变电站主变基础计算书.doc

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 （GB50010-2023）（2023版） 变电站建筑结构设计技术规定 （DL/T 5457-2023） 建筑抗震设计规范 （GB 50011-2023）（2023版）建筑结构荷载规范 （GB 50009-2023）建筑地基基础设计规范 （GB 50007-2023）二、 电气资料 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/T 5457-2023） （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)11A1000220022A10002200 柱子荷载信息（单位：kN，kN.m）：柱编号NMxMyVxVyN_KMx_KMy_KVx_KVy_K1491.400.000.000.000.00364.000.000.000.000.002491.400.000.000.000.00364.000.000.000.000.00 混凝土强度等级：C30, fc=14.30N/mm2, ft=1.43N/mm2 钢筋级别：HRB400, fy=360N/mm2 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性值：120kPa 基础埋深：1.60m 作用力位置标高：0.650m1.2 计算规定： (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：kPa2 计算过程和计算结果2.1 基底反力计算：2.1.1 记录到基底的荷载 标准值:Nk = 728.00 kN, Mkx = 0.00 kN.m, Mky = 0.00 kN.m 设计值:N = 982.80 kN, Mx = 0.00 kN.m, My = -0.00 kN.m2.1.2 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 = 66.39 kPa pkmin = (Nk + Gk)/A - |Mxk|/Wx - |Myk|/Wy = (728.00 + 677.38) / 21.17 - 0.00 - 0.00 = 66.39 kPa pk = (Nk + Gk)/A = 66.39 kPa 各角点反力 p1=66.39 kPa, p2=66.39 kPa, p3=66.39 kPa, p4=66.39 kPa2.1.3 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 = 46.43 kPa pmin = N/A - |Mx|/Wx - |My|/Wy = 982.80 / 21.17 - 0.00 - 0.00 = 46.43 kPa p = N/A = 46.43 kPa 各角点反力 p1=46.43 kPa, p2=46.43 kPa, p3=46.43 kPa, p4=46.43 kPa2.2 地基承载力验算: pk=66.39 fa=120.00 kPa, 满足。 pkmax=66.39 1.2*fa=144.00 kPa, 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QX1位于柱1(轴线1A)的左侧，距底板左侧1000.00mm97.50-195.00X2位于柱1(轴线1A)的右侧，距底板左侧2023.00mm144.30101.40X3位于柱2(轴线2A)的左侧，距底板左侧3040.00mm144.30-101.40X4位于柱2(轴线2A)的右侧，距底板左侧4040.00mm97.50195.002.3.2 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QY1位于柱1(轴线1A)的下侧，距底板下侧1000.00mm117.00-234.00Y2位于柱1(轴线1A)的上侧，距底板下侧3200.00mm117.00234.002.3.3 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记录: 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、X3144.30最大剪力Q (kN)X1、X4195.00（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、Y2117.00最大剪力Q (kN)Y1、Y2234.00（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*h0*b) 最小配筋率规定：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; h0: mm; As: mm2/m; : %项目Mh0计算As实配实配As配筋率是否构造是否超筋底板下部x向144.30955111E1410015390.154是否底板下部y向117.0095575E1410015390.154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 Vs0.7*hs*ft*A0 地基规范第8.2.9条 注：下表数据单位 Vs: kN; ft: N/mm2; A0: mm2最大剪力截面剪力VhftAc0.7*h*ft*Ac是否满足X1、X4-195.000.961.4340110003841.12满足Y1、Y2-234.000.961.4348132004609.35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 Fl0.7*hp*ft*Ac 地基规范第8.2.8条 冲切力Fl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*AlN 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 (1) 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沿。 冲切力Fl=pmax*AlN=46.43*0.19-0.00=8.68 kN 抗冲切力=0.7*hp*ft*Ac=2965.77 kN 冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。 (2) 右侧截面： 柱2中心落在冲切荷载基顶计算范围内，冲切力Fl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沿。 冲切力Fl=pmax*AlN=46.43*8.75-491.40=-84.92 kN 抗冲切力=0.7*hp*ft*Ac=2965.77 kN 冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。 (3) 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沿。 冲切力Fl=pmax*AlN=46.43*0.13-0.00=6.17 kN 抗冲切力=0.7*hp*ft*Ac=1837.74 kN 冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。 (4) 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沿。 冲切力Fl=pmax*AlN=46.43*0.13-0.00=6.17 kN 抗冲切力=0.7*hp*ft*Ac=1837.74 kN 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Fl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沿。 冲切力Fl=pmax*AlN=46.43*8.75-491.40=-84.92 kN 抗冲切力=0.7*hp*ft*Ac=2965.77 kN 冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。 (2) 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沿。 冲切力Fl=pmax*AlN=46.43*0.19-0.00=8.68 kN 抗冲切力=0.7*hp*ft*Ac=2965.77 kN 冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。 (3) 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沿。 冲切力Fl=pmax*AlN=46.43*0.13-0.00=6.17 kN 抗冲切力=0.7*hp*ft*Ac=1837.74 kN 冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。 (4) 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沿。 冲切力Fl=pmax*AlN=46.43*0.13-0.00=6.17 kN 抗冲切力=0.7*hp*ft*Ac=1837.74 kN 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记录： 下表数据单位 Al:m2; N:kN; Fl:kN; Ac:m2截面号AlNFlhpAc0.7*hp*ft*Ac是否满足柱1(1A)左0.1870.008.680.983.0132965.77满足柱1(1A)右8.755491.40-84.920.983.0132965.77满足柱1(1A)下0.1330.006.170.981.8671837.74满足柱1(1A)上0.1330.006.170.981.8671837.74满足柱2(2A)左8.755491.40-84.920.983.0132965.77满足柱2(2A)右0.1870.008.680.983.0132965.77满足柱2(2A)下0.1330.006.170.981.8671837.74满足柱2(2A)上0.1330.006.170.981.8671837.74满足2.6.2 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*Al0.7*hp*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)； Al：冲切破坏锥体底面面积(m2)； hp：抗冲切截面高度影响系数，当h800mm时取1.0，当h2023mm时取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/mm2)； Ac：抗冲切截面水平投影面积(m2)；柱号AlpN-p*AlhpAc0.7*hp*ft*Ac是否满足柱1(1A)11.96046.43-63.890.989.7609607.03满足柱2(2A)11.96046.43-63.890.989.7609607.03满足2.7 局压验算: 局压验算公式 Fl=1.35*c*l*fc*Aln 混凝土规范第6.6.1条 下表数据单位 Fl:kN; fc:N/mm2; Aln:mm2柱号轴线号FlclfcAln1.35*c*l*fc*Aln是否满足11A491.401.002.3914.302202300101640.41满足22A491.401.002.3914.302202300101640.41满足3 配筋简图实际配筋直径20间距150，AS=2094m2满足配筋面积规定-4 基底反力简图-【理正结构设计工具箱软件 7.0PB3】 计算日期: 2023-09-27 13:32:17-4.3工况二：安装情况，偏心受压计算根据公式 （11.3.2）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=883.29 kN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基础底面抵抗矩w=4.2x5.042/6=17.78 m3将以上数据带入公式11.3.2