人行天桥结构计算书.pdf

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1、.林州市人行天桥 结构计算书 目 录 一.工程概况.-1-二.设计原则与标准.-1-三.结构布置和构件截面.-2-3.1 结构布置.-2-3.2 杆件截面.-3-3.3 支座和边界约束.-3-四.荷载与作用.-4-五.材料.-9-六.构件包络应力.-9-6.1 整体应力分布.-9-6.2 拱结构应力状态.-9-6.3 桥面主梁、次梁应力状态.-11-6.4 吊杆应力状态.-13-七.模态分析.-14-7.1 特征周期.-14-7.2 特征模态.-14-八.桥梁变形.-16-8.1 竖向变形.-16-8.2 水平变形.-17-九.桥梁整体稳定分析.-18-9.1 屈曲特征值.-18-9.2 屈曲

2、模态.-18-十节点计算.-20-10.1 吊杆节点.-20-.10.2 主梁 ZL 与 GHL2 连接处支座验算.-23-10.3 主梁 ZL 与桥台连接节点验算.-26-十一 基础验算.-32-11.1 基础底面地基承载力验算.-32-11.2 基础背面地基承载力验算.-37-11.3 基础侧面地基承载力验算.-42-11.4 抗剪栓钉验算.-43-11.5 施工安装阶段柱脚底板验算.-44-.一.工程概况 河南省林州市人行天桥项目。采用中承式拱桥 二.设计原则与标准 1、建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）2、建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）3、钢结构设计规范（G

3、B 50017-2003）4、建筑钢结构焊接技术规程（JGJ 81-2002）5、钢结构工程施工及验收规范（GBJ 50205-2001）6、城市桥梁设计准则（CJJ 11-93）7、城市桥梁设计荷载标准（CJJ 77-98）8、城市人行天桥与人行地道技术规范（CJJ 69-95）9、公路工程抗震设计规范（JTJ004-93）10、公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）11、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）12、公路桥涵地基及基础设计规范（JTJ024-85）13、混凝土结构设计规范（GB50010-2010）14、铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002.2-200

4、5）15、建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002；J218-2002）16、公路桥梁板式橡胶支座规格系列（JT/T 663-2006）17、公路桥梁板式橡胶支座（JT/T 4-2004）.三.结构布置和构件截面 3.1 结构布置 图 1 三维结构图 图 2 立面布置图 图 3 平面布置图.3.2 杆件截面 3.3 支座和边界约束 拱结构与桥面结构之间通过单向可滑动支座进行连接，支座型号为 GJZF4 350 x550 x72(单向)NR，实现桥面梁沿桥纵向可滑动，横向与拱结构协同工作。拱脚与基础固结约束；桥面结构的四个角点中，除一个为约束三个平动自由度外，其他三个支座均为只约束竖向自由度

5、。边界约束情况如图 4 所示（途中约束六位数字分别表示：平动 x 向、平动 y 向、平动 z 向；转动绕 x 轴；转动绕 y轴；转动绕 z 轴，0 表示释放；1 表示约束）。图 4 边界约束布置图 .四.荷载与作用 1、设计使用年限为 100 年 2、设计地震烈度为 7 度（0.15g）第二组 类场地 根据城市人行天桥与人行地道技术规范（CJJ 69-95）的规定，地震工矿组合中，考虑永久荷载和 1.0 kN/m2的人群荷载。3、桥面永久荷载 47mm 厚(平均厚度)细石混凝土：q1=25 0.047=1.2kN/m2 10mm 厚 EPDM 聚亚安脂混合颗粒塑胶：q2=15 0.010=0.

