锥型柱基DJp1计算书.doc

锥型柱基DJp1计算书
项目名称_____________日 期_____________
设 计 者_____________校 对 者_____________
一、示意图
基础类型：锥型柱基 计算形式：验算截面尺寸
平面:

剖面:

二、基本参数
1．依据规范
《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2011）
《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2010）
《简明高层钢筋混凝土结构设计手册（第四版）》
2．几何参数：
已知尺寸：
B1 = 2250 mm, A1 = 2250 mm
H1 = 200 mm, H2 = 450 mm
B = 500 mm, A = 500 mm
无偏心：
B2 = 2250 mm, A2 = 2250 mm
基础埋深d = 2.00 m
钢筋合力重心到板底距离as = 50 mm
3．荷载值：
(1)作用在基础顶部的标准值荷载
Fgk = 2200.00 kN Fqk = 10.00 kN
Mgxk = 1.30 kN·m Mqxk = 0.00 kN·m
Mgyk = 12.70 kN·m Mqyk = 0.00 kN·m
Vgxk = 6.90 kN Vqxk = 0.00 kN
Vgyk = -0.40 kN Vqyk = 0.00 kN
(2)作用在基础底部的弯矩标准值
Mxk = Mgxk＋Mqxk = 1.30＋0.00 = 1.30 kN·m
Myk = Mgyk＋Mqyk = 12.70＋0.00 = 12.70 kN·m
Vxk = Vgxk＋Vqxk = 6.90＋0.00 = 6.90 kN·m
Vyk = Vgyk＋Vqyk = -0.40＋0.00 = -0.40 kN·m
绕X轴弯矩: M0xk = Mxk－Vyk·(H1＋H2) = 1.30－-0.40×0.65 = 1.56 kN·m
绕Y轴弯矩: M0yk = Myk＋Vxk·(H1＋H2) = 12.70＋6.90×0.65 = 17.18 kN·m
(3)作用在基础顶部的基本组合荷载
不变荷载分项系数rg = 1.25 活荷载分项系数rq = 1.40
F = rg·Fgk＋rq·Fqk = 2764.00 kN
Mx = rg·Mgxk＋rq·Mqxk = 1.63 kN·m
My = rg·Mgyk＋rq·Mqyk = 15.88 kN·m
Vx = rg·Vgxk＋rq·Vqxk = 8.63 kN
Vy = rg·Vgyk＋rq·Vqyk = -0.50 kN
(4)作用在基础底部的弯矩设计值
绕X轴弯矩: M0x = Mx－Vy·(H1＋H2) = 1.63－-0.50×0.65 = 1.95 kN·m
绕Y轴弯矩: M0y = My＋Vx·(H1＋H2) = 15.88＋8.63×0.65 = 21.48 kN·m
4．材料信息：
混凝土： C30 钢筋： HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)
5．基础几何特性：
底面积：S = (A1＋A2)(B1＋B2) = 4.50×4.50 = 20.25 m2
绕X轴抵抗矩：Wx = (1/6)(B1+B2)(A1+A2)2 = (1/6)×4.50×4.502 = 15.19 m3
绕Y轴抵抗矩：Wy = (1/6)(A1+A2)(B1+B2)2 = (1/6)×4.50×4.502 = 15.19 m3
三、计算过程
1．修正地基承载力
修正后的地基承载力特征值 fa = 150.00 kPa
2．轴心荷载作用下地基承载力验算
计算公式：
按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2011）下列公式验算：
pk = (Fk＋Gk)/A (5.2.2－1)
Fk = Fgk＋Fqk = 2200.00＋10.00 = 221000 kN
Gk = 20S·d = 20×20.25×2.00 = 810.00 kN
pk = (Fk＋Gk)/S = (2210.00＋810.00)/20.25 = 149.14 kPa ≤ fa，满足要求。
3．偏心荷载作用下地基承载力验算
计算公式：
按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2011）下列公式验算：
当e≤b/6时，pkmax = (Fk＋Gk)/A＋Mk/W (5.2.2－2)
pkmin = (Fk＋Gk)/A－Mk/W (5.2.2－3)
当e＞b/6时，pkmax = 2(Fk＋Gk)/3la (5.2.2－4)
X、Y方向同时受弯。
偏心距exk = M0yk/(Fk＋Gk) = 17.18/(2210.00＋810.00) = 0.01 m
e = exk = 0.01 m ≤ (B1＋B2)/6 = 4.50/6 = 0.75 m
pkmaxX = (Fk＋Gk)/S＋M0yk/Wy
= (2210.00＋810.00)/20.25＋17.18/15.19 = 150.27 kPa
偏心距eyk = M0xk/(Fk＋Gk) = 1.56/(2210.00＋810.00) = 0.00 m
e = eyk = 0.00 m ≤ (A1＋A2)/6 = 4.50/6 = 0.75 m
pkmaxY = (Fk＋Gk)/S＋M0xk/Wx
= (2210.00＋810.00)/20.25＋1.56/15.19 = 149.24 kPa
pkmax = pkmaxX＋pkmaxY－(Fk＋Gk)/S = 150.27＋149.24－149.14 = 150.37 kPa
