公园2#廊架计算书（钢结构+基础）

PAGEPAGE12#廊架计算书目录TOC\o"1-2"\h\z\u1.工程概况 32.设计依据 32.1设计规范、规程及国际和地方标准 32.2设计标准 32.3主要结构计算软件 53.钢结构计算 53.1计算模型 53.2构件截面 63.3荷载与边界条件 73.4计算结果 84基础计算 104.1设计资料： 104.2计算要求： 114.3计算过程和计算结果 115柱脚计算 135.1柱脚基础信息 135.2计算内容 145.3计算过程及计算结果 141.工程概况新建“火焰山公园”。2#廊架属于本项目里的一个景观小品。2.设计依据设计合同甲方提供的设计技术资料设计合同的补充协议、会议纪要甲方对方案（扩初）设计的确认书2.1设计规范、规程及国际和地方标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2018《工程结构可靠度设计统一标准》GB50153-2008《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016版)《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010《钢结构设计标准》GB50017-2017《建筑设计防火规范》GB50016-2017(2019版)《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-20172.2设计标准2.2.1结构设计使用年限本工程设计基准50年,结构设计使用年限为50年2.2.2建筑安全等级和耐火等级建筑结构安全等级为二级，结构重要性系数γo=1.10。建筑耐火等级为一级。2.2.3结构抗震、抗风设计2.2.3.1设防烈度本工程抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.05g，场地类别为I0类。2.2.3.2抗震设防类别根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008，本属于标准设防丙类，抗震构造措施按6度。2.2.3.3基本风压、基本雨压基本风压:100年重现期Wo=0.4kN/m2，地面粗糙度为A类；本工程结构承载力按100年重现期设计。基本雨压:W雨=0.70kN/m2。2.2.3.4构件受弯挠度控制表格SEQ表格\*ARABIC1构件受弯挠度控制构件1.0D+1.0L悬挑构件L/200(悬挑长度)主梁L/400次梁L/2502.2.3.5钢结构材料表格SEQ表格\*ARABIC2钢材材料列表(单位Mpa)材料号钢材抗拉、抗压和抗弯fy/f抗剪fv端面承压(刨平顶紧)fce钢号厚度或直径(mm)1Q235B-235150-2.3主要结构计算软件钢结构分析采用大型建筑结构通用有限元分析与计算软件midasGen（2022V2.1版本）计算。3.钢结构计算3.1计算模型图表SEQ图表\*ARABIC1结构模型图图表SEQ图表\*ARABIC2顶视图图表SEQ图表\*ARABIC3左立面图图表SEQ图表\*ARABIC4前立面图3.2构件截面表格SEQ表格\*ARABIC3截面名称和截面号列表截面号截面名称1立柱（直径300x3）2横梁（∅75x75x3）3纵梁（∅250x250x5）4边纵梁（∅75x250x3）图表SEQ图表\*ARABIC5结构截面布置图3.3荷载与边界条件3.3.1恒荷载结构自重由软件自动计算考虑，结构自重，恒荷载布置如下图所示（单位：kN,m）：图表SEQ图表\*ARABIC6恒荷载自重3.3.2活荷载风荷载及雨荷载,防火按轻质膨胀型考虑。3.3.3温度荷载考虑结构整体升温30℃，整体降温20℃。3.3.4荷载组合本工程采用的荷载组合如下表所示:表格SEQ表格\*ARABIC4荷载组合表名称类型说明sLCB1相加1.20自重(ST)sLCB2相加1.00自重(ST)sLCB3相加1.20自重(ST)+1.40风荷载(ST)+1.40雨荷载(ST)sLCB4相加1.20自重(ST)+-1.40风荷载(ST)-1.40雨荷载(ST)sLCB5相加1.00自重(ST)+1.40风荷载(ST)+1.40雨荷载(ST)sLCB6相加1.00自重(ST)+-1.40风荷载(ST)-1.40雨荷载(ST)3.3.5边界条件本工程采用的边界条件如下表所示:图表SEQ图表\*ARABIC8边界条件布置图(一般支承)3.4计算结果3.4.1位移结果在1.0D+1.0L荷载作用下，结构竖向位移如下图所示。其最大相对位移为16mm，位移比1/600（<1/250），满足要求3.4.2构件内力结果从表中可看出应力满足规范要求。从反力来看对基础要求不高，故设计图纸的基础做法满足要求。