6、15kN/m2 考虑可能以后采用广场瓷砖：q2=0.65kN/m2 压型钢板自重：q2=0.15kN/m2 综上：桥面均布恒荷载 q=2.0kN/m2 栏杆自重：0.2 kN/m 广告牌自重：1.0 kN/m2，两侧全长均有广告牌，高度为 4.2m 掉面吊挂荷载：0.15 kN/m2 4、可变荷载（1）、人群荷载：根据城市人行天桥与人行地道技术规范（CJJ 69-95），加载长度超过 20m 的情况下，人群荷载为;w=5 2 L 2080 20 B20=3.26kN/m2.在计算中取 3.5kN/m2（用于整体结构计算）在设计乔面板时，人群荷载取 5.0kN/m2（用于桥面板计算）（2）、按

7、100 年考虑基本雪荷载：0.45kN/m2（3）、风荷载 基本风压：0.55kN/m2（按 100 年为设计周期）a、广告牌：由于两侧广告牌之间空间开放，因此分别考虑两侧风荷载，且其数值和方向相同 单侧广告牌体型系数：1.3 风振系数：1.5 高度分布系数：1.25（按 B 类场地，20m 高度）单侧广告牌上的风荷载作用于主梁上，折算线荷载：p=1.5 1.3 1.25 0.55 4.2=5.63kN/m b、拱侧面（考虑两片拱承受风荷载，数值相同，方向相同）：单片拱体型系数：1.4 风振系数：1.5 高度分布系数：1.25（按 B 类场地，20m 高度）单侧拱侧面上的风荷载，折算线荷载（考

8、虑拱侧面宽度为 1.5m）：p=1.5 1.4 1.25 0.55 1.5=2.16kN/m 综上，风荷载在计算模型中的分布情况如图 5.图 5 风荷载布置图（4）、雪荷载 基本风压：0.45 kN/m2（按 100 年考虑）（5）、栏杆荷载 水平力：2.5 kN/m 竖向力：1.2 kN/m 5、温度作用 设计温度变化范围：-210C+570C，合拢温度为100C 6、荷载组合 A、非地震组合 组合 恒荷载 人群荷载 风荷载 升温 降温 组合 恒荷载 人群荷载 风荷载 升温 降温 1 1.2 30 1.2 -0.84 1.2 2 1.2 1.4 31 1.2 -0.84 1.2 3 1.2

9、1.4 32 1.2 0.98-0.84 1.2 4 1.2 1.4 0.84 33 1.2 0.98-0.84 1.2 5 1.2 1.4-0.84 34 1.35 6 1.2 1.4 0.72 35 1.35 0.98 7 1.2 1.4 0.72 36 1.35 0.84 8 1.2 1.4 0.84 0.72 37 1.35 -0.84 9 1.2 1.4-0.84 0.72 38 1.35 0.72 .10 1.2 1.4 39 1.35 0.72 11 1.2 0.98 1.4 40 1.35 0.98 0.84 12 1.2 1.4 0.72 41 1.35 0.98-0.84

10、13 1.2 1.4 0.72 42 1.35 0.98 0.72 14 1.2 0.98 1.4 0.72 43 1.35 0.98 0.72 15 1.2 0.98 1.4 0.72 44 1.35 0.84 0.72 16 1.2 -1.4 45 1.35 0.84 0.72 17 1.2 0.98-1.4 46 1.35 0.98 0.84 0.72 18 1.2 -1.4 0.72 47 1.35 0.98 0.84 0.72 19 1.2 -1.4 0.72 48 1.35 -0.84 0.72 20 1.2 0.98-1.4 0.72 49 1.35 -0.84 0.72 21

11、1.2 0.98-1.4 0.72 50 1.35 0.98-0.84 0.72 22 1.2 1.2 51 1.35 0.98-0.84 0.72 23 1.2 1.2 52 1 1.4 24 1.2 0.98 1.2 53 1 1.4 0.72 25 1.2 0.98 1.2 54 1 1.4 0.72 26 1.2 0.84 1.2 55 1 -1.4 27 1.2 0.84 1.2 56 1 -1.4 0.72 28 1.2 0.98 0.84 1.2 57 1 -1.4 0.72 29 1.2 0.98 0.84 1.2 B、地震组合 组合 恒荷载 人群荷载 风荷载 水平地震y 水平

12、地震x 竖向地震 组合 恒荷载 人群荷载 风荷载 水平地震y 水平地震x 竖向地震 1 1.2 1.2 1.3 67 1 1.3 2 1.2 1.2 -1.3 68 1 -1.3 3 1.2 1.2 0.28 1.3 69 1 0.28 1.3 4 1.2 1.2-0.28 1.3 70 1 -0.28 1.3 5 1.2 1.2 0.28-1.3 71 1 0.28-1.3 6 1.2 1.2-0.28-1.3 72 1 -0.28-1.3 7 1.2 1.2 1.3 73 1 1.3 8 1.2 1.2 -1.3 74 1 -1.3 9 1.2 1.2 0.28 1.3 75 1 0.28

