围墙结构计算书

围墙结构计算书
一、 概况
围墙采用钢筋混凝土结构柱，钢筋采用HRB400钢筋，混凝土强度等级为C25。

柱距4.0米，柱子截面尺寸为370X370，柱高1.8米。

柱间采用铁艺栏杆，栏杆间距0.15米。

栏杆高度为1.15米。

围墙铁艺连接方式除已说明外其他均为满焊连接。

外漏铁件面漆为深灰色氟碳漆处理。

围墙为自承重体系，主要荷载为自重及风荷载。

结构计算主要为基础及风荷载作用下的安全性。

二、围墙基础计算
2.1 荷载计算
柱子承受主要是风荷载及自重荷载每个表面沿建筑物高度每米的风荷载是
z z 0iz si i i w =u u w cos B βα
其中w0 查表等于0.45 KN /m2
z z 0iz si i i w =u u w cos B βα=2.3x （0.5+0.8）x 0.74 x0.45=1KN/㎡
风荷载对柱底产生的剪力标准值V=1*0.41*0.41*1.8=0.3KN
风荷载对柱底产生的弯矩标准值M=1*0.41*0.41*1.8*（0.9+0.6）=0.45KN.m
柱子承受的轴力，也就是柱子自重G=0.41*0.41*2.6*27=11.8KN
则剪力设计值V=1.2*0.3=0.36KN
弯矩设计值M=1.2*0.45=0.54KN.m
轴力设计值N=1.35*11.8=15.9KN
2.2 基础验算
一、示意图
二、地勘报告
本基础埋深h=1.05m,基础底落在粉质黏土层则修正后的地基承载力特征值fak=95kPa,则fa=95+（1.05-0.5）*20=106.00kPa
三、计算信息
构件编号: JC-1 计算类型: 验算截面尺寸
1. 几何参数
台阶数n=3
矩形柱宽bc=370mm 矩形柱高hc=370mm
基础高度h1=150mm
基础高度h2=100mm
基础高度h3=200mm
一阶长度 b1=100mm b2=100mm 一阶宽度 a1=100mm a2=100mm
二阶长度 b3=100mm b4=100mm 二阶宽度 a3=100mm a4=100mm
三阶长度 b5=100mm b6=100mm 三阶宽度 a5=100mm a6=100mm
2. 材料信息
基础混凝土等级: C25 ft_b=1.27N/mm2fc_b=11.9N/mm2
柱混凝土等级: C25 ft_c=1.27N/mm2fc_c=11.9N/mm2
钢筋级别: HRB400 fy=360N/mm2
3. 计算信息
结构重要性系数: γo=1.0
基础埋深: dh=1.000m
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=20.000kN/m3
最小配筋率: ρmin=0.100%
Fgk=15.900kN Fqk=0.000kN
Mgxk=0.540kN*m Mqxk=0.000kN*m
Mgyk=0.000kN*m Mqyk=0.000kN*m
Vgxk=0.360kN Vqxk=0.000kN
Vgyk=0.000kN Vqyk=0.000kN
永久荷载分项系数rg=1.00
可变荷载分项系数rq=1.00
Fk=Fgk+Fqk=15.900+(0.000)=15.900kN
Mxk=Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2+Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2
=0.540+15.900*(0.485-0.485)/2+(0.000)+0.000*(0.485-0.485)/2
=0.540kN*m
Myk=Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2+Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2
=0.000+15.900*(0.485-0.485)/2+(0.000)+0.000*(0.485-0.485)/2
=0.000kN*m
Vxk=Vgxk+Vqxk=0.360+(0.000)=0.360kN
Vyk=Vgyk+Vqyk=0.000+(0.000)=0.000kN
F1=rg*Fgk+rq*Fqk=1.00*(15.900)+1.00*(0.000)=15.900kN
Mx1=rg*(Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2)+rq*(Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2)
