游泳馆计算

游泳馆计算
游泳馆设计计算书
一、设计工程名称：
三层单跨封闭式游泳馆设计
二、设计资料
1.工程地点：海南省海口市，设计使用年限:50年
2.工程规模：三层单跨封闭式游泳馆，采用正放四角锥网架，网架横向跨度
150m，纵向跨度67.5m；厚度2.7m;网架铰支于钢筋混凝土柱上；采用焊接球节点；场馆分为跳水馆、游泳馆两部分，跳水馆柱距为7.5m，游泳馆柱距为7.5m，两馆之间柱距22.5m；屋面离地面高度约为15.7m。

3.自然条件：查《建筑结构荷载规范》GB-5009 2012可知，海南省海口市基本
风压为0.75，基本雪压为0。

查《建筑抗震设计规范》GB-50011 2010可知，海南省海口市抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为
0.30g，地面粗糙度为B类，场地类别为Ⅱ类。

4.材料选用
①网架钢材采用《碳素结构钢》GB/T700-2006规定的Q345B钢。

②焊条采用《碳钢焊条》GB/51117-1999中规定的E50型焊条。

③螺栓采用性能等级为8.8级高强螺栓。

焊接空心球节点采用Q345B钢。

④网架支托及其连接杆件均采用Q390钢。

⑤钢管型号选用《热轧型钢》GB/T 706-2008中的焊接钢管或无缝钢管。

⑥混凝土等级为C40。

5.结构及各组成构建形式
①网架形式：正放四角锥网架。

②屋面板：选用型号为HWB2.5-1的双向预应力CRC网架板，其具体参数如下：
,。

本屋面板为重屋面板。

三、屋架形式的选定和结构平面布置
1.屋架形式和几何尺寸
①网架起拱
由于网架的刚度较大，对于大跨度网架结构（跨度等于或大于60m）,起拱高度取不大于短向跨度的1/300，本设计采用正放四角锥网架网架，
忽略起拱高度。

②允许挠度
用作屋盖时，网架结构的允许不应超过,其中为网架短向跨度，本设计取0.27m。

③网架自重
网架自重可按下式估算：
其中，
四、内力计算
1.基本荷载计算
网架自重恒荷载：
（本设计依据3D3S软件自行计算网架自重为准）
吊挂荷载：根据经验取0.3（下弦）
屋面板恒荷载：
HWB2.5-1的双向预应力CRC网架板，板厚120mm，有效宽度2500mm，则屋面板与檩条的自重为0.9。

雪荷载：基本雪压为0
风荷载：由于本设计是轻屋面，故需考虑风吸力的影响。

由资料可得基本风压为0.75，查《建筑结构荷载规范》GB-5009 2012，风
振系数。

对于远海海面和海岛的15.7m游泳馆，风压高度变化
系数可按B 类粗糙度类别，由等差法计算的风压高度变化
系数；
由下图可知风荷载体型系数取-0.6。

图1 封闭式双坡屋面风荷载体形系数计算图
考虑荷载组合：1.0恒载+1.4风荷载（风吸力）
温度荷载：全年温度差值为20℃，无负温度增量
活荷载：从资料可知，不上人屋面活荷载为0.50。

地震荷载：抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.30g，场地类别为Ⅱ类，利用3D3S软件自行进行计算。

则除去网架自重外的永久荷载标准值为（上弦），吊挂荷载取
0.3（下弦），活载标准值为0.5。

2.荷载组合
1.基本组合：
工况1：
2.由可变荷载效应控制的组合：
①工况2：
②工况3：
③工况4：
④工况5：
⑤工况6：
⑥工况7：
⑦工况8：
⑧工况9:
⑨工况10：
⑩工况11：
⑪工况12:
⑫工况13：
⑬工况14：
3.由永久荷载效应控制的组合
①工况15：1.35恒载+ 1.4×0.7活荷载
②工况16：1.35恒载+1.4×0.7活荷载+1.4×0.6风荷载
③工况17：1.35恒载+1.4×0.7活荷载+1.0×0.6温度荷载
④工况18：
1.35恒载+1.4×0.7活荷载+1.4×0.6风荷载+1.0×0.6温度荷载
五、设计验算
网架结构为高次超静定结构，采用3D3S软件进行内力分析。