13、 1.3 10 1.2 1.2-0.28 1.3 76 1 -0.28 1.3 11 1.2 1.2 0.28 -1.3 77 1 0.28 -1.3 12 1.2 1.2-0.28 -1.3 78 1 -0.28 -1.3 13 1.2 1.2 1.3 79 1 1.3 14 1.2 1.2 -1.3 80 1 -1.3 15 1.2 1.2 0.28 1.3 81 1 0.28 1.3 16 1.2 1.2-0.28 1.3 82 1 -0.28 1.3 17 1.2 1.2 0.28 -1.3 83 1 0.28 -1.3 18 1.2 1.2-0.28 -1.3 84 1 -0.28

14、-1.3 19 1.2 1.2 1.3 0.5 85 1 1.3 0.5.20 1.2 1.2 -1.3 0.5 86 1 -1.3 0.5 21 1.2 1.2 1.3 -0.5 87 1 1.3 -0.5 22 1.2 1.2 -1.3 -0.5 88 1 -1.3 -0.5 23 1.2 1.2 1.3 0.5 89 1 1.3 0.5 24 1.2 1.2 -1.3 0.5 90 1 -1.3 0.5 25 1.2 1.2 1.3-0.5 91 1 1.3-0.5 26 1.2 1.2 -1.3-0.5 92 1 -1.3-0.5 27 1.2 1.2 0.5 1.3 93 1 0.5

15、 1.3 28 1.2 1.2 0.5 -1.3 94 1 0.5 -1.3 29 1.2 1.2 -0.5 1.3 95 1 -0.5 1.3 30 1.2 1.2 -0.5 -1.3 96 1 -0.5 -1.3 31 1.2 1.2 0.5 1.3 97 1 0.5 1.3 32 1.2 1.2 0.5-1.3 98 1 0.5-1.3 33 1.2 1.2 -0.5 1.3 99 1 -0.5 1.3 34 1.2 1.2 -0.5-1.3 100 1 -0.5-1.3 35 1.2 1.2 0.28 1.3 0.5 101 1 0.28 1.3 0.5 36 1.2 1.2 0.28

16、-1.3 0.5 102 1 0.28-1.3 0.5 37 1.2 1.2 0.28 1.3 -0.5 103 1 0.28 1.3 -0.5 38 1.2 1.2 0.28-1.3 -0.5 104 1 0.28-1.3 -0.5 39 1.2 1.2 0.28 1.3 0.5 105 1 0.28 1.3 0.5 40 1.2 1.2 0.28 -1.3 0.5 106 1 0.28 -1.3 0.5 41 1.2 1.2 0.28 1.3-0.5 107 1 0.28 1.3-0.5 42 1.2 1.2 0.28 -1.3-0.5 108 1 0.28 -1.3-0.5 43 1.2

17、 1.2 0.28 0.5 1.3 109 1 0.28 0.5 1.3 44 1.2 1.2 0.28 0.5 -1.3 110 1 0.28 0.5 -1.3 45 1.2 1.2 0.28-0.5 1.3 111 1 0.28-0.5 1.3 46 1.2 1.2 0.28-0.5 -1.3 112 1 0.28-0.5 -1.3 47 1.2 1.2 0.28 0.5 1.3 113 1 0.28 0.5 1.3 48 1.2 1.2 0.28 0.5-1.3 114 1 0.28 0.5-1.3 49 1.2 1.2 0.28 -0.5 1.3 115 1 0.28 -0.5 1.3

18、 50 1.2 1.2 0.28 -0.5-1.3 116 1 0.28 -0.5-1.3 51 1.2 1.2-0.28 1.3 0.5 117 1 -0.28 1.3 0.5 52 1.2 1.2-0.28-1.3 0.5 118 1 -0.28-1.3 0.5 53 1.2 1.2-0.28 1.3 -0.5 119 1 -0.28 1.3 -0.5 54 1.2 1.2-0.28-1.3 -0.5 120 1 -0.28-1.3 -0.5 55 1.2 1.2-0.28 1.3 0.5 121 1 -0.28 1.3 0.5 56 1.2 1.2-0.28 -1.3 0.5 122 1