=1.00*(0.540+15.900*(0.485-0.485)/2)+1.00*(0.000+0.000*(0.485-0.485)/2) =0.540kN*m
My1=rg*(Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2)+rq*(Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2)
=1.00*(0.000+15.900*(0.485-0.485)/2)+1.00*(0.000+0.000*(0.485-0.485)/2) =0.000kN*m
Vx1=rg*Vgxk+rq*Vqxk=1.00*(0.360)+1.00*(0.000)=0.360kN
Vy1=rg*Vgyk+rq*Vqyk=1.00*(0.000)+1.00*(0.000)=0.000kN
F2=1.35*Fk=1.35*15.900=21.465kN
Mx2=1.35*Mxk=1.35*0.540=0.729kN*m
My2=1.35*Myk=1.35*(0.000)=0.000kN*m
Vx2=1.35*Vxk=1.35*0.360=0.486kN
Vy2=1.35*Vyk=1.35*(0.000)=0.000kN
F=max(|F1|,|F2|)=max(|15.900|,|21.465|)=21.465kN
Mx=max(|Mx1|,|Mx2|)=max(|0.540|,|0.729|)=0.729kN*m
My=max(|My1|,|My2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN*m
Vx=max(|Vx1|,|Vx2|)=max(|0.360|,|0.486|)=0.486kN
Vy=max(|Vy1|,|Vy2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN
5. 修正后的地基承载力特征值
fa=106.000kPa
四、计算参数
1. 基础总长
Bx=b1+b2+b3+b4+b5+b6+bc=0.100+0.100+0.100+0.100+0.100+0.100+0.370=0.970m
2. 基础总宽
By=a1+a2+a3+a4+a5+a6+hc=0.100+0.100+0.100+0.100+0.100+0.100+0.370=0.970m
A1=a1+a2+a3+hc/2=0.100+0.100+0.100+0.370/2=0.485m
A2=a4+a5+a6+hc/2=0.100+0.100+0.100+0.370/2=0.485m
B1=b1+b2+b3+bc/2=0.100+0.100+0.100+0.370/2=0.485m
B2=b4+b5+b6+bc/2=0.100+0.100+0.100+0.370/2=0.485m
3. 基础总高 H=h1+h2+h3=0.150+0.100+0.200=0.450m
4. 底板配筋计算高度 ho=h1+h2+h3-as=0.150+0.100+0.200-0.040=0.410m
5. 基础底面积 A=Bx*By=0.970*0.970=0.941m2
6. Gk=γ*Bx*By*dh=20.000*0.970*0.970*1.000=18.818kN
G=1.35*Gk=1.35*18.818=25.404kN
五、计算作用在基础底部弯矩值
Mdxk=Mxk-Vyk*H=0.540-0.000*0.450=0.540kN*m
Mdyk=Myk+Vxk*H=0.000+0.360*0.450=0.162kN*m
Mdx=Mx-Vy*H=0.729-0.000*0.450=0.729kN*m
Mdy=My+Vx*H=0.000+0.486*0.450=0.219kN*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=(15.900+18.818)/0.941=36.899kPa 【①5.2.1-2】
因γo*pk=1.0*36.899=36.899kPa≤fa=106.000kPa
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)=0.162/(15.900+18.818)=0.005m
因 |exk| ≤Bx/6=0.162m 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|/(Bx2*By)
=(15.900+18.818)/0.941+6*|0.162|/(0.9702*0.970)
=37.964kPa
Pkmin_x=(Fk+Gk)/A-6*|Mdyk|/(Bx2*By)