网架杆件均为轴心受力杆件，因此按照《钢结构设计规范》GB50017-2003中规定的计算方法进行计算。

1．上弦杆件强度和稳定性计算
（1）最大受拉杆件强度计算
取上弦最大内力组合下受拉应力最大杆件进行计算，经3D3S软件内力分析可得，上弦最大拉应力产生于结构左侧跨中部分，最大受力杆件D4-3的内力为
1317.16kN.钢材强度查《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）可知，网架结构体系受拉杆件的容许长细比。

杆件几何长度查《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）可知，对于网架结构体系焊接空心球连接的弦杆及支座腹杆，计算长度。

需截面积
杆件D4-3选用杆件截面为的热轧无缝钢管与电焊钢管，其截面积为,回转半径,显然满足强度要求。

可见刚度亦满足要求，且截面选取偏大。

（2）最大受压杆件强度计算
取上弦最大内力组合下受压应力最大杆件进行计算，经3D3S软件内力分析可得，上弦最大压应力产生于结构中部跨中部分，最大受力杆件D3-10的内力
为-440.19kN.钢材强度查《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）可知，网架结构体系受压杆件的容许长细比。

杆件几何长度查《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）可知，对于网架结构体系焊接空心球连接的弦杆及支座腹杆，计算长度。

查《钢结构设计规范》GB50017-2003 可知，圆钢管属于a类截面，
，,使用等差法查询并计算出稳定性系数。

需截面积
杆件D3-10选用杆件截面为的热轧无缝钢管与电焊钢管，其截面积为,回转半径,显然满足强度要求。

,可见刚度亦满足要求，且截面选取偏大。

2.腹杆杆件强度和稳定性计算
（1）最大受拉杆件强度计算
取腹杆最大内力组合下受拉应力最大杆件进行计算，经3D3S软件内力分析可得，腹杆最大拉应力产生于网架与支座连接处部分，最大受力杆件D3-15的
内力为539.92kN.钢材强度查《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）可知，网架结构体系受拉杆件的容许长细比。

杆件几何长度查《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）可知，对于网架结构体系焊接空心球连接的弦杆及支座腹杆，计算长度。

需截面积
杆件D4-3选用杆件截面为的热轧无缝钢管与电焊钢管，其截面积为,回转半径,显然满足强度要求。

,可见刚度亦满足要求，且截面选取偏大。

（2）最大受压杆件强度计算
取上弦最大内力组合下受压应力最大杆件进行计算，经3D3S软件内力分析可得，上弦最大压应力产生于结构中部跨中部分，最大受力杆件D2-26的内力
为-87.44kN.钢材强度查《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）可知，网架结构体系受压杆件的容许长细比。

杆件几何长度查《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）可知，对于网架结构体系焊接空心球连接的弦杆及支座腹杆，计算长度。

查《钢结构设计规范》GB50017-2003 可知，圆钢管属于a类截面，
，,使用等差法查询并计算出稳定性系数。

需截面积
杆件D2-26选用杆件截面为的热轧无缝钢管与电焊钢管，其截面积为,回转半径,显然满足强度要求。

,可见刚度亦满足要求，且截面选取偏大。

．3.下弦杆件强度和稳定性计算
（1）最大受拉杆件强度计算
取下弦最大内力组合下受拉应力最大杆件进行计算，经3D3S软件内力分析可得，下弦最大拉应力产生于结构中部跨中部分，最大受力杆件D4-1的内力为
1360.61kN.钢材强度查《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）可知，网架结构体系受拉杆件的容许长细比。

杆件几何长度查《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）可知，对于网架结构体系焊接空心球连接的弦杆及支座腹杆，计算长度。