4基础计算4.1设计资料：4.1.1已知条件：类型：阶梯形柱数：单柱阶数：2基础尺寸(单位mm):b1=1400,b11=700,a1=1400,a11=700,h1=400b2=600,b21=300,a2=600,a21=300,h2=400柱:圆柱,直径=300mm设计值：N=20.55kN,Mx=-2.40kN.m,Vx=6.93kN,My=1.45kN.m,Vy=-1.42kN标准值：Nk=15.22kN,Mxk=-1.78kN.m,Vxk=5.13kN,Myk=1.07kN.m,Vyk=-1.05kN混凝土强度等级：C25,fc=11.90N/mm2钢筋级别：HRB400,fy=360N/mm2纵筋最小配筋:0.15配筋调整系数:1.0配筋计算方法:通用法基础与覆土的平均容重：20.00kN/m3纵筋保护层：40mm垫层厚hd：100mm垫层出头宽bd：100mm双偏压计算.误差允许值(%):0.30基底反力选用值:最大值修正后的地基承载力特征值：300kPa基础埋深：1.50m作用力位置标高：0.000m剪力作用附加弯矩M'=V*h(力臂h=1.500m)：My'=10.39kN.mMx'=2.13kN.mMyk'=7.70kN.mMxk'=1.58kN.m4.2计算要求：(1)基础抗弯计算(2)基础抗冲切验算(3)地基承载力验算单位说明：力：kN,力矩：kN.m,应力：kPa4.3计算过程和计算结果4.3.1基底反力计算：4.3.1.1统计到基底的荷载标准值:Nk=15.22,Mkx=-0.20,Mky=8.77设计值:N=20.55,Mx=-0.27,My=11.844.3.1.2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=57.39kPapkmin=(Nk+Gk)/A-|Mxk|/Wx-|Myk|/Wy=18.14kPapk=(Nk+Gk)/A=37.77kPa各角点反力p1=18.14kPa,p2=56.51kPa,p3=57.39kPa,p4=19.02kPa4.3.1.3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=36.98kPapmin=N/A-|Mx|/Wx-|My|/Wy=-16.01kPap=N/A=10.48kPa各角点反力p1=-16.01kPa,p2=35.79kPa,p3=36.98kPa,p4=-14.83kPa4.3.2地基承载力验算:pk=37.77<fa=300.00kPa,满足pkmax=57.39<1.2*fa=360.00kPa,满足4.3.3基础抗剪验算:根据《地基规范》第8.2.7-2条,需要进行抗剪验算抗剪验算公式V<=0.7*βhs*ft*Ac[《地基规范》第8.2.9条](剪力V根据净反力的最大值计算) 下 右 上 左第1阶(h0=355mm,βhs=1.000)剪切荷载(kN)20.2320.7120.71-8.96抗剪切力(kN)441.83441.83441.83441.83第2阶(h0=755mm,βhs=1.000)剪切荷载(kN)29.4630.0230.02-13.00抗剪切力(kN)655.19655.19655.19655.19抗剪满足.4.3.4基础抗冲切验算:抗冲切验算公式Fl<=0.7*βhp*ft*Aq[《地基规范》第8.2.8条](冲切力Fl根据净反力的最大值计算) 下 右 上 左第1阶(h=400mm,h0=355mm,βhp=1.000)冲切荷载(kN)2.182.252.25-0.80抗冲切力(kN)301.39301.39301.39301.39第2阶(h=800mm,h0=755mm,βhp=1.000)冲切荷载(kN)0.000.000.000.00抗冲切力(kN)0.000.000.000.00抗冲切满足.4.3.5基础受弯计算:弯矩计算公式M＝F×d其中,F--对应截面地基净反力合力(根据净反力的最大值计算);d--质心到验算截面的距离。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%板底配筋:第1阶(kN.m):M下=3.25,M右=3.35,M上=3.35,M左=-1.45,h0=355mm计算As(mm2/m):As下=600(构造),As右=600(构造),As上=600(构造),As左=600(构造)配筋率ρ:ρ下=0.150%,ρ右=0.150%,ρ上=0.150%,ρ左=0.150%第2阶(kN.m):M下=6.10,M右=6.30,M上=6.30,M左=-2.73,h0=755mm计算As(mm2/m):As下=857(构造),As右=857(构造),As上=857(构造),As左=857(构造)配筋率ρ:ρ下=0.150%,ρ右=0.150%,ρ上=0.150%,ρ左=0.150%板顶配筋:第1阶(kN.m):M下=3.25,M右=3.35,M上=3.35,M左=-1.45,h0=355mm计算As(mm2/m):——,——,——,As左=600(构造)配筋率ρ:——,——,——,ρ左=0.150%第2阶(kN.m):M下=6.10,M右=6.30,M上=6.30,M左=-2.73,h0=755mm计算As(mm2/m):——,——,——,As左=857(构造)配筋率ρ:——,——,——,ρ左=0.150%基础板底、板顶构造配筋(最小配筋率0.15%).4.3.6底板配筋:X向实配 板底:E14@170(906mm2/m)≥As=857mm2/mY向实配 板底:E14@170(906mm2/m)≥As=857mm2/m通过以上计算分析得知满足现行规范要求。