绘图员的日子（十八） 双柱基础软件计算比较

一注考试暂缓，各种负面信息铺面而来，人心惶惶。我始终相信像结构工程师这种关乎整个建筑安全的职称不可能就这样一令而止，所以像我等小菜鸟当需静心定力，潜心研读规范毕竟对于考试和设计都大有益处。

昨日看建设部给出了红头文件，注册考试费用全部重新调价，说明了取消考试确是无稽之谈。人呢，某些时候需当坚定自己看待事物的一些信念，最怕无念之人，跟着环境随意摇摆，这时你得明辨一些事实，可能有些人一方面故意造谣，一方面挑灯夜读，你的淡去是他领证谈薪的资本。并不是我悲观，更不是主张性本恶，环顾四周，你的身边或是网络圈子是否存在此般形形色色之人。信念很重要，它是你成长之路上的正能量。可能某些时候执念也很可怕，但相较无念它也是值得尊敬的。

这篇讲下辩证看待软件的重要性。结构软件之于工程师，正如相机之于摄影师，亦如交通工具之于行者。而软件只是个任由工程师摆布甚至需要工程师修理的工具。摄影界有句话：比照相机更重要的是相机后面的那个人。这句话放之四海皆准。软件如今已经是工程师不可缺少的拐杖，它那高效的计算速度，它那绚丽多彩的界面，多么令人心驰神往。弯矩图、剪力图、轴力图、各种包络图、各种应力云图、振型图、配筋图、节点图，几乎瞬间就可以漂漂亮亮、五颜六色地显示在屏幕上。有了这拐棍，终于可以从什么力法、位移法、什么力矩分配法那一堆堆可怕的计算中解脱出来了。我们可以大胆地逃材料力学结构力学，如果你心存这种侥幸，那么带给你更多的是各种不幸。

双柱阶梯基础计算(TSSD)

二、示意图

三、计算信息

Fk=Fgk1+Fqk1+Fgk2+Fqk2=(800.000)+(0.000)+(900.000)+(0.000)=1700.0

Myk=Mgyk1+Fgk1*(Bx/2-B1)/2+Mqyk1+Fqk1*(Bx/2-B1)/2+Mgyk2+Fgk2*(Bx/2-B1)/2+Mqyk2+Fqk2*(Bx/2-B1)/2)

=60.000+800.000*(5.500/2-1.000)/2+0.000+0.000*(5.500/2-1.000)/2+40.000+900.000*(5.500/2-1.000)/2+0.000+0.000*(5.500/2-1.000)/2

=1587.500kN*m

四、计算参数

1. 基础总长 Bx=B1+B2+Bc=1.000+1.500+3.000=5.500m

2. 基础总宽 By=A1+A2=1.000+1.000=2.000m

A1=a1+max(hc1,hc2)/2=0.750+max(0.500,0.500)/2=1.000m

A2=a2+max(hc1,hc2)/2=0.750+max(0.500,0.500)/2=1.000m

B1=b1+bc1/2=0.750+0.500/2=1.000m B2=b2+bc2/2=1.250+0.500/2=1.500m

3. 基础总高 H=h1=0.700=0.700m

4. 底板配筋计算高度 ho=h1-as=0.700-0.040=0.660m

5. 基础底面积 A=Bx*By=5.500*2.000=11.000m 2

6. Gk= γ*Bx*By*dh=20.000*5.500*2.000*1.500=330.000kN

G=1.35*Gk=1.35*330.000=445.500kN

五、计算作用在基础底部弯矩值

Mdxk=Mxk-Vxk*H=275.000-0.000*0.700=275.000kN*m

Mdyk=Myk+Vyk*H=100.000+0.000*0.700=100.000kN*m

Mdx=Mx-Vx*H=371.250-0.000*0.700=371.250kN*m

Mdy=My+Vy*H=135.000+0.000*0.700=135.000kN*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=(800.000+330.000)/11.000=102.727kPa 【①5.2.2-2】

因 γo*pk=1.0*184.545=184.545kPa≤fa=200.100kPa

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)=60.000/(1700.000+330.000)=0.030m

因 |exk| ≤Bx/6=0.917m x方向小偏心,

由公式【①5.2.2-2】和【①5.2.2-3】推导

Pkmax_x=(Fk+Gk)/A+6*|Mdyk|/(Bx 2*By)

=(1700.000+330.000)/11.000+6*|60.000|/(5.500 2*2.000)

=190.496kPa

Pkmin_x=(Fk+Gk)/A-6*|Mdyk|/(Bx 2*By)

=(1700.000+330.000)/11.000-6*|60.000|/(5.500 2*2.000)

=178.595kPa

因 Mdxk=0 Pkmax_y=Pkmin_y=(Fk+Gk)/A=(1700.000+330.000)/11.000=184.545kPa

3. 确定基础底面反力设计值

Pkmax=(Pkmax_x-pk)+(Pkmax_y-pk)+pk

=(190.496-184.545)+(184.545-184.545)+184.545

=190.496kPa

γo*Pkmax=1.0*190.496=190.496kPa≤1.2*fa=1.2*200.100=240.120kPa

偏心荷载作用下地基承载力满足要求

双柱阶梯基础计算(理正)

1 设计资料：

1.1 已知条件：

类型：单阶矩形底板

基础尺寸简图：

2 计算过程和计算结果

2.1 基底反力计算：

2.1.1 统计到基底的荷载

标准值:Nk = 1700.00 kN, Mkx = 0.00 kN.m, Mky = -175.00 kN.m

设计值:N = 2295.00 kN, Mx = 0.00 kN.m, My = -236.25 kN.m

2.1.2 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

= (1700.00 + 330.00) / 11.00 + 0.00 / 3.67 + 175.00 / 10.08

= 201.90 kPa

pkmin = (Nk + Gk)/A - |Mxk|/Wx - |Myk|/Wy

= (1700.00 + 330.00) / 11.00 - 0.00 / 3.67 - 175.00 / 10.08

= 167.19 kPa

pk = (Nk + Gk)/A = 184.55 kPa

各角点反力 p1=201.90 kPa, p2=167.19 kPa, p3=167.19 kPa, p4=201.90 kPa

手算

可以看出tssd和理正在计算弯矩时大大的错误，得出的弯矩值偏小太多，使得设计不安全。。。

后记

我更深信要想用好任何一种软件，扎实的结构力学基础是不可少的。否则，工程师非但不能摆布这些软件，反而会沦为这些软件的奴隶。理论和实践的结合是一个螺旋上升的震荡过程，传说中的老子就有言：“形而上者谓之道，形而下者谓之器”。对于结构工程师来说，力学的原理是“道”，各种软件不过是“器”而已。以道御器，方能得心应手，以不变应万变。只注重“器”而不总结提升为“道”，未免有些盲目，有些可惜。

2015.11.11 珠海

结构菜鸟 木子青见

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