需截面积
杆件D4-3选用杆件截面为的热轧无缝钢管与电焊钢管，其截面积为,回转半径,显然满足强度要求。

,可见刚度亦满足要求，且截面选取偏大。

（2）最大受压杆件强度计算
取下弦最大内力组合下受压应力最大杆件进行计算，经3D3S软件内力分析可得，下弦最大压应力产生于结构中部跨中部分，最大受力杆件D3-4的内力为
-428.6kN.钢材强度查《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）可知，网架结构体系受压杆件的容许长细比。

杆件几何长度查《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）可知，对于网架结构体系焊接空心球连接的弦杆及支座腹杆，计算长度。

查《钢结构设计规范》GB50017-2003 可知，圆钢管属于a类截面，
，,使用等差法查询并计算出稳定性系数。

需截面积
杆件D3-4选用杆件截面为的热轧无缝钢管与电焊钢管，其截面积为,回转半径,显然满足强度要求。

,可见刚度亦满足要求，且截面选取偏大。

4.焊接球节点强度验算
空心球的钢材采用国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T 1591 规定的Q345-B 钢。

产品质量应符合现行行业标准《钢网架焊接球节点》JG11 的规定。

（1）不加肋焊接空心球节点验算
当空心球直径为时，其受压和受拉承载力设计值可按下式计算：
其中，
D——空心球外径；
t ——空心球壁厚；
d ——与空心球相连的主钢管杆件的外径；
f ——钢材的抗拉强度设计值；
——大直径空心球节点承载力调整系数。

当空心球直径时，；
当空心球直径时，。

取不加肋焊接空心球节点5，节点位置如下图
节点5选用WS2206型号的焊接球，直径，壁厚，《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）规定，网架和双层网壳空心球的外径与壁厚之比宜取，空心球外径与主钢管外径之比宜取。

,，满足构造要求。

焊接球节点承载力
节点内力分析图如下：
（a）1号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
1号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗拉强度设计值
钢管厚度
焊缝抗拉强度，显然
满足强度要求。

（b）2号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
2号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗拉强度设计值
钢管厚度
焊缝抗拉强度，显然
满足强度要求。

（c）3号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
3号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗拉强度设计值
钢管厚度
焊缝抗拉强度，显然
满足强度要求。

（d）4号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
4号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗拉强度设计值
钢管厚度
焊缝抗拉强度，显然
满足强度要求。

（e）5号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
5号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗压强度设计值
钢管厚度
焊缝抗压强度，显然
满足强度要求。

（f）6号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
6号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗拉强度设计值
钢管厚度
焊缝抗拉强度，显
然满足强度要求。

（g）7号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
7号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗压强度设计值
钢管厚度
焊缝抗压强度，显然
满足强度要求。

（h）8号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
8号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗拉强度设计值
钢管厚度
焊缝抗拉强度，显然满足强度要求。

（2）加肋焊接空心球节点验算
对加肋的空心球，当仅承受轴力或轴力与弯矩共同作用但以轴力为
且轴力方向和加肋方向一致时，其承载力可乘以加肋空心球承载力提高系数，受压球取，受拉球取。

取不加肋焊接空心球节点10，节点位置如下图
节点10选用WSR3510型号的焊接球，直径，壁厚，《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）规定，网架和双层网壳空心球的外径与壁厚之比宜取，空心球外径与主钢管外径之比宜取。

,，满足构造要求。

焊接球节点受拉承载力
焊接球节点受压承载力
节点内力分析图如下：
（a）1号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
1号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗拉强度设计值
钢管厚度
焊缝抗拉强度，显然满足强度要求。

（b）2号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
2号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗拉强度设计值
钢管厚度
焊缝抗拉强度，显然
满足强度要求。

（c）3号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
3号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗拉强度设计值
钢管厚度
焊缝抗拉强度，显然
满足强度要求。

（d）4号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
4号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗拉强度设计值
钢管厚度
焊缝抗拉强度，显然
满足强度要求。

（e）5号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
5号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗压强度设计值
钢管厚度
焊缝抗压强度，显然
满足强度要求。

（f）6号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
6号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗拉强度设计值
钢管厚度
焊缝抗拉强度，显
然满足强度要求。

（g）7号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
7号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗压强度设计值
钢管厚度
焊缝抗压强度，显然
满足强度要求。

