变电站主变基础计算书.docx
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变电站主变基础计算书
主变基础计算书
一、设计依据规程规范
《混凝土结构设计规范》
（GB5OO1O-2O10）
《变电站建筑结构设计技术规定》
《建筑抗震设计规范》
《建筑结构荷载规范》
《建筑地基基础设计规范》
（DL/T5457-2012
（GB50011-2010
（GB50009-2012
（GB50007-2011
（2015版）
（2016版）
二、电气资料
名
重量（kg）
b箱质
量
5670
器弟
38430
2
㈱
17400
糧
56790
总册
72760
三、计算软件名称
基础：
理正工具箱计算
四、计算过程
4.1计算要点
根据《变电站建筑结构设计技术规定》（DL/T5457-2012）（以下
简称变电规定）11.3.2对主变压器基础应按照以下两种工况验算地基承载力：
1正常情况，按照轴心受压计算。
2安装情况，按照偏心受压计算；
4.2工况一：
正常情况，轴心受压计算
类型：
单阶矩形底板
基础尺寸简图：
基础尺寸（mm）:
b=5040,a=4200,h=1000
柱数：
2
柱子几何信息:
柱编
号
竖向轴线
号
横向轴线
号
柱宽
B（mm）
柱长
L（mm）
1
1
A
1000
2200
2
2
A
1000
2200
柱子荷载信息（单位：
kN,kN.m）：
柱编
号
N
Mx
My
Vx
Vy
N_K
Mx_K
My_K
Vx_K
Vy_K
1
491.4
0.00
0.00
0.00
0.00
364.0
0.00
0.00
0.00
0.00
0
0
2
491.4
0.00
0.00
0.00
0.00
364.0
0.00
0.00
0.00
0.00
0
0
混凝土强度等级：
C30,fc=14.30N/mm2,ft=1.43N/mm
钢筋级别：
HRB400,fy=360N/mm
配筋计算方法：
简化法
基础纵筋混凝土保护层厚度：
40mm
基础与覆土的平均容重：
20.00kN/m3
修正后的地基承载力特征值：
120kPa
基础埋深：
1.60m
作用力位置标高：
0.650m
1.2计算要求：
（1）地基承载力验算
（2）基础抗弯计算
（3）基础抗剪验算
（4）基础抗冲切验算
（5）基础局压验算
单位说明：
力：
kN,力矩：
kN.m,应力：
kPa
2计算过程和计算结果
2.1基底反力计算：
2.1.1统计到基底的荷载
标准值:
Nk=728.00kN,Mkx=0.00kN.m,Mky=0.00kN.m
设计值:
n=982.80kN,Mx=0.00kN.m,My=-0.00kN.m
2.1.2承载力验算时,底板总反力标准值（kPa）:
[相应于荷载效应标准组合]pkmax=（Nk+Gk）/A+|Mxk|/Wx+|Myk|/Wy
=（728.00+677.38）/21.17+0.00+0.00
=66.39kPa
pkmin=（Nk+Gk）/A-|Mxk|/Wx-|Myk|/Wy
=（728.00+677.38）/21.17-0.00-0.00
=66.39kPa
pk=（Nk+Gk）/A=66.39kPa
各角点反力p1=66.39kPa,p2=66.39kPa,p3=66.39kPa,p4=66.39kPa
2.1.3强度计算时,底板净反力设计值（kPa）:
[相应于荷载效应基本组合]pmax=N/A+|Mx|/Wx+|My|/Wy
=982.80/21.17+0.00+0.00
=46.43kPa
pmin=N/A-|Mx|/Wx-|My|/Wy
=982.80/21.17-0.00-0.00
=46.43kPa
p=N/A=46.43kPa
各角点反力p1=46.43kPa,p2=46.43kPa,p3=46.43kPa,p4=46.43kPa
2.2地基承载力验算:
pk=66.39pkmax=66.39<1.2*fa=144.00kPa,满足。
2.3底板内力计算:
2.3.1垂直于x轴的弯矩计算截面（按距底板左侧距离从小到大排序）：
注：
弯矩My以底板下部受拉为正，单位kN.m；
剪力Q以截面右侧部分受力向下为正，单位kN
截面
号
位置
弯矩My
剪力Q
X1
位于柱1（轴线1A）的左侧，距底板左侧
1000.00mm
97.50
-195.00
X2
位于柱1（轴线1A）的右侧，距底板左侧
2000.00mm
144.30
101.40
X3
位于柱2（轴线2A）的左侧，距底板左侧
3040.00mm
144.30
-101.40
X4
位于柱2（轴线2A）的右侧，距底板左侧
4040.00mm
97.50
195.00
2.3.2垂直于y轴的弯矩计算截面（按距底板下侧距离从小到大排序）注：
弯矩Mx以底板下部受拉为正，单位kN.m；
剪力Q以截面上侧部分受力向下为正，单位kN。
截面
号
位置
弯矩Mx
剪力Q
Y1
位于柱1（轴线1A）的下侧，距底板下侧
1000.00mm
117.00
-234.00
Y2
位于柱1（轴线1A）的上侧，距底板下侧
3200.00mm
117.00
234.00
2.3.3垂直于x轴的负弯矩截面（按距底板左侧距离从小到大排序）垂直于x轴的截面未出现负弯矩。
2.3.4垂直于y轴的负弯矩截面（按距底板下侧距离从小到大排序）垂直于y轴的截面未出现负弯矩。
2.3.5最大正、负弯矩和绝对值最大的剪力统计：
1）垂直于x轴的截面：
项目
最大值所在的截面号
最大值
最大正弯矩My（kN.m）
