阶梯基础计算1.docx

1、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) 混凝土结构设计规范 (GB50010-2010)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=1050mm b2=1050mm 一阶宽度 a1=950mm a2=950mm 2. 材料信息 基础混凝土等级: C35 ft_b=1.57N/mm2 fc_b=16.7N/mm2 柱混凝土等级: C30

2、ft_c=1.43N/mm2 fc_c=14.3N/mm2 钢筋级别: HRB335 fy=300N/mm2 3. 计算信息 结构重要性系数: o=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: =18.000kN/m3 最小配筋率: min=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.

3、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=2.500mA1=a1+hc/2=0.950+0.600/2=1.250m A2=a2+hc/2=0.950+0.600

4、/2=1.250mB1=b1+bc/2=1.050+0.400/2=1.250m B2=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=*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.

5、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 【5.2.1-2】 因o*pk=1.0*213.720=213.720kPafa=228.000kPa 轴心荷载作用

6、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=0.417m x方向小偏心, 由公式【5.2.2-2】和【5.2.2-3】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*

7、|-66.600|/(2.5002*2.500) =188.146kPa eyk=Mdxk/(Fk+Gk)=-87.400/(1167.000+168.750)=-0.065m 因 |eyk| By/6=0.417m y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

8、.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 o*Pkmax=1.0*272.856=272.856kPa1.2*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/

9、6.0=0.417m x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=0.417 y方向小偏

10、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 Mdx0 Mdy0 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

11、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 (YH800)

12、hp=1.0 2.2 x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

13、)*(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 o*Flx=1.0*183.138=183.14kN o*Flx0.7*hp*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 2.3 y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

14、=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 o*Fly=1.0*0.000=0.00kN o*Fly0.7*hp*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Mdx0 , Mdy0 此基础为双向受弯 2. 计算I-I截面弯矩 因 ex Bx/6=0.417m x方向小偏

15、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=0.417m y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)+189.60

16、8-227.813/6.250 =194.775kPa x=1.025 y=1.028 MI_1=1/48*x*(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*y*(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 As

17、x_1=o*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, min*H*1000) =max(562, 0.100%*600*1000) =600mm2/m 选择钢筋 14150, 实配面积为1026mm2/m。 10.2 计算Asy Asy_1=o*MII_1/(0.9*(H-as)*fy) =1.0*173.24*106/(0.9*(600.000-40.

18、000)*300) =1145.8mm2 Asy1=Asy_1=1145.8mm2 Asy=Asy1/Bx=1145.8/2.500=458mm2/m Asy=max(Asy, min*H*1000) =max(458, 0.100%*600*1000) =600mm2/m 选择钢筋 14150, 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) 混凝土结构设计规范 (GB50010-2010)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

19、形柱高 hc=500mm 基础高度 h1=600mm 一阶长度 b1=1150mm b2=1150mm 一阶宽度 a1=1150mm a2=1150mm 2. 材料信息 基础混凝土等级: C35 ft_b=1.57N/mm2 fc_b=16.7N/mm2 柱混凝土等级: C30 ft_c=1.43N/mm2 fc_c=14.3N/mm2 钢筋级别: HRB335 fy=300N/mm2 3. 计算信息 结构重要性系数: o=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: =18.000kN/m3 最小配筋率: min=0.100% 4

20、. 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=1.15

21、0+1.150+0.500=2.800m 2. 基础总宽 By=a1+a2+hc=1.150+1.150+0.500=2.800mA1=a1+hc/2=1.150+0.500/2=1.400m A2=a2+hc/2=1.150+0.500/2=1.400mB1=b1+bc/2=1.150+0.500/2=1.400m B2=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

22、=*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=(

23、1608.000+211.680)/7.840=232.102kPa 【5.2.1-2】 因o*pk=1.0*232.102=232.102kPafa=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.

24、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 (YH800) hp=1.0 2.2 x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

25、/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 o*Flx=1.0*267.433=267

26、.43kN o*Flx0.7*hp*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 2.3 y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.

27、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 o*Fly=1.0*267.433=267.43kN o*Fly0.7*hp*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

28、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 基础轴心受压, 根据公式【8.2.7-4】【8.2.7-5】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=

29、o*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, min*H*1000) =max(651, 0.100%*600*1000) =651mm2/m 选择钢筋 14150, 实配面积为1026mm2/m。 10.2 计算Asy Asy_1=o*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, min*H*1000)