（h）8号杆件强度验算
(i)焊接球强度验算
8号杆件截面为热轧无缝钢管与电焊钢管，杆件内力为
，符合强度要求。

(ii)焊缝强度验算
杆件与焊接球链接强度应按轴心受力的对接焊缝计算:
焊缝计算长度,
E50焊条焊缝抗拉强度设计值
钢管厚度
焊缝抗拉强度，显然满足强度要求。

5.支座节点设计验算
以支座类型号为1且受轴向压力最大的支座节点为例进行计算，设计要求按照《空间网格结构技术规程》（JGJ 7-2010）所规定的要求设计，计算按照《钢结构设计规范》GB50017-2003所规定的计算方法进行计算。

（1）已知条件
支座类型号： 1，
采用十字加劲板支托支座，每块儿分割区域设置一道M48锚栓。

底板宽度：
支座设计高度：
支座球半径大小：
底板设计厚度：
立板及筋板厚度：
底板螺栓孔径：
支座受轴向最大压力：
支座水平方向剪力：
Q345钢厚度在之间，钢材抗压强度设计值：
加肋板与立板对接焊缝高度：
支座底板与节点板和垂直加劲肋的水平连接角焊缝，焊角尺寸C40混凝土计算柱的轴心抗压强度设计值：
加劲板宽度：
立板与筋板计算高度：
底板螺栓孔的面积：
（2）支座底板厚度及立板、筋板厚度验算：底板净面积：
混凝土柱的分布反力：
故底板尺寸符合要求。

底板两相邻支撑板的对角线长度：
b1为支座底板中心到a1的垂直距离；
故弯矩系数：
底板弯矩：
底板厚度：
故底板厚度符合要求。

支座节点板厚度
立板厚度符合要求。

（3）支座节点板间焊缝计算：
①一般取支座底板的0.7倍计算。

②双面焊缝计算：
根据《碳钢焊条》GB/51117-1999规定，对于焊缝宽度在，E50焊条对接焊缝，抗压强度设计值，抗剪强度设计值。

垂直加劲肋与支座立板的垂直角焊缝的计算长度：
每条焊缝承受偏心弯矩：
每条焊缝承受剪力：
在偏心矩M作用下垂直于焊缝的正应力：
在剪力V作用下平行于焊缝的剪应力：
按照材料力学第四强度理论，对接焊缝某一点同时受到较大剪应力和正应力作用时，应验算该点的折算应力
焊缝高度符合要求。

（4）支座底板与节点板和垂直加劲肋的水平连接焊缝计算：
每块加劲板与底板之间的连接焊缝长度：
在作用下垂直于焊缝的正应力：
在剪力作用下垂直于角焊缝的剪应力：
焊脚尺寸符合要求。

（5）锚栓抗剪承载力验算
8.8级高强螺栓抗剪强度设计值, 底板承压强度设计值
栓杆承受剪力：
栓杆抗剪承载力设计值：
孔壁承压承载力设计值：
则单栓抗剪承载力设计值：
锚栓抗剪承载力符合要求。