X2、X3
144.30
最大剪力Q（kN）
X1、X4
195.00（绝对值）
最大负弯矩My（kN.m）
无
无
2）垂直于y轴的截面:
项目
最大值所在的截面号
最大值
最大正弯矩Mx（kN.m）
Y1、Y2
117.00
最大剪力Q（kN）
Y1、Y2
234.00（绝对值）
最大负弯矩Mx（kN.m）
无
无
2.4抗弯配筋：
配筋计算公式As=M/（0.9*fy*ho*b）
最小配筋率要求：
0.15%
根据《地基规范》第8.2.1条，扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于0.15%
注：
下表数据单位M:
kN.m;ho：
mm;As:
mm2/m;p:
%
项目
M
h0
计算
As
实配
实配
As
配筋率
P
是否构
造
是否超
筋
底板下部
x向
144.30
955
111
E14@10
0
1539
0.154
是
否
底板下部
y向
117.00
955
75
E14@10
0
1539
0.154
是
否
底板上部
x向
无
底板上部
y向
无
2.5基础抗剪验算：
抗剪验算公式VsW0.7*Bhs*ft*Ao［《地基规范》第8.2.9条］
.22
注：
下表数据单位Vs：
kN;ft:
N/mm;Ao：
mm
最大剪力截
面
剪力V
Bh
ft
Ac
0.7*B
h*ft*Ac
是否满足
X1、X4
-195.00
0.96
1.43
4011000
3841.12
满足
Y1、Y2
-234.00
0.96
1.43
4813200
4609.35
满足
2.6基础抗冲切验算：
2.6.1按破坏锥体单侧截面验算：
抗冲切验算公式FlW0.7*Bhp*ft*Ac［《地基规范》第8.2.8条］
冲切力F根据最大净反力pmax计算，并减去底板顶面计算范围内的柱子的轴力:
Fl=pmax*A—XN
注：
当柱子中心落在计算范围内时，减去其轴力；
当柱子中心落在计算范围边线上时，减去其轴力的一半。
1）柱1:
竖向轴线编号1,横向轴线编号A
⑴左侧截面：
没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围内。
没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。
冲切力Fi=pmax*A-EN=46.43*0.19-0.00=8.68kN
抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=2965.77kN
冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。
⑵右侧截面：
柱2中心落在冲切荷载基顶计算范围内，冲切力Fi应减去其轴力
没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。
冲切力Fl=pmax*A—EN=46.43*8.75-491.40=-84.92kN
抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=2965.77kN
冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。
没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围内。
没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。
冲切力Fi=pmax*A-EN=46.43*0.13-0.00=6.17kN
抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=1837.74kN
冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。
⑷上侧截面：
GI阖
没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围内。
没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。
冲切力Fi=pmax*A-EN=46.43*0.13-0.00=6.17kN
抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=1837.74kN
冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。
2）柱2:
竖向轴线编号2,横向轴线编号A
（1）左侧截面：
柱1中心落在冲切荷载基顶计算范围内，冲切力Fi应减去其轴力
没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。
冲切力Fi=pmax*A―刀N=46.43*8.75-491.40=-84.92kN
抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=2965.77kN
冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。
⑵右侧截面：
没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围内。
没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。
