結構構件計算書第1頁，共1頁PAGE階梯基礎計算項目名稱_____________日期_____________設計者_____________校對者_____________一、設計依據 《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)① 《混凝土結構設計規范》GB50010-2010(2015年版)② 《簡明高層鋼筋混凝土結構設計手冊》李國勝(第三版)③二、示意圖三、計算信息 構件編號:JC-1 計算類型:驗算截面尺寸 1.幾何參數 臺階數 n=1 矩形柱寬 bc=350mm 矩形柱高 hc=350mm 基礎高度 h1=400mm 一階長度b1=575mm b2=575mm 一階寬度a1=575mm a2=575mm 2.材料信息 基礎混凝土等級: C30 ft_b=1.43N/m fc_b=14.3N/m 柱混凝土等級: C30 ft_c=1.43N/m fc_c=14.3N/m 鋼筋級別: HRB400 fy=360N/m 3.計算信息 結構重要性系數: γo=1.00 基礎埋深: dh=1.000m 縱筋合力點至近邊距離: as=40mm 基礎及其上覆土的平均容重: γ=20.000kN/ 最小配筋率: ρmin=0.150% 4.作用在基礎頂部荷載設計值 4.作用在基礎頂部荷載標準組合值 F=18.600kN Mx=2.800kN*m My=7.200kN*m Vx=3.800kN Vy=2.300kN ks=1.35 Fk=F/ks=18.600/1.35=13.778kN Mxk=Mx/ks=2.800/1.35=2.074kN*m Myk=My/ks=7.200/1.35=5.333kN*m Vxk=Vx/ks=3.800/1.35=2.815kN Vyk=Vy/ks=2.300/1.35=1.704kN 5.修正后的地基承載力特征值 fa=159.000kPa四、計算參數 1.基礎總長Bx=b1+b2+bc=0.575+0.575+0.350=1.500m 2.基礎總寬By=a1+a2+hc=0.575+0.575+0.350=1.500m A1=a1+hc/2=0.575+0.350/2=0.750mA2=a2+hc/2=0.575+0.350/2=0.750m B1=b1+bc/2=0.575+0.350/2=0.750mB2=b2+bc/2=0.575+0.350/2=0.750m 3.基礎總高H=h1=0.400=0.400m 4.底板配筋計算高度ho=h1-as=0.400-0.040=0.360m 5.基礎底面積A=Bx*By=1.500*1.500=2.250 6.Gk=γ*Bx*By*dh=20.000*1.500*1.500*1.000=45.000kN G=1.35*Gk=1.35*45.000=60.750kN五、計算作用在基礎底部彎矩值 Mdxk=Mxk-Vyk*H=2.074-1.704*0.400=1.393kN*m Mdyk=Myk+Vxk*H=5.333+2.815*0.400=6.459kN*m Mdx=Mx-Vy*H=2.800-2.300*0.400=1.880kN*m Mdy=My+Vx*H=7.200+3.800*0.400=8.720kN*m六、驗算地基承載力 1.驗算軸心荷載作用下地基承載力 pk=(Fk+Gk)/A=(13.778+45.000)/2.250=26.123kPa 【①5.2.1-2】 因γo*pk=1.00*26.123=26.123kPa≤fa=159.000kPa 軸心荷載作用下地基承載力滿足要求 2.驗算偏心荷載作用下的地基承載力 exk=Mdyk/(Fk+Gk)=6.459/(13.778+45.000)=0.110m 因|exk|≤Bx/6=0.250m x方向小偏心, 由公式【①5.2.2-2】和【①5.2.2-3】推導 Pkmax_x=(Fk+Gk)/A+6*|Mdyk|/(B*By) =(13.778+45.000)/2.250+6*|6.459|/(1.50*1.500) =37.607kPa Pkmin_x=(Fk+Gk)/A-6*|Mdyk|/(B*By) =(13.778+45.000)/2.250-6*|6.459|/(1.50*1.500) =14.640kPa eyk=Mdxk/(Fk+Gk)=1.393/(13.778+45.000)=0.024m 因|eyk|≤By/6=0.250m y方向小偏心 Pkmax_y=(Fk+Gk)/A+6*|Mdxk|/(B*Bx) =(13.778+45.000)/2.250+6*|1.393|/(1.50*1.500) =28.599kPa Pkmin_y=(Fk+Gk)/A-6*|Mdxk|/(B*Bx) =(13.778+45.000)/2.250-6*|1.393|/(1.50*1.500) =23.648kPa 3.確定基礎底面反力設計值 Pkmax=(Pkmax_x-pk)+(Pkmax_y-pk)+pk =(37.607-26.123)+(28.599-26.123)+26.123 =40.082kPa γo*Pkmax=1.00*40.082=40.082kPa≤1.2*fa=1.2*159.000=190.800kPa 偏心荷載作用下地基承載力滿足要求七、基礎沖切驗算 1.