5.格构柱强度与稳定验算
6.阶梯型独立杯口基础设计
1.几何参数
柱截面信息：采用：宽bc(mm)×长hc(mm): 500 × 350
基础宽Bx(mm)×长度By(mm)： 2400× 1600 第1阶几何参数(mm):
阶梯高度 h1：300 mm
1阶上距离 A1u: 400mm 1阶下距离 A1d: 400mm 1阶左距离 B1l: 600mm 1阶右距离B1r: 600mm
第2阶几何参数(mm):
阶梯高度 h2：350 mm
2阶上距离 A2u: 400mm 2阶下距离 A2d: 400mm 2阶左距离 B2l: 600mm 2阶右距离B2r: 600mm
2.材料参数
基础混凝土等级：C40 抗拉强度ft_b=1.71N/mm^2 抗压强度fc_b=19.10N/mm^2
柱子混凝土等级：C40 抗拉强度ft_c=1.71N/mm^2 抗压强度fc_c=19.10N/mm^2
钢筋等级：HPB335fy=300.00N/mm^2
3.计算信息
结构重要性系数: γo=1.0
基础埋深: dh=1.500m
纵筋合力点至近边距离: as=40mm
基础及其上覆土的平均容重: γ=18.000kN/m^3
最小配筋率: ρmin=0.150%
基础底面积: A=Bx*By=2.400×1.600=3.840m^2
底板配筋计算高度:
ho=h1+h2+h3-as=0.650-0.040=0.610m
上部土体重度: Gk=γ*Bx*By*dh=18.000×
2.400×1.600×1.500=10
3.680kN
G=1.35*Gk=1.35×103.680=139.97kN
二、验算结果一览
验算项
数值限值
结果
轴心荷载作用下地基承载力
0.829 最大 1.00 满足
偏心荷载作用下地基承载力
1.195 最大291.12 满足
x1方向柱对基础的剪切验算 1 ——无需验算
满足
x2方向柱对基础的剪切验算 2 ——无需验算
满足
y1方向柱对基础的剪切验算 1 ——无需验算
满足
y2方向柱对基础的剪切验算 2 ——无需验算
满足
h2变阶处x方向冲切验算
0.436 最大 1.00 满足
h2变阶处y方向冲切验算
0.093 最大 1.00 满足
局部承压验算
——无需验算
满足
X方向配筋验算
750.000 最大904.78 满足
Y方向配筋验算
750.000 最大904.78 满足
三、工况组合内力
组合 N Mx My Vx Vy Mdx Mdy
基本组合 1 824.61 23.51 2.87 1.59 -125.66 105.19 3.90
基本组合 2 413.26 9.99 1.05 0.58 -51.07 43.19 1.43
基本组合 3 548.96 -14.00 10.55
-1.35 -247.52 146.89 9.67
基本组合 4 670.47 18.44 2.19 1.21 -97.71 81.95 2.98
基本组合 5 521.38 13.54 1.53 0.85 -70.67 59.48 2.08
基本组合 6 751.89 4.05 7.89 0.05 -215.58 144.18 7.92
基本组合7 657.08 -10.45 11.03
-1.09 -267.12 163.18 10.32
基本组合8 340.54 -9.47 6.07
基本组合9 394.82 -19.07 9.87 -1.73 -219.57 123.65 8.75
基本组合10 597.76 -1.02 7.21 -0.33 -187.63 120.94 7.00
基本组合11 448.66 -5.92 6.55 -0.69 -160.59 98.46 6.10
基本组合12 502.94 -15.51 10.35 -1.47 -239.17 139.95 9.39
基本组合13 742.27 135.56 2.12 11.06 -97.46 198.91 9.31
基本组合14 730.42 -94.34 2.84 -8.31 -121.84 -15.14 -2.56
基本组合15 745.22 22.60 -7.52 1.60 51.54 -10.90 -6.48
基本组合16 727.48 18.62 12.48 1.15 -270.84 194.67 13.23
基本组合17 301.57 6.92 0.69 0.38 -34.79 29.53 0.94