冲切力Fi=pmax*A-EN=46.43*0.19-0.00=8.68kN
抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=2965.77kN
冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。
⑶下侧截面：
没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围内。
没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。
冲切力Fi=pmax*A-EN=46.43*0.13-0.00=6.17kN
抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=1837.74kN
冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。
⑷上侧截面：
没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围内。
没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。
冲切力Fi=pmax*A-EN=46.43*0.13-0.00=6.17kN
抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=1837.74kN
冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。
按冲切破坏锥体单侧截面验算结果统计:
F表数据单位Ai：
m2;刀N:
kN;F1:
kN;Ac：
m2
截面号
A
刀N
Fl
Bhp
Ac
0.7*Bhp*ft*Ac
是否满
足
柱1（1A）
左
0.187
0.00
8.68
0.9
8
3.013
2965.77
满足
柱1（1A）
右
8.755
491.40
-84.92
0.9
8
3.013
2965.77
满足
柱1（1A）
下
0.133
0.00
6.17
0.9
8
1.867
1837.74
满足
柱1（1A）
上
0.133
0.00
6.17
0.9
8
1.867
1837.74
满足
柱2（2A）
左
8.755
491.40
-84.92
0.9
8
3.013
2965.77
满足
柱2（2A）
右
0.187
0.00
8.68
0.9
8
3.013
2965.77
满足
柱2（2A）
下
0.133
0.00
6.17
0.9
8
1.867
1837.74
满足
柱2（2A）
上
0.133
0.00
6.17
0.9
8
1.867
1837.74
满足
262按单柱破坏锥体整体验算：
此项验算规范未明确规定，是软件提供的辅助验算功能
按单柱破坏锥体整体抗冲切验算公式：
N-p*A1<0.7*Bhp*ft*Ac
其中
N:
柱子竖向轴力设计值（kN）;
p:
冲切破坏锥体底面平均净反力（kPa）;
A1:
冲切破坏锥体底面面积（m2）;
0.9，其间按线性内插法取；
ft:
混凝土轴心抗拉强度设计值（N/mm）；
Ac：
抗冲切截面水平投影面积（m2）；
柱号
A
P
N-p*Al
Bhp
Ac
0.7*Bhp*ft*Ac
是否满
足
柱
1（1A）
11.960
46.43
-63.89
0.98
9.760
9607.03
满足
柱
2（2A）
11.960
46.43
-63.89
0.98
9.760
9607.03
满足
2.7局压验算：
局压验算公式Fi<=1.35*Bc*Bi*fc*Ain［《混凝土规范》第6.6.1条］
F表数据单位Fl:
kN;fc：
N/mm；Am：
mm
柱
号
轴线
号
Fl
Bc
Bl
fc
片
1.35*Bc*B
l*fc*Aln
是否满
足
1
1A
491.4
1.0
2.3
14.
22000
101640.41
满足
0
0
9
30
00
2
2A
491.4
1.0
2.3
14.
22000
101640.41
满足
0
0
9
30
00
3配筋简图
A
1
■j.■4!
3
L」
实际配筋直径20间距150,AS=2094m满足配筋面积要求
4基底反力简图
【理正结构设计工具箱软件7.0PB3】计算日期：
2017-09-2713:
32:
17
4.3工况二：
安装情况，偏心受压计算
式中：
No-变压器安装工况时的自重标准值;
G—基础自重标准值;
G0—基础底板上部卵石或土的自重标准值；e—基础重心至主变压器安装时设备着力点距离;
W—基础底面抵抗矩。
根据电气提资，变压器在安装时自重标准值N0=567.90kN
基础及基础上部卵石或土总重G+G0
G+G0=5.04x4.2x1.6x20+（5.04x4.2-2x1x2.2）x0.5x18+2x1x2.2x0.5x25=677.38+150.91+55=883.29kN
基础重心至主变压器安装时设备着力点距离e：
e=800+1240/2=1420mm
Rmax
-N0GG0
2
.No.e
A2W
1567.9883.29
=
.567.91.42
4.25.04
217.78
将以上数据带入公式11.3.2
=77.82kPa
<1.4120=168kPa（满足要求）
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