

ks=1.00

Fk=F/ks=1608.000/1.00=1608.000kN

Mxk=Mx/ks=0.000/1.00=0.000kN*m

Myk=My/ks=0.000/1.00=0.000kN*m

Vxk=Vx/ks=0.000/1.00=0.000kN

Vyk=Vy/ks=0.000/1.00=0.000kN

5.修正后的地基承载力特征值

fa=228.000kPa

四、计算参数

1.基础总长Bx=b1+b2+bc=1.150+1.150+0.500=2.800m

2.基础总宽By=a1+a2+hc=1.150+1.150+0.500=2.800m

A1=a1+hc/2=1.150+0.500/2=1.400mA2=a2+hc/2=1.150+0.500/2=1.400m

B1=b1+bc/2=1.150+0.500/2=1.400mB2=b2+bc/2=1.150+0.500/2=1.400m

3.基础总高H=h1=0.600=0.600m

4.底板配筋计算高度ho=h1-as=0.600-0.040=0.560m

5.基础底面积A=Bx*By=2.800*2.800=7.840m2

6.Gk=γ*Bx*By*dh=18.000*2.800*2.800*1.500=211.680kN

G=1.35*Gk=1.35*211.680=285.768kN

五、计算作用在基础底部弯矩值

Mdxk=Mxk-Vyk*H=0.000-0.000*0.600=0.000kN*m

Mdyk=Myk+Vxk*H=0.000+0.000*0.600=0.000kN*m

Mdx=Mx-Vy*H=0.000-0.000*0.600=0.000kN*m

Mdy=My+Vx*H=0.000+0.000*0.600=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=（1608.000+211.680）/7.840=232.102kPa【①5.2.1-2】

因γo*pk=1.0*232.102=232.102kPa>fa=228.000kPa

轴心荷载作用下地基承载力不满足要求

因Mdyk=0,Mdxk=0

Pkmax=（Fk+Gk）/A=（1608.000+211.680）/7.840=232.102kPa

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=（1608.000+285.768）/7.840=241.552kPa

Pjmax=Pmax-G/A=241.552-285.768/7.840=205.102kPa

2.验算柱边冲切

YH=h1=0.600m,YB=bc=0.500m,YL=hc=0.500m

YB1=B1=1.400m,YB2=B2=1.400m,YL1=A1=1.400m,YL2=A2=1.400m

YHo=YH-as=0.560m

2.1因（YH≤800）βhp=1.0

2.2x方向柱对基础的冲切验算

x冲切位置斜截面上边长bt=YB=0.500m

x冲切位置斜截面下边长bb=YB+2*YHo=1.620m

x冲切不利位置bm=（bt+bb）/2=（0.500+1.620）/2=1.060m

x冲切面积Alx=max（（YL1-YL/2-ho）*（YB+2*ho）+（YL1-YL/2-ho）2,（YL2-YL/2-ho）*（YB+2*ho）+（YL2-YL/2-ho）2

=max（（1.400-0.500/2-0.560）*（0.500+2*0.560）+（1.400-0.500/2-0.560）2,（1.400-0.500/2-0.560）*（0.500+2*0.560）+（1.400-0.500/2-0.560）2）

=max（1.304,1.304）

=1.304m2

x冲切截面上的地基净反力设计值

Flx=Alx*Pjmax=1.304*205.102=267.433kN

γo*Flx=1.0*267.433=267.43kN

γo*Flx≤0.7*βhp*ft_b*bm*YHo（6.5.5-1）

=0.7*1.000*1.57*1060*560

=652.37kN

x方向柱对基础的冲切满足规范要求

2.3y方向柱对基础的冲切验算

y冲切位置斜截面上边长at=YL=0.500m

y冲切位置斜截面下边长ab=YL+2*YHo=1.620m

y冲切面积Aly=max（（YB1-YB/2-ho）*（YL+2*ho）+（YB1-YB/2-ho）2,（YB2-YB/2-ho）*（YL+2*ho）+（YB2-YB/2-ho）2）

=max（（1.400-0.500/2-0.560）*（0.500+0.560）+（1.400-0.500/2-0.560）2,（1.400-0.500/2-0.560）*（0.500+0.560）+（1.400-0.500/2-0.560）2）

=max（1.304,1.304）

=1.304m2

y冲切截面上的地基净反力设计值

Fly=Aly*Pjmax=1.304*205.102=267.433kN

γo*Fly=1.0*267.433=267.43kN

γo*Fly≤0.7*βhp*ft_b*am*YHo（6.5.5-1）

=0.7*1.000*1.57*1060*560

=652.37kN

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=0Mdy=0基础轴心受压,根据公式【①8.2.7-4】【①8.2.7-5】推导:

MI_1=1/24*（Bx-bc）2*（2*By+hc）*Pjmax

=1/24*（2.800-0.500）2*（2*2.800+0.500）*205.102

=275.77kN*m

MII_1=1/24*（By-hc）2*（2*Bx+bc）*Pjmax

=1/24*（2.800-0.500）2*（2*2.800+0.500）*205.102

=275.77kN*m

十、计算配筋

10.1计算Asx

Asx_1=γo*MI_1/（0.9*（H-as）*fy）

=1.0*275.77*106/（0.9*（600.000-40.000）*300）

=1823.9mm2

Asx1=Asx_1=1823.9mm2

Asx=Asx1/By=1823.9/2.800=651mm2/m

Asx=max（Asx,ρmin*H*1000）

=max（651,0.100%*600*1000）

=651mm2/m

选择钢筋14@150,实配面积为1026mm2/m。

10.2计算Asy

Asy_1=γo*MII_1/（0.9*（H-as）*fy）

=1.0*275.77*106/（0.9*（600.000-40.000）*300）

=1823.9mm2

Asy1=Asy_1=1823.9mm2

Asy=Asy1/Bx=1823.9/2.800=651mm2/m

Asy=max（Asy,ρmin*H*1000）