基本组合18 862.04 24.29 2.94 1.63 -129.46 108.44 4.00
基本组合19 707.91 19.22 2.26
基本组合20 810.10 10.39 6.52 0.53 -193.69 136.29 6.86
基本组合21 655.96 5.32 5.84 0.15 -165.74 113.05 5.94
组合 N Mx My Vx Vy Mdxk Mdyk
标准组合 1 668.79 18.99 2.31 1.28 -101.38 84.89 3.14
标准组合 2 374.97 9.33 1.01 0.56 -48.10 40.59 1.37
标准组合 3 471.89 -7.81 7.80 -0.82 -188.42 114.66 7.27
标准组合 4 558.69 15.37 1.82 1.01 -81.42 68.29 2.48
标准组合 5 452.19 11.87 1.35 0.75 -62.10 52.23 1.84
标准组合 6 616.85 5.09 5.90 0.18 -165.61 112.74 6.02
标准组合7 549.12 -5.27 8.14 -0.63 -202.43 126.31 7.73
-0.54 -112.33 68.44 4.25
标准组合9 361.80 -11.42 7.31 -1.09 -168.46 98.08 6.60
标准组合10 506.75 1.47 5.41 -0.09 -145.65 96.14 5.35
标准组合11 400.25 -2.03 4.94 -0.35 -126.33 80.08 4.71
标准组合12 439.02 -8.89 7.65 -0.90 -182.46 109.71 7.07
标准组合13 618.18 105.60 1.79 8.59 -82.00 158.90 7.37
标准组合14 609.07 -71.25 2.35 -6.30 -100.75 -5.76 -1.75
标准组合15 620.44 18.70 -5.62 1.32 32.62 -2.50 -4.76
标准组合16 606.80 15.64 9.76 0.98 -215.37 155.63 10.40
标准组合17 374.97 9.33 1.01 0.56 -48.10 40.59 1.37
标准组合18 635.69 17.90 2.17 1.20 -95.38 79.90 2.95
0.93 -75.41 63.30 2.28
标准组合20 583.75 4.00 5.75 0.10 -159.61 107.75 5.82
标准组合21 473.65 0.38 5.26 -0.17 -139.64 91.15 5.15
修正后的地基承载力特征值:
fa=242.60 kPa
四、验算地基承载力
控制组合：标准组合1
1. 验算轴心荷载作用下地基承载力
pk=(Fk+Gk)/A=(669+103.68)/3.84=201.16kPa
因γo*pk=1×201.16=201.16kPa≤
fa=242.60kPa
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
因Mdyk=0 Pkmax_x=Pkmin_x=(Fk+Gk)/A=(668.79+103.68)
/3.84)=201.16kPa
eyk=Mdxk/(Fk+Gk)=84.89/(668.79+103.68)=0.
11m
因 |eyk| ≤By/6=0.267m, y方向小偏心Pkmax_y=(Fk+Gk)/A+6*|Mdxk|/(By^2*Bx)
=(668.79+103.68)/3.84+6*|84.89|/(2.56*2.4 0)
=284.062kPa
Pkmin_y=(Fk+Gk)/A-6*|Mdxk|/(By^2*Bx)
=(668.79+103.68)/3.84-6*|84.89|/(2.56*2.4 0)
=118.267kPa
3. 确定基础底面反力设计值
Pkmax=(Pkmax_x-pk)+(Pkmax_y-pk)+pk
=(201.16-201.16)+(284.06-201.16)+201.16 =284.062kPa
γo*Pkmax=1.000×284.062=284.062kPa≤1.2*fa=291.12kPa
偏心荷载作用下地基承载力满足要求。