19、 -0.28 -1.3 0.5 57 1.2 1.2-0.28 1.3-0.5 123 1 -0.28 1.3-0.5 58 1.2 1.2-0.28 -1.3-0.5 124 1 -0.28 -1.3-0.5 59 1.2 1.2-0.28 0.5 1.3 125 1 -0.28 0.5 1.3 60 1.2 1.2-0.28 0.5 -1.3 126 1 -0.28 0.5 -1.3 61 1.2 1.2-0.28-0.5 1.3 127 1 -0.28-0.5 1.3 62 1.2 1.2-0.28-0.5 -1.3 128 1 -0.28-0.5 -1.3 63 1.2 1.2-0.2

20、8 0.5 1.3 129 1 -0.28 0.5 1.3.64 1.2 1.2-0.28 0.5-1.3 130 1 -0.28 0.5-1.3 65 1.2 1.2-0.28 -0.5 1.3 131 1 -0.28 -0.5 1.3 66 1.2 1.2-0.28 -0.5-1.3 132 1 -0.28 -0.5-1.3 设计温度变化范 五.材料 钢材：主梁、主拱、吊杆、横梁、耳板、肋板等采用 Q345B 销轴采用 45 号钢 混凝土：桥面、基础采用 C30 混凝土 六.构件包络应力 6.1 整体应力分布 图 6 整体应力分布 计算结果表明：采用本设计方案的拱桥整体强度应力处于安全状态

21、，最大应力发生在拱脚附近区域。下文将详细介绍各主要构件的应力数值。6.2 拱结构应力状态.图 7 拱结构应力分布图 图 7 所示的是主拱和拱横梁的应力分布情况，最大应力发生在拱脚附近，最大值为 142MPa，小于 Q345 钢的屈服强度；若不考虑加劲肋对箱形截面的作用，即仅考虑 40tw（tw为腹板厚度）的有效截面，则拱结构的应力比如图 8。图 8 拱结构应力分布图(仅考虑有效截面)计算结果文件如下图：.图 9 拱脚计算结果(仅考虑有效截面)上图所示的计算结果表明：即使仅考虑 40tw 的有效截面，拱脚最大应力比为0.9，因此，拱结构强度满足要求。6.3 桥面主梁、次梁应力状态.图 10 桥面

22、梁结构应力分布图 桥面梁的最大应力比在 0.35 以下，因此满足要求，计算结果如图 11。.图 11 主梁计算结果 6.4 吊杆应力状态 图 12 吊杆应力分布图 图 12 所示的计算结果表明：吊杆的最大拉应力为 152MPa，因此满足钢材 Q345B强度要求，计算结果见图 13。.图 13 吊杆计算结果 七.模态分析 7.1 特征周期 表 1 特征周期表 阶数 特征周期/s 阶数 特征周期/s 1 0.59 6 0.18 2 0.47 7 0.16 3 0.33 8 0.16 4 0.27 9 0.15 5 0.27 10 0.14 7.2 特征模态.图 14 第一阶模态 图 15 第二阶模

23、态 图 16 第三阶模态.图 17 第四阶模态 图 18 第五阶模态 图 14图 18 所示的计算结果表明：在前五阶特征模态中，第一阶、第二阶和第五阶特征模态是横桥向模态；第三阶和第四阶模态为竖向模态，其中第三阶模态所对应的特征频率为 3.03Hz，满足城市人行天桥与人行地道技术规范（CJJ 69-95）中关于人行天桥竖向频率至少 3Hz 的要求。八.桥梁变形 8.1 竖向变形.图 19 竖向变形 在永久荷载和人群荷载的标准组合作用下，桥梁的最大竖向变形为 26.4mm，按支座间距离为 66.04m 计算，挠度为 1/2500，满足城市人行天桥与人行地道技术规范（CJJ 69-95）中关于人行