計算基礎底面反力設計值 1.1計算x方向基礎底面反力設計值 ex=Mdy/(F+G)=8.720/(18.600+60.750)=0.110m 因ex≤Bx/6.0=0.250m x方向小偏心 Pmax_x=(F+G)/A+6*|Mdy|/(B*By) =(18.600+60.750)/2.250+6*|8.720|/(1.50*1.500) =50.769kPa Pmin_x=(F+G)/A-6*|Mdy|/(B*By) =(18.600+60.750)/2.250-6*|8.720|/(1.50*1.500) =19.764kPa 1.2計算y方向基礎底面反力設計值 ey=Mdx/(F+G)=1.880/(18.600+60.750)=0.024m 因ey≤By/6=0.250 y方向小偏心 Pmax_y=(F+G)/A+6*|Mdx|/(B*Bx) =(18.600+60.750)/2.250+6*|1.880|/(1.50*1.500) =38.609kPa Pmin_y=(F+G)/A-6*|Mdx|/(B*Bx) =(18.600+60.750)/2.250-6*|1.880|/(1.50*1.500) =31.924kPa 1.3因Mdx≠0Mdy≠0 Pmax=Pmax_x+Pmax_y-(F+G)/A =50.769+38.609-(18.600+60.750)/2.250 =54.111kPa 1.4計算地基凈反力極值 Pjmax=Pmax-G/A=54.111-60.750/2.250=27.111kPa Pjmax_x=Pmax_x-G/A=50.769-60.750/2.250=23.769kPa Pjmax_y=Pmax_y-G/A=38.609-60.750/2.250=11.609kPa 2.驗算柱邊沖切 YH=h1=0.400m,YB=bc=0.350m,YL=hc=0.350m YB1=B1=0.750m,YB2=B2=0.750m,YL1=A1=0.750m,YL2=A2=0.750m YHo=YH-as=0.360m 因YH≤800，取βhp=1.0 2.1x方向柱對基礎的沖切驗算 x沖切位置斜截面上邊長 at=YL=0.350m x沖切位置斜截面下邊長 ab=YL+2*YHo=1.070m x沖切面積Alx=max((YB1-YB/2-YHo)*(YL+2*YHo)+(YB1-YB/2-YHo,(YB2-YB/2-YHo)*(YL+2*YHo)+(YB2-YB/2-YHo) =max((0.750-0.350/2-0.360)*(0.350+0.360)+(0.750-0.350/2-0.360,(0.750-0.350/2-0.360)*(0.350+0.360)+(0.750-0.350/2-0.360) =max(0.276,0.276) =0.276 x沖切截面上的地基凈反力設計值 Flx=Alx*Pjmax=0.276*27.111=7.490kN γo*Flx=1.00*7.490=7.49kN γo*Flx≤0.7*βhp*ft_b*am*YHo(6.5.5-1) =0.7*1.000*1.43*710*360 =255.86kN x方向柱對基礎的沖切滿足規范要求 2.2y方向柱對基礎的沖切驗算 y沖切位置斜截面上邊長 bt=YB=0.350m y沖切位置斜截面下邊長 bb=YB+2*YHo=1.070m y沖切不利位置 bm=(bt+bb)/2=(0.350+1.070)/2=0.710m y沖切面積Aly=max((YL1-YL/2-YHo)*(YB+2*YHo)+(YL1-YL/2-YHo,(YL2-YL/2-YHo)*(YB+2*YHo)+(YL2-YL/2-YHo =max((0.750-0.350/2-0.360)*(0.350+2*0.360)+(0.750-0.350/2-0.360,(0.750-0.350/2-0.360)*(0.350+2*0.360)+(0.750-0.350/2-0.360) =max(0.276,0.276) =0.276 y沖切截面上的地基凈反力設計值 Fly=Aly*Pjmax=0.276*27.111=7.490kN γo*Fly=1.00*7.490=7.49kN γo*Fly≤0.7*βhp*ft_b*bm*YHo(6.5.5-1) =0.7*1.000*1.43*710*360 =255.86kN y方向柱對基礎的沖切滿足規范要求八、基礎受剪承載力驗算 1.計算剪力 Az=a1+a2+hc =575+575+350 =1500mm Bz=b1+b2+bc =575+575+350 =1500mm A'=Az*max(b1,b2) =1500.0*max(575.0,575.0) =0.86m2 Vs=A'*p=0.9*8.3=7.1kN 基礎底面短邊尺寸大于柱寬加兩倍基礎有效高度，不需驗算受剪承載力！九、柱下基礎的局部受壓驗算 因為基礎的混凝土強度等級大于等于柱的混凝土強度等級，所以不用驗算柱下擴展基礎頂面的局部受壓承載力。十、基礎受彎計算 1.因Mdx>0,Mdy>0此基礎為雙向受彎，根據③中751頁條目4（3）中公式 2.計算I-I截面彎矩 因ex≤Bx/6=0.250mx方向小偏心 a=(Bx-bc)/2=(1.500-0.350)/2=0.575m Pj1=((Bx-a)*(Pmax_x-Pmin_x)/Bx)+Pmin_x-G/A =((1.500-0.575)*(50.769-19.764)/1.500)+19.764-60.750/2.250 =11.884kPa 因ey≤By/6=0.250my方向小偏心 a=(By-hc)/2=(1.500-0.350)/2=0.575m Pj2=((By-a)*(Pmax_y-Pmin_y)/By)+Pmin_y-G/A =((1.500-0.575)*(38.609-31.924)/1.500)+31.924-60.750/2.250 =9.047kPa βx=1.150 βy=1.056 MI_1=1/48*βx*(Bx-bc*(2*By+hc)*(Pj1+Pjmax_x) =1/48*1.150*(1.500-0.350*(2*1.500+0.350)*(11.884+23.769) =3.78kN*m MII_1=1/48*βy*(By-hc*(2*Bx+bc)*(Pj2+Pj