五、基础冲切验算
控制组合：基本组合1
1. 计算基础底面反力设计值
1.1 计算x方向基础底面反力设计值
因Mdy=0 Pmax_x =Pmin_x=(F+G)/A=(825+140)/3.84)=251.19kPa 1.2 计算y方向基础底面反力设计值
ey=Mdx/(F+G)=105.19/(824.61+139.97)=0.11m 因 |ey| ≤By/6=0.267m, y方向小偏心
Pmax_y=(F+G)/A+6*|Mdx|/(By^2*Bx)
=(824.61+139.97)/3.84+6*|105.19|/(2.56*2.
40)
=353.916kPa
Pmin_y=(F+G)/A-6*|Mdx|/(By^2*Bx)
=(824.61+139.97)/3.84-6*|105.19|/(2.56*2.
40)
=148.469kPa
1.3 因Mdx=0 Mdy≠0
Pmax=Pmax_y=353.92kPa
Pmin=Pmin_y=148.47kPa
1.4 计算地基净反力极值
Pjmax=Pmax-G/A=353.92-139.97/3.84=317.47k Pa
2. 柱对基础的冲切验算
2.1 因 (H≤800) βhp=1.0
2.2 x方向柱对基础的冲切验算
柱子承台宽度h取柱子宽度中较大值，h=hc+2*t+2*0.075=1100mm
柱子承台长度b取b=bc+2*t+2*0.075=1250mm 基础X1方向底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度，不进行冲切验算
基础X2方向底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度，不进行冲切验算
2.3 y方向柱对基础的冲切验算
基础Y1方向底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度，不进行冲切验算
基础Y2方向底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度，不进行冲切验算
3. 验算h2处冲切
Yh=h2+h3=B1l+B1r=1200
YL=A1d+A1u=800
YHo=YH-as=310
3.1 因 (YH≤800) βhp=1.0
3.2 x方向变阶处对基础的冲切验算
x方向变阶处冲切面积
Alx1=(YL1-YL/2-ho)*YB-(YL1-YL/2-ho)^2
=(1200.00-1200.00/2-310.00)×1600.00-(800 .00-800.00/2-310.00)^2
Alx2=(YL2-YL/2-ho)*YB+(YL2-YL/2-ho)^2
=(1200.00-1200.00/2-310.00)×1600.00-(800 .00-800.00/2-310.00)^2
=0.46m^2
Alx=max(Alx1,Alx2)=0.46m^2
x冲切截面上的地基净反力设计值Flx=Alx*Pjmax=0.46×317.47=144.73kN
bt=YB=800.00mm
bb=YB+2*YHo=800.00+2×310.00=1420.00mm
计算长度bm=(bt+bb)/2=(800.00+1420.00)/2=1110.00mm γo*Flx=1.00×144.73=144.73kN
0.7*βhp*ft_b*bm*ho=0.7×1.00×1710.00×1 .11×0.31=411.89kPa
γo*Flx≤0.7*βhp*ft_b*bm*ho
h2变阶处x方向冲切验算满足规范要求
3.3 y方向变阶处对基础的冲切验算
y方向变阶处冲切面积
dYb1-dYl/2-dYh0)*dYb+(dYl1-dYl/2-dYh0)^2 =(800.00-800.00/2-310.00)×2400.00-(1200. 00-1200.00/2-310.00)^2
Aly2=(dYb2-dYl/2-dYh0)*dYb+(dYl2-dYl/2-dY h0)^2
=(800.00-800.00/2-310.00)×2400.00+(1200. 00-1200.00/2-310.00)^2
=0.13m^2
Aly=max(Aly1,Aly2)=0.13m^2
y冲切截面上的地基净反力设计值Fly=Aly*Pjmax=0.13×317.47=41.87kN
bt=1200.00mm
bb=bt+2*Yh0=1200.00+2×310.00=1820.00mm bm=(bt+bb)/2=(1200.00+1820.00)/2=1510.00m m
γo*Fly=1.00×41.87=41.87kN
0.7*βhp*ft_b*bm*ho=0.7×1.00×1710.00×1 .51×0.31=560.32kPa
γo*Fly≤0.7*βhp*ft_b*am*ho
y方向柱对基础的冲切满足规范要求
六、局部承压验算
杯口基础无需验算柱下扩展基础的局部受压承载力。