=(15.900+18.818)/0.941-6*|0.162|/(0.9702*0.970)
=35.834kPa
eyk=Mdxk/(Fk+Gk)=0.540/(15.900+18.818)=0.016m
因 |eyk| ≤By/6=0.162m y方向小偏心
Pkmax_y=(Fk+Gk)/A+6*|Mdxk|/(By2*Bx)
=(15.900+18.818)/0.941+6*|0.540|/(0.9702*0.970)
=40.449kPa
Pkmin_y=(Fk+Gk)/A-6*|Mdxk|/(By2*Bx)
=(15.900+18.818)/0.941-6*|0.540|/(0.9702*0.970)
=33.349kPa
3. 确定基础底面反力设计值
Pkmax=(Pkmax_x-pk)+(Pkmax_y-pk)+pk
=(37.964-36.899)+(40.449-36.899)+36.899
=41.514kPa
γo*Pkmax=1.0*41.514=41.514kPa≤1.2*fa=1.2*106.000=127.200kPa
偏心荷载作用下地基承载力满足要求
七、基础冲切验算
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
ex=Mdy/(F+G)=0.219/(21.465+25.404)=0.005m
因 ex≤ Bx/6.0=0.162m x方向小偏心
Pmax_x=(F+G)/A+6*|Mdy|/(Bx2*By)
=(21.465+25.404)/0.941+6*|0.219|/(0.9702*0.970)
=51.251kPa
Pmin_x=(F+G)/A-6*|Mdy|/(Bx2*By)
=(21.465+25.404)/0.941-6*|0.219|/(0.9702*0.970)
=48.376kPa
1.2 计算y方向基础底面反力设计值
ey=Mdx/(F+G)=0.729/(21.465+25.404)=0.016m
因 ey ≤By/6=0.162 y方向小偏心
Pmax_y=(F+G)/A+6*|Mdx|/(By2*Bx)
=(21.465+25.404)/0.941+6*|0.729|/(0.9702*0.970)
=54.606kPa
Pmin_y=(F+G)/A-6*|Mdx|/(By2*Bx)
=(21.465+25.404)/0.941-6*|0.729|/(0.9702*0.970)
=45.021kPa
1.3 因 Mdx≠0 Mdy≠0
Pmax=Pmax_x+Pmax_y-(F+G)/A
=51.251+54.606-(21.465+25.404)/0.941
=56.044kPa
1.4 计算地基净反力极值
Pjmax=Pmax-G/A=56.044-25.404/0.941=29.044kPa
Pjmax_x=Pmax_x-G/A=51.251-25.404/0.941=24.251kPa
Pjmax_y=Pmax_y-G/A=54.606-25.404/0.941=27.606kPa
2. 验算柱边冲切
YH=h1+h2+h3=0.450m, YB=bc=0.370m, YL=hc=0.370m
YB1=B1=0.485m, YB2=B2=0.485m, YL1=A1=0.485m, YL2=A2=0.485m YHo=YH-as=0.410m
因 ((YB+2*YHo)≥Bx) 并且 (YL+2*YHo)≥By)
基础底面处边缘均位于冲切锥体以内, 不用验算柱对基础的冲切3. 验算h2处冲切
YH=h2+h3=0.300m
YB=bc+b3+b6=0.570m
YL=hc+a3+a6=0.570m
YB1=B1=0.485m, YB2=B2=0.485m, YL1=A1=0.485m, YL2=A2=0.485m YHo=YH-as=0.260m
因 ((YB+2*YHo)≥Bx) 并且 (YL+2*YHo)≥By)
基础底面处边缘均位于冲切锥体以内, 不用验算柱对基础的冲切4. 验算h3处冲切
YH=h3=0.200m
YB=bc+b2+b3+b5+b6=0.770m
YL=hc+a2+a3+a5+a6=0.770m
YB1=B1=0.485m, YB2=B2=0.485m, YL1=A1=0.485m, YL2=A2=0.485m
YHo=YH-as=0.160m
因 ((YB+2*YHo)≥Bx) 并且 (YL+2*YHo)≥By)
基础底面处边缘均位于冲切锥体以内, 不用验算柱对基础的冲切
八、柱下基础的局部受压验算
因为基础的混凝土强度等级大于等于柱的混凝土强度等级，所以不用验算柱下扩展基础顶面的局部受压承载力。