≤ 1.2×fa = 1.2×150.00 = 180.00 kPa，满足要求。
4．基础抗冲切验算
计算公式：
按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2011）下列公式验算：
Fl ≤ 0.7·βhp·ft·am·h0 (8.2.7－1)
Fl = pj·Al (8.2.7－3)
am = (at＋ab)/2 (8.2.7－2)
pjmax,x = F/S＋M0y/Wy = 2764.00/20.25＋21.48/15.19 = 137.91 kPa
pjmin,x = F/S－M0y/Wy = 2764.00/20.25－21.48/15.19 = 135.08 kPa
pjmax,y = F/S＋M0x/Wx = 2764.00/20.25＋1.95/15.19 = 136.62 kPa
pjmin,y = F/S－M0x/Wx = 2764.00/20.25－1.95/15.19 = 136.37 kPa
pj = pjmax,x＋pjmax,y－F/S = 137.91＋136.62－136.49 = 138.04 kPa
(1)柱对基础的冲切验算：
H0 = H1＋H2－as = 0.20＋0.45－0.05 = 0.60 m
X方向：
Alx = 1/4·(A＋2H0＋A1＋A2)(B1＋B2－B－2H0)
= (1/4)×(0.50＋2×0.60＋4.50)(4.50－0.50－2×0.60)
= 4.34 m2
Flx = pj·Alx = 138.04×4.34 = 599.08 kN
ab = min{A＋2H0, A1＋A2} = min{0.50＋2×0.60, 4.50} = 1.70 m
amx = (at＋ab)/2 = (A＋ab)/2 = (0.50＋1.70)/2 = 1.10 m
Flx ≤ 0.7·βhp·ft·amx·H0 = 0.7×1.00×1430.00×1.100×0.600
= 660.66 kN，满足要求。
Y方向：
Aly = 1/4·(B＋2H0＋B1＋B2)(A1＋A2－A－2H0)
= (1/4)×(0.50＋2×0.60＋4.50)(4.50－0.50－2×0.60)
= 4.34 m2
Fly = pj·Aly = 138.04×4.34 = 599.08 kN
ab = min{B＋2H0, B1＋B2} = min{0.50＋2×0.60, 4.50} = 1.70 m
amy = (at＋ab)/2 = (B＋ab)/2 = (0.50＋1.70)/2 = 1.10 m
Fly ≤ 0.7·βhp·ft·amy·H0 = 0.7×1.00×1430.00×1.100×0.600
= 660.66 kN，满足要求。
5．基础受压验算
计算公式：《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2010）
Fl ≤ 1.35·βc·βl·fc·Aln (7.8.1-1)
局部荷载设计值：Fl = 2764.00 kN
混凝土局部受压面积：Aln = Al = B×A = 0.50×0.50 = 0.25 m2
混凝土受压时计算底面积：Ab = min{B＋2A, B1＋B2}×min{3A, A1＋A2} = 2.25 m2
混凝土受压时强度提高系数：βl = sq.(Ab/Al) = sq.(2.25/0.25) = 3.00
135βc·βl·fc·Aln
= 1.35×1.00×3.00×14300.00×0.25
= 14478.75 kN ≥ Fl = 2764.00 kN，满足要求。
6．基础受弯计算
计算公式：
按《简明高层钢筋混凝土结构设计手册（第四版）》中下列公式验算：
MⅠ=β/48·(L－a)2(2B＋b)(pjmax＋pjnx) (11.4－7)
MⅡ=β/48·(B－b)2(2L＋a)(pjmax＋pjny) (11.4－8)
(1)柱根部受弯计算：
G = 1.35Gk = 1.35×810.00 = 1093.50kN
Ⅰ-Ⅰ截面处弯矩设计值：
pjnx = pjmin,x＋(pjmax,x－pjmin,x)(B1＋B2＋B)/2/(B1＋B2)
= 135.08＋(137.91－135.08)×(4.50＋0.50)/2/4.50
= 136.65 kPa
MⅠ = β/48·(B1＋B2－B)2[2(A1＋A2)＋A](pjmax,x＋pjnx)
= 1.0000/48×(4.50－0.50)2×(2×4.50＋0.50)×(137.91＋136.65)
= 869.44 kN·m
Ⅱ-Ⅱ截面处弯矩设计值：
pjny = pjmin,y＋(pjmax,y－pjmin,y)(A1＋A2＋A)/2/(A1＋A2)
= 136.37＋(136.62－136.37)×(4.50＋0.50)/2/4.50
= 136.51 kPa
MⅡ = β/48·(A1＋A2－A)2[2(B1＋B2)＋B](pjmax,y＋pjny)
= 1.0000/48×(4.50－0.50)2×(2×4.50＋0.50)×(136.62＋136.51)
= 864.91 kN·m
Ⅰ-Ⅰ截面受弯计算：
相对受压区高度： ζ= 0.038263 配筋率： ρ= 0.001520
计算面积：911.93 mm2/m
Ⅱ-Ⅱ截面受弯计算：
相对受压区高度： ζ= 0.038060 配筋率： ρ= 0.001512
计算面积：907.09 mm2/m
四、计算结果
1．X方向弯矩验算结果：
计算面积：911.93 mm2/m
采用方案：f12@110
实配面积：1028.16 mm2/m
2．Y方向弯矩验算结果：
计算面积：907.09 mm2/m
采用方案：f12@110
实配面积：1028.16 mm2/m