24、天桥主梁竖向挠度小于 1/600 的要求，另外，由于挠度小于 1/1600，因此可不预起拱，但为了更好的排水，在本设计中，主梁沿纵向设置 0.5%的坡度。8.2 水平变形 考虑到桥梁两侧面挂有大面积广告牌，横向风荷载对桥梁的作用较大，因此需关注桥梁的横向变形。图 20 显示了桥梁在横向风荷载作用下的变形。图 20 水平变形 图 20 所示的结果表明拱顶点的最大水平位移为 51mm（拱跨为 70.8m，变形约.为 1/1400）；桥面最大横向位移为 26mm（桥面梁跨度按为 73.8m，变形约为 1/2800）。九.桥梁整体稳定分析 9.1 屈曲特征值 表 2 屈曲特征值 阶数 特征值 阶数 特

25、征值 1 26.3 6 56.0 2 29.3 7 62.3 3 37.2 8 63.3 4 41.5 9 69.1 5 45.1 10 72.8 9.2 屈曲模态 图 21 第一阶屈曲模态 .图 22 第二阶屈曲模态 图 23 第三阶屈曲模态 图 24 第四阶屈曲模态.图 25 第五阶屈曲模态 上述结果表明：桥梁的前五阶屈曲模态主要表现为拱结构平面外失稳。其中，第一阶屈曲模态所对应的特征值是 26.3，表明整体结构具有较好的稳定性。十节点计算 10.1 吊杆节点 吊杆采用圆管 127x8，与主拱和桥面横梁的连接方式如图 26 所示：图 26 吊杆节点.（1）销轴计算 计算结果显示吊杆最大拉力

26、为 455kN，吊杆截面为圆管 127x8，其截面积为2991mm。销轴（45 号钢）直径为 60mm，其截面积 A1:A1=0.25 3.14159 602=2827.4mm2 根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）给出的 45 号钢的允许剪应力为 125MPa，所对应的极限抗剪承载力 FV为：FV=2 2827.4 125=706.9kN 455 因此，销轴的抗剪承载力满足要求。按销轴抗弯较不利情况考虑，计算简图如下两种情况：图 27 销轴抗弯计算简图 对于第一种情况，最大弯矩：W=0.25 455 0.056=6370 截面转动惯性矩 I=1/64 3.14159 60

27、4=6.36 107m4 销轴弯曲应力为 =6370 0.0306.36 107=300.5MPa.对于第二种情况，最大弯矩：W=0.5 11.4 202=2280 销轴弯曲应力为 =2280 0.0306.36 107=107.5MPa 因此，满足公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）给出的 45号钢的允许弯应力为 360MPa（2）耳板计算 A、耳板有效截面抗拉承载力计算 耳板最小有效截面积：A2=2 32 （78.530 0.5）=3072mm2 Pn=3072 295=906.2kN =906.3455=1.99 1.4 满足铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002.2-2

28、005）中大于 1.4 的要求。B、耳板承压计算 耳板承压应力：=455/（32 60）=237MPa 公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）中规定 Q345 钢的销轴承压应力限值为 300MPa，因此满足要求。C、耳板抗剪计算 耳板抗剪截面：.A=2t(a+d2)=2 32 (100 30.5+30)=6368mm2 =0.6 6368 295455 1000=2.44 1.33 因此耳板抗剪强度满足要求。D、耳板抗剪计算（1）孔径与销轴直径相差不大于 1mm，满足要求。（2）孔端耳板 a=69.51.33b=63.8，满足要求。10.2 主梁 ZL 与 GHL2 连接处支座验

29、算（1）支座验算 根据结构特点和受力大小，在主梁 ZL 与 GHL2 之间的连接采用四氟滑板橡胶支座 GJZF4 350 x550 x72(单向)NR，根据公路桥梁板式橡胶支座规格系列（JT/T 663-2006）确定，该支座的最大承压力标准值为 1836kN，顺桥向最大位移为 90mm，允许转角为 0.0056rad（按照寒冷地区考虑）。通过本桥梁的计算，得到支座处最大承压力为 680kN，支座处顺桥向最大位移为 39mm，最大转角为 0.003rad，另外侧向通过抵挡构造实现侧向约束。因此本支座满足结构要求。（2）挡块验算.图 28 支座节点 支座处水平力为 980kN。需验算的内容包括，