九、基础受弯计算
1. 因Mdx>0 , Mdy>0 此基础为双向受弯
2. 计算I-I截面弯矩
因 ex ≤Bx/6=0.162m x方向小偏心
a=(Bx-bc)/2=(0.970-0.370)/2=0.300m
Pj1=((Bx-a)*(Pmax_x-Pmin_x)/Bx)+Pmin_x-G/A
=((0.970-0.300)*(51.251-48.376)/0.970)+48.376-25.404/0.941
=23.362kPa
因 ey ≤By/6=0.162m y方向小偏心
a=(By-hc)/2=(0.970-0.370)/2=0.300m
Pj2=((By-a)*(Pmax_y-Pmin_y)/By)+Pmin_y-G/A
=((0.970-0.300)*(54.606-45.021)/0.970)+45.021-25.404/0.941
=24.641kPa
βx=1.022
βy=1.024
MI_1=1/48*βx*(Bx-bc)2*(2*By+hc)*(Pj1+Pjmax_x)
=1/48*1.022*(0.970-0.370)2*(2*0.970+0.370)*(23.362+24.251)
=0.84kN*m
MII_1=1/48*βy*(By-hc)2*(2*Bx+bc)*(Pj2+Pjmax_y)
=1/48*1.024*(0.970-0.370)2*(2*0.970+0.370)*(24.641+27.606)
=0.93kN*m
3. 计算II-II截面弯矩
因 x方向小偏心
a=(Bx-bc-b3-b6)/2=(0.970-0.370-0.100-0.100)/2=0.200m
Pj1=((Bx-a)*(Pmax_x-Pmin_x)/Bx)+Pmin_x-G/A
=((0.970-0.200)*(51.251-48.376)/0.970)+48.376-25.404/0.941
=23.658kPa
因 y方向小偏心
a=(By-hc-a3-a6)/2=(0.970-0.370-0.100-0.100)/2=0.200m
Pj2=((By-a)*(Pmax_y-Pmin_y)/By)+Pmin_y-G/A
=((0.970-0.200)*(54.606-45.021)/0.970)+45.021-25.404/0.941
=25.629kPa
βx=1.020
βy=1.020
MI_2=1/48*βx*(Bx-bc-b3-b6)2*(2*By+hc+a3+a6)*(Pj1+Pjmax_x)
=1/48*1.020*(0.970-0.370-0.100-0.100)2*(2*0.970+0.370+0.100+0.100)*(23.658+24.251)
=0.41kN*m
MII_2=1/48*βy*(By-hc-a3-a6)2*(2*Bx+bc+b3+b6)*(Pj2+Pjmax_y)
=1/48*1.020*(0.970-0.370-0.100-0.100)2*(2*0.970+0.370+0.100+0.100)*(25.629+27.606) =0.45kN*m
4. 计算III-III截面弯矩
因 x方向小偏心
a=(Bx-bc-b2-b4-b3-b6)/2=(0.970-0.370-0.100-0.100-0.100-0.100)/2=0.100m
Pj1=((Bx-a)*(Pmax_x-Pmin_x)/Bx)+Pmin_x-G/A
=((0.970-0.100)*(51.251-48.376)/0.970)+48.376-25.404/0.941
=23.955kPa
因 y方向小偏心
a=(By-hc-a2-a4-a3-a6)/2=(0.970-0.370-0.100-0.100-0.100-0.100)/2=0.100m
Pj2=((By-a)*(Pmax_y-Pmin_y)/By)+Pmin_y-G/A
=((0.970-0.100)*(54.606-45.021)/0.970)+45.021-25.404/0.941
=26.618kPa
βx=1.019
βy=1.019
MI_3=1/48.0*βx*(Bx-bc-b3-b6-b2-b4)2*(2*By+hc+a3+a6+a2+a4)*(Pj1+Pjmax_x)
=1/48.0*1.019*(0.970-0.370-0.100-0.100-0.100-0.100)2*(2*0.970+0.370+0.100+0.100+0. 100+0.100)*(23.955+24.251)
=0.11kN*m
MII_3=1/48.0*βy*(By-hc-a3-a6-a2-a4)2*(2*Bx+bc+b3+b6+b2+b4)*(Pj2+Pjmax_y)
=1/48.0*1.019*(0.970-0.370-0.100-0.100-0.100-0.100)2*(2*0.970+0.370+0.100+0.100+0. 100+0.100)*(26.618+27.606)
=0.12kN*m
十、计算配筋
10.1 计算Asx
Asx_1=γo*MI_1/(0.9*(H-as)*fy)
=1.0*0.84*106/(0.9*(450.000-40.000)*360)
=6.3mm2
Asx_2=γo*MI_2/(0.9*(H-h3-as)*fy)
=1.0*0.41*106/(0.9*(450.000-200.000-40.000)*360)
=6.0mm2
Asx_3=γo*MI_3/(0.9*(H-h3-h2-as)*fy)
=1.0*0.11*106/(0.9*(450.000-200.000-100.000-40.000)*360)
=3.1mm2
Asx1=max(Asx_1, Asx_2, Asx_3)
=max(6.3, 6.0, 3.1)
=6.3mm2
Asx=Asx1/By=6.3/0.970=7mm2/m
Asx=max(Asx, ρmin*H*1000)
=max(7, 0.100%*450*1000)
=450mm2/m
选择钢筋10@170, 实配面积为462mm2/m。

