双柱联合基础该怎么设计？

多柱基础计算书

项目名称_____________构件编号_____________

设 计_____________校 对_____________审核_____________

计算时间 2011年1月9日（星期日）14:00


一、设计资料
1.1. 依据规范
《建筑地基基础设计规范》（GB 50007--2002），以下简称规范
《混凝土结构设计规范》（GB 50010--2002）,以下简称混凝土规范

1.2. 计算选项
计算形式: 程序自动计算
基础类型: 现浇锥形基础,无基础短柱
柱子数量: 两根
荷载类型: 单工况 ,标准组合
进行抗震验算
进行抗剪计算
最小配筋率： 0.15%

1.3. 基础尺寸及标高
自动计算所得尺寸:
基础各阶宽度:
L 1 = 100mm, R 1 = 2200mm
B 1 = 100mm, T 1 = 100mm
L 2 = 400mm, R 2 = 400mm
B 2 = 450mm, T 2 = 450mm
基础各阶高度:
H 1 = 0mm
H 2 = 200mm
柱子信息:
柱号 柱宽 柱长 X坐标 Y坐标
A柱 300.00 300.00 0.00 0.00
B柱 300.00 300.00 2100.00 0.00

基础沿X方向的长度: b = 3400mm
基础沿Y方向的长度: l = 1400mm
基础底面绕X轴的截面抗弯模量:
Wx = b×l 2 6 = 3400×14002 6 = 1.1e+009mm 3
基础底面绕Y轴的截面抗弯模量:
Wy = b 2×l 6 = 34002×1400 6 = 2.7e+009mm 3
地面标高: 0.000m
柱底标高: -2.400m
基础底面标高: -2.600m
基础埋深: d = 2600 - -0 = 2600mm
基础底面至柱底部高度: H = 2600 - 2400 = 200mm

1.4. 其他参数
纵筋合力点至截面外边缘距离: as = 40mm
基础及其上覆土平均容重: G = 20kN/m3
基础混凝土强度等级: C30
钢筋强度等级: HPB235(Q235)
修正后的地基承载力特征值: f a = 180.00kPa
抗震调整系数 :  a = 1.10
承载力验算时对于地震组合荷载，应考虑抗震调整系数RE。抗弯验算RE取0.75,抗剪、冲切验算取0.85,局压验算取1.0。承载力验算时的荷载效应均为考虑抗震调整系数之后的值 折减系数: K s = 1.35

二、荷载统计
2.1. 作用在柱底中心处的荷载
作用在柱底的标准组合荷载:
柱号 Nk(kN) Mkx0 (kN.m) Mky0 (kN.m) Vkx (kN) Vky (kN)
A柱 100.00 10.00 10.00 2.00 3.00
B柱 150.00 4.00 5.00 4.00 5.00

作用在柱底的基本组合荷载(标准组合项乘以Ks):
柱号 N(kN) Mx0 (kN.m) My0 (kN.m) Vx (kN) Vy (kN)
A柱 135.00 13.50 13.50 2.70 4.05
B柱 202.50 5.40 6.75 5.40 6.75


2.2. 作用在基础底部中心的荷载
基础自重及上部土重标准值: Gk = γm×b×l×d = 20.00×3.40×1.40×2.60 = 247.52kN
基础自重及上部土重设计值: G = 1.35×Gk = 1.35×247.52= 334.15kN
柱中心（用户输入荷载作用点）相对基础底面坐标形心(x, y, z):
柱号 X(mm) Y(mm) Z(mm)
A柱 -1050.00 0.00 200.00
B柱 1050.00 0.00 200.00

作用在基础底部的荷载标准组合荷载:
F k = 250.00kN
M kx = 12.40kN.m
M ky = 68.70kN.m
作用在基础底部的荷载基本组合荷载:
F = 337.50kN
M x = 16.74kN.m
M y = 92.75kN.m

三、地基反力计算
3.1. 荷载标准组合下的地基反力
基础底面面积: A = b×l = 3.40×1.40=4.76m2
荷载在X方向和Y方向都存在偏心
基底最小反力标准值:
pkmin = Fk + GkA - |Mkx|Wx - |Mky|Wy = 250.00 + 247.524.76 - 12.401.11- 68.702.70
= 67.89kPa>0kPa
基底最大反力标准值:
pkmax = Fk + GkA + |Mkx|Wx + |Mky|Wy = 250.00 + 247.524.76 + 12.401.11 + 68.702.70
= 141.16kPa


3.2. 荷载基本组合下的地基反力
荷载在X方向和Y方向都存在偏心
基底最小反力设计值:
pmin = F + GA - |Mx|Wx - |My|Wy = 337.50 + 334.154.76 - 16.741.11- 92.752.70
= 91.65kPa>0kPa
基底最大反力设计值:
pmax = F + GA + |Mx|Wx + |My|Wy = 337.50 + 334.154.76 + 16.741.11 + 92.752.70
= 190.56kPa


