单柱基础-阶梯基础计算

结构构件计算书第1页，共1页PAGE阶梯基础计算项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、设计依据 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)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=500mm 矩形柱高 hc=500mm 基础高度 h1=500mm 一阶长度b1=350mm b2=350mm 一阶宽度a1=350mm a2=350mm 2.材料信息 基础混凝土等级: C30 ft_b=1.43N/m fc_b=14.3N/m 柱混凝土等级: C30 ft_c=1.43N/m fc_c=14.3N/m 钢筋级别: HRB400 fy=360N/m 3.计算信息 结构重要性系数: γo=1.00 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/ 最小配筋率: ρmin=0.150% 4.作用在基础顶部荷载标准组合值 F=70.000kN Mx=30.000kN*m My=30.000kN*m Vx=10.000kN Vy=10.000kN ks=1.35 Fk=F/ks=70.000/1.35=51.852kN Mxk=Mx/ks=30.000/1.35=22.222kN*m Myk=My/ks=30.000/1.35=22.222kN*m Vxk=Vx/ks=10.000/1.35=7.407kN Vyk=Vy/ks=10.000/1.35=7.407kN 5.修正后的地基承载力特征值 fa=250.000kPa四、计算参数 1.基础总长Bx=b1+b2+bc=0.350+0.350+0.500=1.200m 2.基础总宽By=a1+a2+hc=0.350+0.350+0.500=1.200mA1=a1+hc/2=0.350+0.500/2=0.600mA2=a2+hc/2=0.350+0.500/2=0.600mB1=b1+bc/2=0.350+0.500/2=0.600mB2=b2+bc/2=0.350+0.500/2=0.600m 3.基础总高H=h1=0.500=0.500m 4.底板配筋计算高度ho=h1-as=0.500-0.040=0.460m 5.基础底面积A=Bx*By=1.200*1.200=1.440 6.Gk=γ*Bx*By*dh=20.000*1.200*1.200*1.500=43.200kN G=1.35*Gk=1.35*43.200=58.320kN五、计算作用在基础底部弯矩值 Mdxk=Mxk-Vyk*H=22.222-7.407*0.500=18.519kN*m Mdyk=Myk+Vxk*H=22.222+7.407*0.500=25.926kN*m Mdx=Mx-Vy*H=30.000-10.000*0.500=25.000kN*m Mdy=My+Vx*H=30.000+10.000*0.500=35.000kN*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=(51.852+43.200)/1.440=66.008kPa 【①5.2.1-2】 因γo*pk=1.00*66.008=66.008kPa≤fa=250.000kPa 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)=25.926/(51.852+43.200)=0.273m 因|exk|>Bx/6=0.200m x方向大偏心,由公式【①8.2.2-2】推导 axk=Bx/2-|exk|=1.200/2-|0.273|=0.327m Pkmax_x=2*(Fk+Gk)/(3*By*axk) =2*(51.852+43.200)/(3*1.200*0.327) =161.367kPa Pkmin_x=(Fk+Gk)/A-6*|Mdyk|/(B*By) =(51.852+43.200)/1.440-6*|25.926|/(1.20*1.200) =-24.012kPa eyk=Mdxk/(Fk+Gk)=18.519/(51.852+43.200)=0.195m 因|eyk|≤By/6=0.200m y方向小偏心 Pkmax_y=(Fk+Gk)/A+6*|Mdxk|/(B*Bx) =(51.852+43.200)/1.440+6*|18.519|/(1.20*1.200) =130.309kPa Pkmin_y=(Fk+Gk)/A-6*|Mdxk|/(B*Bx) =(51.852+43.200)/1.440-6*|18.519|/(1.20*1.200) =1.708kPa 3.