10.2 计算Asy
Asy_1=γo*MII_1/(0.9*(H-as)*fy)
=1.0*0.93*106/(0.9*(450.000-40.000)*360)
=7.0mm2
Asy_2=γo*MII_2/(0.9*(H-h3-as)*fy)
=1.0*0.45*106/(0.9*(450.000-150.000-40.000)*360)
=6.7mm2
Asy_3=γo*MII_3/(0.9*(H-h3-h2-as)*fy)
=1.0*0.12*106/(0.9*(450.000-200.000-100.000-40.000)*360)
=3.5mm2
Asy1=max(Asy_1, Asy_2, Asy_3)
=max(7.0, 6.678, 3.501)
=7.0mm2
Asy=Asy1/Bx=7.0/0.970=7mm2/m
Asy=max(Asy, ρmin*H*1000)
=max(7, 0.100%*450*1000)
=450mm2/m
选择钢筋10@170, 图纸实际采用钢筋10@150，实配面积为462mm2/m。

三、围墙计算
围墙计算主要为围墙柱在风荷载作用下的安全性验算
3.1、计算信息
1. 几何参数
截面类型: 矩形
截面宽度: b=370mm
截面高度: h=370mm
2. 材料信息
混凝土等级: C25 fc=11.9N/mm2ft=1.27N/mm2
钢筋种类: HRB400 fy=360N/mm2
最小配筋率: ρmin=0.200％
纵筋合力点至近边距离: as=35mm
3. 受力信息
M=15.900kN*m
4. 设计参数
结构重要性系数: γo=1.0
3.2、计算过程
1. 计算截面有效高度
ho=h-as=370-35=335mm
2. 计算相对界限受压区高度
ξb=β1/(1+fy/(Es*εcu))=0.80/(1+360/(2.0*105*0.0033))=0.518
3. 确定计算系数
αs=γo*M/(α1*fc*b*ho*ho)=1.0*15.900*106/(1.0*11.9*370*335*335)=0.032
4. 计算相对受压区高度
ξ=1-sqrt(1-2αs)=1-sqrt(1-2*0.032)=0.033≤ξb=0.518满足要求。

5. 计算纵向受拉筋面积
As＝α1*fc*b*ho*ξ/fy=1.0*11.9*370*335*0.033/360=134mm2
6. 验算最小配筋率
ρ=As/(b*h)=134/(370*370)=0.098％
ρ=0.098％<ρmin=0.200％, 不满足最小配筋率要求，所以应该按最小配筋率要求配筋。

取As=ρmin*b*h=0.200％*370*370=274mm2
本柱子实际采用8根16钢筋，面积为1608mm2，ρ=As/(b*h)=1608/(370*370)=1.17%>0.2%满足要求。