5柱脚计算5.1柱脚基础信息连接方式固接连接柱直c(mm)300.0内力设计值N(kN)20.55组合水平地震力ㄨVx(kN)6.93Vy(kN)-1.42My(kN.m)-2.4Mx(kN.m)1.45底板信息锚栓直径30锚栓钢材牌号Q235锚栓数量nx2底板钢材牌号Q235锚栓数量ny2底板下砼强度C25L(mm)550βl1.00B(mm)550设加劲肋√底板厚度tpb(mm)30.0加劲肋高hR(mm)300.0螺栓中心距边缘lt(mm)85加劲肋厚tR(mm)20.0螺栓中心距边缘bt(mm)85加劲肋分担ㄨ焊缝验算√焊缝信息腹板焊缝角焊缝hf1(mm)10.0翼缘焊缝角焊缝hf2(mm)10.0βf1.22hf3(mm)10.0铣平端ㄨ5.2计算内容（1）底板下混凝土承载力验算（2）锚栓强度验算（3）底板厚度验算（4）水平抗剪承载力验算（5）加劲肋强度验算（6）焊缝强度验算（7）构造验算5.3计算过程及计算结果5.3.1计算参数偏心距钢材与混凝土弹性模量之比单个锚栓的有效面积A0=561(mm2)X向受拉侧锚栓的总有效面积Y向受拉侧锚栓的总有效面积5.3.2底板下混凝土承载力验算X向由以下公式计算受压区长度求解得xn=221.61底板下的混凝土最大受压应力受拉侧锚栓的总拉力Y向由以下公式计算受压区长度求解得yn=139.62248底板下的混凝土最大受压应力受拉侧锚栓的总拉力验算0.52（MPa）＜βlfc=1.00×11.90=11.90（MPa），满足5.3.3锚栓强度验算单个锚栓所受最大拉力锚栓强度验算满足5.3.4底板厚度验算受压侧底板厚度应满足其中：Mimax为根据柱脚底板下的混凝土基础反力和底板的支承条件计算得到的最大弯矩；Mimax=系数×σca2；σc为计算区格内底板下混凝土基础的最大分布反力；f为底板钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值。f=205（MPa）；两邻边和三边支撑时，如果b/a小于0.3，按悬臂长为b的悬臂板计算；板区格支撑条件ab系数σc(MPa)Mimax(N.mm)最小厚度(mm)2三边支撑260.00105.000.0450.421266.16.093两邻边支撑163.2580.400.0590.52811.34.875四边支撑147.50290.000.1010.08167.92.226三边支撑300.00125.000.0470.16681.64.47受拉侧底板厚度应满足其中：lai为锚栓中心到支撑边的距离；Da为支撑边的计算长度；f为底板钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值。f=205（MPa）；板区格支撑条件lai(mm)Da(mm)Nta(kN)最小厚度(mm)8两邻边支撑20.070.03.975.76底板厚度验算，依据《钢结构连接节点设计手册》8-80：底板厚度不应小于max（受压/拉侧最小底板厚度、30.0mm、柱中板件较厚值）max(6.09,30.0,5.0)=30.00（mm）=tpb=30.0（mm），满足5.3.5水平抗剪承载力验算锚栓所受总拉力Ta=Tay+Tax=1.32+7.60=8.92(kN)水平抗剪承载力Vfb=0.4(Ta+N)=0.4×(8.92+7.57)=6.60(kN)剪力设计值水平抗剪承载力验算6.60（kN）>1.97（kN），满足5.3.6加劲肋强度验算加劲肋1(受压侧)加劲肋2(受压侧)加劲肋3（受拉侧）加劲肋4（受拉侧）强度验算:1.52（MPa）<fv=120.00（MPa），满足5.3.7焊缝强度验算(1)柱与底板连接焊缝计算腹板角焊缝计算长度柱腹板处的角焊缝的有效截面面积翼缘内侧角焊缝计算长度翼缘外侧角焊缝计算长度翼缘处的角焊缝的有效截面面积柱截面周边的角焊缝的总有效截面模量轴力产生的应力满足弯矩产生的应力满足腹板的剪应力满足翼缘的剪应力满足焊缝强度验算翼缘焊缝强度满足腹板焊缝强度满足(2)加劲肋与底板连接焊缝计算加劲肋2角焊缝计算长度焊缝强度加劲肋1角焊缝计算长度焊缝强度加劲肋与底板连接焊缝强度验算满足(3)加劲肋与柱连接焊缝计算取X,Y方向剪力最大位置角焊缝的计算长度X向加劲肋加劲肋2焊缝强度