七、基础受弯验算
X方向受弯：
控制组合：基本组合18
因Mdx≠0 Mdy=0 基础y方向单向受压
ey≤By/6=1.60/6=0.27,小偏心
a=(By-h)/2=(1.60-1.10)/2=0.25mm
b向下取一台阶，b=1.25
h向下取一台阶，h=1.10
第1台阶下：
P=max((By-a)*(Pmax-Pmin)/By+Pmin
=(1.60-0.25)*(366.84-155.04)/1.60+155.04 =333.74kPa
MI_1=1/48*(Bx-b)^2*(2*By+h)*(Pmax+Pmin-2* G/A)
=1/48*(2.40-1.25)^2*(2*1.60+1.10)*(366.84 +155.04-2*139.97/3.84)
=53.19kN·m
MII_1=1/12*a1^2*((2*Bx+b)*(Pmax+P-2*G/A)+ (Pmax-P)*Bx)
=1/12*(0.25^2*((2*2.40+1.25)*(366.84+333. 74-2*139.97/3.84)+(366.84-333.74)*2.40
=20.19kN·m
ey≤By/6=1.60/6=0.27,小偏心
a=(By-h)/2=(1.60-0.80)/2=0.40mm
b向下取一台阶，b=1.20
h向下取一台阶，h=0.80
第2台阶下：
P=max((By-a)*(Pmax-Pmin)/By+Pmin
=(1.60-0.40)*(366.84-155.04)/1.60+155.04 =313.89kPa
MI_2=1/48*(Bx-b)^2*(2*By+h)*(Pmax+Pmin-2* G/A)
=1/48*(2.40-1.20)^2*(2*1.60+0.80)*(366.84 +155.04-2*139.97/3.84)
=53.88kN·m
MII_2=1/12*a1^2*((2*Bx+b)*(Pmax+P-2*G/A)+ (Pmax-P)*Bx)
=1/12*(0.40^2*((2*2.40+1.20)*(366.84+313. 89-2*139.97/3.84)+(366.84-313.89)*2.40 =50.32kN·m
Y方向受弯：
控制组合：基本组合13
因Mdx≠0 Mdy≠0 基础双向受压
a=(Bx-b)/2=(2.40-1.25)/2=0.57mm
Pj1=(Bx-a)*(Pmax_x-Pmin_x)/Bx+Pmin_x-G/A =(2.40-0.57)*(235.81-223.69)/2.40+223.69-139.97/3.84
=196.46kPa
MI_1=1/48*(Bx-b)^2*(2*By+h)*(Pj1+Pjmax_x) *βx
=1/48*(2.40-1.25)^2*(2*1.60+1.10)*(196.46 +199.36)
=46.89kN·m
ey≤By/6=1.60/6=0.27,y方向小偏心
a=(By-h)/2=(1.60-1.10)/2=0.25mm
Pj2=(By-a)*(Pmax_y-Pmin_y)/Bx+Pmin_y-G/A =1.60-0.25)*(424.00-35.50)/1.60+35.50-139 .97/3.84
=326.84kPa
MII_1=1/48*(By-h)^2*(2*Bx+b)*(Pj2+Pjmax_y )*βy
=1/48*(1.60-1.10)^2*(2*2.40+1.25)*(326.84 +387.55)
=22.51kN·m
a=(Bx-b)/2=(2.40-1.20)/2=0.60mm
Pj1=(Bx-a)*(Pmax_x-Pmin_x)/Bx+Pmin_x-G/A =(2.40-0.60)*(235.81-223.69)/2.40+223.69-139.97/3.84
=196.33kPa
MI_2=1/48*(Bx-b)^2*(2*By+h)*(Pj1+Pjmax_x) *βx
=1/48*(2.40-1.20)^2*(2*1.60+0.80)*(196.33 +199.36)
=47.48kN·m
ey≤By/6=1.60/6=0.27,y方向小偏心
a=(By-h)/2=(1.60-0.80)/2=0.40mm
Pj2=(By-a)*(Pmax_y-Pmin_y)/Bx+Pmin_y-G/A =1.60-0.40)*(424.00-35.50)/1.60+35.50-139 .97/3.84
=290.42kPa
MII_2=1/48*(By-h)^2*(2*Bx+b)*(Pj2+Pjmax_y )*βy
=1/48*(1.60-0.80)^2*(2*2.40+1.20)*(290.42 +387.55)
=54.24kN·m
八、配筋计算
10.1 计算Asx
控制组合：基本组合18
Asx=γo*MI/(0.9*(H-as)*fy)
=1.00×53.88×10^6/(0.9×(350.00-40.00)×300.00
=643.70mm^2
Asx/By=643.70/1.60=402.31
Asx取和最小配筋率ρmin*H*1000=0.15×500.00×1000=750.00mm^2 相比的较大值
Asx=750.00mm^2
选择钢筋Φ12@125, 实配面积为904.78mm^2 X方向配筋满足要求
10.2 计算Asy
控制组合：基本组合13
Asy=γo*MII/(0.9*(H-as)*fy)
=1.00×54.24×10^6/(0.9×(350.00-40.00)×300.00
=648.00mm^2
Asy/Bx=648.00/2.40=270.00
Asy取和最小配筋率ρmin*H*1000=0.15×。