30、ZL 与支座上钢板间的焊缝、下钢板与 GHL2 之间的焊缝、挡块的强度验算。A、上钢板与 ZL 之间的连接 =9802 1.22 0.7 10 720=79.7MPa 200 满足要求 B、下钢板与 GHL 之间的连接 有水平引起弯矩 W 为 W=980 0.15=147kN m =980/(2 0.7 14 900)=55.6MPa =147 30.7 14 9002=55.6MPa.(1.22)2+2=2077+3091=71.9MPa 137.8 在竖向拉力作用下，抗拉构造的受力如下图：.图 27 抗拉构造受力简图 最大弯矩:MMax=101 （0.15+0.1）=25.3kN m 最小

31、抗弯截面转动惯性矩:IMin=112 16 1103+2 20 200 652=3.56 107mm4 最大抗弯应力:=25.3 106 753.56 107=53.3MPa 295 底部焊缝最大正应力:I=112(2 0.7 10)1083+2 (2 0.7 10)200 922=4.89 107mm4 A=2 200 (2 0.7 10)+(2 0.7 10)108=7112mm2.=25.3 106 1004.89 107+101 1037112=65.9MPa 200MPa 上述计算结果表明第一类桥台支座满足要求。（2）第二类支座，如图 28 图 28 第二类桥台支座 整体结构计算得到

32、反力：纵向水平力：324.2kN 横向水平力：98.8kN 竖向力：280.9kN（拉力）；156.3（压力）（A）连接角焊缝验算 不考虑侧向肋板的作用，即仅考虑通过主梁与底板连梁的角焊缝传递作用力：由于侧向水平力的作用点位于主梁截面中心，因此应考虑水平力引起的弯矩：.M=98.8 1.28/2=63.2kN m 在竖向力和弯矩的共同作用下的焊缝正应力为：=63.2 106500 （0.7 14 632）+280.9 1032 0.7 14 632=20.4+22.7=43.1MPa 在水平力作用下的焊缝剪应力为：=324.22+98.822 0.7 14 632=27.4MPa 综合应力为：

33、（f）2+2=（43.11.22）2+27.42=44.7MPa 200（B）锚栓抗拉验算 锚栓承受竖向力的作用，采用 6 个 M36 的锚栓，单个极限抗拉承载力为114.4kN。锚栓所承受的最大拉力为：F=280.96+63.2 1000 6803 6802=46.8+31.0=77.8kN Vrvfy+N0.8bfy+M1.3rbfyz 其中：r=0.85 v=(4.0 0.08 20)14.3300=0.524 b=0.6+0.25 3020=0.975 因此：Vrvfy+F0.8bfy+M1.3rbfyz=338.9 1030.85 0.524 300+280.9 1030.8 0.9

34、75 300+66.2 1061.3 0.85 0.975 300 560=2536+1200+366=4102mm2 实配As=20 314.2=6284mm2，因此满足要求。2）当埋件在竖向压力、弯矩和剪力同时作用下：弯矩：.M=98.8 (12802+30)=66.2kN m 压力：N=156.3kN 剪力：V=324.22+98.82=338.9kN ASV 0.3Nrvfy+M 0.4Nz1.3rbfyz ASM 0.4Nz0.4rbfyz 其中：r=0.85 v=(4.0 0.08 20)14.3300=0.524 b=0.6+0.25 3020=0.975 因此：V 0.3Nrv

35、fy+M 0.4Nz1.3rbfyz=（338.9 0.3 156.3）1030.85 0.524 300+66.2 106 0.4 156.3 560 1031.3 0.85 0.975 300 560=2185+172.3=2357mm2 M 0.4Nz0.4rbfyz=66.2 106 0.4 156.3 560 1030.4 0.85 0.975 300 560=560mm2 实配As=20 314.2=6284mm2，因此满足要求。.十一 基础验算 验算内容：1.基础底面地基承载力验算 2.基础背面地基承载力验算 3.基础侧面地基承载力验算 4.抗剪栓钉验算 5.施工安装阶段柱脚底板