确定基础底面反力设计值 Pkmax=(Pkmax_x-pk)+(Pkmax_y-pk)+pk =(161.367-66.008)+(130.309-66.008)+66.008 =225.668kPa γo*Pkmax=1.00*225.668=225.668kPa≤1.2*fa=1.2*250.000=300.000kPa 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)=35.000/(70.000+58.320)=0.273m 因ex>Bx/6.0=0.200m x方向大偏心 ax=Bx/2-|ex|=1.200/2-|0.273|=0.327m Pmax_x=2*(F+G)/(3*By*ax) =2*(70.000+58.320)/(3*1.200*0.327) =217.846kPa Pmin_x=0 1.2计算y方向基础底面反力设计值 ey=Mdx/(F+G)=25.000/(70.000+58.320)=0.195m 因ey≤By/6=0.200 y方向小偏心 Pmax_y=(F+G)/A+6*|Mdx|/(B*Bx) =(70.000+58.320)/1.440+6*|25.000|/(1.20*1.200) =175.917kPa Pmin_y=(F+G)/A-6*|Mdx|/(B*Bx) =(70.000+58.320)/1.440-6*|25.000|/(1.20*1.200) =2.306kPa 1.3因Mdx≠0Mdy≠0 Pmax=Pmax_x+Pmax_y-(F+G)/A =217.846+175.917-(70.000+58.320)/1.440 =304.652kPa 1.4计算地基净反力极值 Pjmax=Pmax-G/A=304.652-58.320/1.440=264.152kPa Pjmax_x=Pmax_x-G/A=217.846-58.320/1.440=177.346kPa Pjmax_y=Pmax_y-G/A=175.917-58.320/1.440=135.417kPa 2.验算柱边冲切 YH=h1=0.500m,YB=bc=0.500m,YL=hc=0.500m YB1=B1=0.600m,YB2=B2=0.600m,YL1=A1=0.600m,YL2=A2=0.600m YHo=YH-as=0.460m 因((YB+2*YHo)≥Bx)并且(YL+2*YHo)≥By) 基础底面处边缘均位于冲切锥体以内,不用验算柱对基础的冲切八、基础受剪承载力验算 1.计算剪力 Az=a1+a2+hc =350+350+500 =1200mm Bz=b1+b2+bc =350+350+500 =1200mm A'=Az*max(b1,b2) =1200.0*max(350.0,350.0) =0.42m2 Vs=A'*p=0.4*48.6=20.4kN 2.计算截面高度影响系数h h=(800/h01/=(800/800.01/=1.0 3.剪切承载力验算 Ao=Az*h1 =1200*500 =600000.00mm2 γo*Vs=1.0*20.4=20.4kN ≤0.7hftAo=0.7*1.0*1.43*600000.0=600.6kN 受剪承载力验算满足要求！九、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。十、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=0.200mx方向大偏心 a=(Bx-bc)/2=(1.200-0.500)/2=0.350m ax=Bx/2-ex=1.200/2-0.273=0.327m Pj1=(Pmax_x*(3*ax-a)/(3*ax))-G/A =(217.846*(3*0.327-0.350)/(3*0.327))-58.320/1.440 =99.681kPa 因ey≤By/6=0.200my方向小偏心 a=(By-hc)/2=(1.200-0.500)/2=0.350m Pj2=((By-a)*(Pmax_y-Pmin_y)/By)+Pmin_y-G/A =((1.200-0.350)*(175.917-2.306)/1.200)+2.306-58.320/1.440 =84.780kPa βx=1.091 βy=1.096 MI_1=1/48*βx*(Bx-bc*(2*By+hc)*(Pj1+Pjmax_x) =1/48*1.091*(1.200-0.500*(2*1.200+0.500)*(99.681+177.346) =8.95kN*m MII_1=1/48*βy*(By-hc*(2*Bx+bc)*(Pj2+Pjmax_y) =1/48*1.096*(1.200-0.500*(2*1.200+0.500)*(84.780+135.417) =7.14kN*m十一、计算配筋 10.1计算Asx Asx_1=γo*MI_1/(0.9*(H-as)*fy) =1.00*8.95*1/(0.9*(500.000-40.000)*360) =60.0m Asx1=Asx_1=60.0m Asx=Asx1/By=60.0/1.200=50m/m Asx=max(Asx,ρmin*H*1000) =max(50,0.150%*500*1000) =750m/m 选择钢筋12@150,