四、地基承载验算
修正后的地基承载力特征值: f a = 180.00kPa
地基抗震承载力: f aE=198.00kPa
基底平均反力标准值: pk =104.52 kPa≤ faE=198.00kPa,满足要求
基底最大反力标准值: pkmax=141.16kPa≤ 1.2faE=1.2×198.00=237.60kPa,满足要求

五、基础抗冲切验算
5.1. 冲切验算公式
按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007--2002）下列公式验算:
Fl ≤ 0.7hp ft am h0 (8.2.7-1)
m = (at＋ab)/2 (8.2.7-2)
Fl = pj Al (8.2.7-3)

冲切力F1根据作用在基底净反力设计值求得，计算时pj取基底最大净反力
对于多工况，冲切力为F1为各工况中的最大值

验算柱对冲切时，对冲切锥体的每一侧面均按上述公式计算抗冲切力。除验算单柱对基础的冲切外，尚应验算各柱的组合对基础的冲切，即验算任意组合柱的最大外包矩形对基础的冲切。柱的冲切采用冲切锥体形式，此时Al表示冲切锥体范围的投影面积，地基反力取平均净反力计算。

5.2. 柱对基础的冲切验算
组合号 A 1(m2) 地基反力(kN) 上部荷载(kN) 冲切力(kN) 抗冲切力(kN) 验算结果
A 0.38 23.17 114.75 91.58 294.69 满足要求
AB 1.69 101.64 286.88 185.24 967.37 满足要求
B 0.38 23.17 172.13 148.96 294.69 满足要求


六、基础抗剪验算
6.1. 剪切验算公式
抗剪验算参照承台的剪切计算,求得各验算截面处的折算宽度b0后，根据混凝土规范7.5.3，按下列公式讲行验算:
V ≤0.7h ft b0 h0 (7.5.3-1)
h =(800 h0)1/4 (7.5.3-2)
记抗剪力: Vc=0.7h ft b0 h0

剪切力根据基底净反力精确计算；对于剪力计算区域内存在柱子的情况，还应扣除柱子轴力。
多工况时，剪力取各工况最大值。

6.2. X方向剪切验算
应对图所示的截面进行剪切验算,验算结果见表.





截面 b0(mm) h0(mm) h Vc(kN) V(kN) 验算结果
1 1400 160 1.00 224.22 24.74 满足要求
2 1400 160 1.00 224.22 72.28 满足要求
3 1400 160 1.00 224.22 79.59 满足要求
4 1400 160 1.00 224.22 59.64 满足要求

X方向剪切验算满足要求

6.3. Y方向剪切验算
应对图所示的截面进行剪切验算,验算结果见表.





截面 b0(mm) h0(mm) h Vc(kN) V(kN) 验算结果
1 3400 160 1.00 544.54 127.25 满足要求
2 3400 160 1.00 544.54 98.16 满足要求
3 3400 160 1.00 544.54 127.25 满足要求
4 3400 160 1.00 544.54 98.16 满足要求

Y方向剪切验算满足要求
七、基础局部受压验算
计算公式: 《混凝土结构设计规范》（A.5.1-1）
Fl ≤ ×βl×fcc×Aln
混凝土局部受压强度提高系数:
l = AbAl (7.8.1-2)
柱子编号 Fl(kN) Ab(m2) Al(m2) l ×l×fcc×Aln(kN) 验算结果
A柱 135.00 0.25 0.09 1.67 1367.44 满足要求
B柱 202.50 0.25 0.09 1.67 1367.44 满足要求

八、基础受弯配筋计算
8.1. 基础底部钢筋计算
X方向配筋计算
应对如图所示的截面进行抗弯计算,计算结果见表.





截面 h0
(mm) M
(kN.m) Asmin
mm2 As
mm2
1 160 5.24 173.14 420.00
2 160 9.43 311.68 420.00
3 160 4.91 162.39 420.00
4 160 13.38 442.35 442.35

X方向实际配置钢筋: A10@200
X方向钢筋总根数: 8
实配面积: : 628.32mm2

Y方向配筋计算
应对如图所示的截面进行抗弯计算,计算结果见表.





截面 h0
(mm) M
(kN.m) Asmin
mm2 As
mm2
1 160 31.64 1046.20 1046.20
2 160 23.06 762.43 1020.00
3 160 31.64 1046.20 1046.20
4 160 23.06 762.43 1020.00

Y方向实际配置钢筋: A10@200
Y方向钢筋总根数: 18
实配面积: : 1413.72mm2

8.2. 基础上部钢筋计算
X方向基础上部钢筋
最大弯矩位置 h0
(mm) M
(kN.m) Asmin
mm2 As
mm2
1118.00 160 30.90 1021.87 1021.87

X方向顶部实际配置钢筋为: A14@80 钢筋总根数: 7
实配面积: : 1077.57mm2

Y方向基础上部钢筋
最大弯矩位置 h0
(mm) M
(kN.m) Asmin
mm2 As
mm2
0.00 160 0.00 0.00 0.00

Y方向顶部实际配置钢筋为: A0@200 钢筋总根数: 0
实配面积: : 0.00mm2

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