36、验算 6.基础倾覆验算（考虑结构整体，不会发生平面内倾覆，不需验算）11.1 基础底面地基承载力验算 11.1.1 已知条件：基础尺寸(单位mm):b1=7300,b11=3650,a1=4000,a11=1300,h1=9234 柱:方柱,A=600mm,B=2000mm 设计值：N=2084.00kN,Mx=810.00kN.m,My=3345.00kN.m 标准值：Nk=1543.70kN,Mxk=600.00kN.m,Myk=2477.78kN.m 混凝土强度等级：C30,fc=14.30N/mm2 钢筋级别：HRB400,fy=360N/mm2 基础混凝土保护层厚度：40mm 基础与

37、覆土的平均容重：25.00kN/m3 修正后的地基承载力特征值：1000kPa 基础埋深：9.23m 作用力位置标高：-8.234m.计算要求：(1)基础抗弯计算 (2)基础抗剪验算 (3)基础抗冲切验算 (4)地基承载力验算 单位说明：力：kN,力矩：kN.m,应力：kPa 11.1.2.基底反力计算：11.1.2.1 统计到基底的荷载 标准值:Nk=1543.70,Mkx=1680.59,Mky=2477.78 设计值:N =2084.00,Mx=2268.80,My=3345.00.11.1.2.2 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+G

38、k)/A+|Mxk|/Wx+|Myk|/Wy=439.79 kPa pkmin=(Nk+Gk)/A-|Mxk|/Wx-|Myk|/Wy=127.64 kPa pk=(Nk+Gk)/A=283.72 kPa 各角点反力 p1=300.30 kPa,p2=439.79 kPa,p3=267.13 kPa,p4=127.64 kPa 11.1.2.3 强度计算时,底板净反力设计值(kPa):相应于荷载效应基本组合 pmax=N/A+|Mx|/Wx+|My|/Wy =282.07 kPa pmin=N/A-|Mx|/Wx-|My|/Wy =-139.33 kPa p=N/A=71.37 kPa 各角点

39、反力 p1=93.76 kPa,p2=282.07 kPa,p3=48.98 kPa,p4=-139.33 kPa pmin=-139.33kPa 0,11.1.3 地基承载力验算:pk=283.72 fa=1000.00kPa,满足 pkmax=439.79 1.2*fa=1200.00kPa,满足 11.1.4 基础抗剪验算:抗剪验算公式 V=0.7*h*ft*Ac GB50010-2002第7.5.3条 (剪力V根据最大净反力pmax计算)第1阶(kN):V下=2059.13,V右=2989.97,V上=4941.91,V左=2989.97 砼抗剪面积(m2):.Ac下=67.08,Ac

40、右=36.76,Ac上=67.08,Ac左=36.76 抗剪满足.11.1.5 基础抗冲切验算:抗冲切验算公式 Fl=As=565mm2/m Y向实配 E12200(565mm2/m)=As=565mm2/m 11.1.8 配筋简图.-.11.2 基础背面地基承载力验算 11.2.1 已知条件：基础尺寸(单位mm):b1=9234,b11=4617,a1=4000,a11=2000,h1=5233 柱:方柱,A=600mm,B=2000mm 设计值：N=2738.00kN,Mx=1530.00kN.m,My=3345.00kN.m 标准值：Nk=2028.15kN,Mxk=1133.33kN.

41、m,Myk=2477.78kN.m 混凝土强度等级：C30,fc=14.30N/mm2 钢筋级别：HRB400,fy=360N/mm2 基础混凝土保护层厚度：40mm 基础与覆土的平均容重：0.00kN/m3 修正后的地基承载力特征值：1000kPa 基础埋深：5.23m 作用力位置标高：-4.230m 计算要求：(1)基础抗弯计算 (2)基础抗剪验算 (3)基础抗冲切验算 (4)地基承载力验算 单位说明：力：kN,力矩：kN.m,应力：kPa.11.2.2 基底反力计算：11.2.2.1 统计到基底的荷载 标准值:Nk=2028.15,Mkx=1133.33,Mky=2477.78 设计值:

42、N =2738.00,Mx=1530.00,My=3345.00 11.2.2.2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 基底全反力计算出现零应力区，按应力重分布计算：基底各点位置及反力(以左下角为原点)：(x,y)反力(kPa)(0.000,2.275)0.00 (0.000,0.000)56.22 (9.234,0.000)149.65 (9.234,4.000)50.80 (4.213,4.000)0.00 .(0.000,4.000)0.00 pk=(Nk+Gk)/A=54.91 kPa pkmax=149.65 kPa,pkmin=0.00 kPa 11.2

43、.2.3 强度计算时,底板净反力设计值(kPa):相应于荷载效应基本组合 p=74.13 kPa pmax=202.03 kPa,pmin=0.00 kPa 各角点反力 p1=75.90 kPa,p2=202.03 kPa,p3=68.58 kPa,p4=0.00 kPa 11.2.3 地基承载力验算:pk=54.91 fa=1000.00kPa,满足 pkmax=149.65 1.2*fa=1200.00kPa,满足 11.2.4 基础抗剪验算:抗剪验算公式 V=0.7*h*ft*Ac GB50010-2002第7.5.3条 (剪力V根据最大净反力pmax计算)第1阶(kN):V下=3171

44、.43,V右=2922.98,V上=3171.43,V左=2922.98 砼抗剪面积(m2):Ac下=47.91,Ac右=20.75,Ac上=47.91,Ac左=20.75 抗剪满足.11.2.5 基础抗冲切验算:抗冲切验算公式 Fl=As=565mm2/m Y向实配 E12200(565mm2/m)=As=565mm2/m 11.2.8 配筋简图 -.11.3 基础侧面地基承载力验算 11.3.1 已知条件：基础尺寸(单位mm):b1=9234,b11=4617,a1=4000,a11=2000,h1=5233 设计值：N1=482kN,N2=1082kN,Mx=810kN.m,My=153

45、0kN.m 标准值：Nk1=357kN,Nk2=802kN,Mxk=600kN.m,Myk=1133kN.m 混凝土强度等级：C30,fc=14.30N/mm2 钢筋级别：HRB400,fy=360N/mm2 基础混凝土保护层厚度：40mm 修正后的地基承载力特征值：1000kPa 计算要求：(1)地基承载力验算 (2)基础抗弯计算 单位说明：力：kN,力矩：kN.m,应力：kPa 11.3.2 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/A+|Mxk|/Wx+|Myk|/Wy=81 kPa pkmin=Nk/A-|Mxk|/Wx-|Myk|/Wy=-1

46、5 kPa 11.3.1 地基承载力验算:pkmax=81 fa=1000.00kPa,满足 .11.4 抗剪栓钉验算 已知条件：选用19 圆柱头焊钉，混凝土强度等级：C30,fc=14.30N/mm2，焊钉抗剪承载力设计值：Nvc=0.43AsEcfc=0.43 4 192 3.0 104 14.3=80KN 弯矩设计值：Mxmax=810KN m Mymax=3345KN m Mzmax=1530KN m 轴力设计值：Fx=2738KN Fz=2084KN NF1=Mxmaxhc1=8100.6=1350KN nv1c=NF1Nvc=135080=17 个（截面左右抗剪各需 17 个）NF

47、2=Mymaxhc2=33452.2=1520KN nv2c=NF2Nvc=152080=19 个（截面上下抗剪各需 19 个）NF3=Mzmaxhc1=15300.6=2550KN nv3c=NF3Nvc=255080=32 个（截面左右抗剪各需 19 个）.nv4c=FZNvc=208480=26 个（截面左右抗剪共需 19 个）nv5c=FXNvc=273880=34 个 346002800=7 个（截面上下抗剪共需 7 个）3422002800=27个（截面左右抗剪共需 27 个）合计：截面抗剪所需栓钉数量：上下各需：19+4=23 个 左右各需：17+32+14=63 个 11.5 施工安装阶段柱脚底板验算 施工阶段按铰接柱脚设计：=NLB=1130 1031000 2600=0.45N m2 fc=14.3N m2 底板厚度计算：对四边支撑板：M=18 0.45 6002=20250N m t 6Mf=6 20250205=25mm