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地下室计算

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1、地下室底标高为-5.000m处的混凝土墙壁计算

荷载计算简图如下(按顶端自由考虑):

1.1 基本资料

1.1.1 工程名称: 5米高地下室挡土墙计算

1.1.2 边界条件(左端/下端/右端/上端): 自由 / 固端 / 自由 / 自由

1.1.3 荷载标准值

1.1.3.1 永久荷载标准值

均布荷载: gk1 = 6.3kN/m2

三角形荷载: gk2 = 60kN/m2

1.1.3.2 可变荷载标准值: qk = 0

1.1.4 荷载的基本组合值

1.1.4.1 板面 Q = Max{Q(L), Q(D)} = Max{79.56, 89.51} = 89.51kN/m2

1.1.5 计算跨度 Ly = 5000mm,板的厚度 h = 400mm (h = Ly / 13)

1.1.6 混凝土强度等级为 C35, fc = 16.72N/mm2, ft = 1.575N/mm2, ftk = 2.204N/mm2

1.1.7 钢筋抗拉强度设计值 fy = 360N/mm2, Es = 200000N/mm2

1.1.8 纵筋合力点至截面近边的距离: 板底 as = 35mm、板面 as' = 60mm

1.2 配筋计算

1.2.1 沿 Ly 方向的支座弯矩 My'

My'k = -328.75kN·m,My'q = -328.75kN·m;

My' = Max{My'(L), My'(D)} = Max{-394.5, -443.81} = -443.81kN·m

Asy' = 4179mm2,as' = 60mm,ξ = 0.265,ρ = 1.23%;

实配纵筋: 25@70 (As = 7012); ωmax = 0.187mm

1.3 斜截面受剪承载力计算

V = (Q' + Q)·Ly / 2 = (8.51+89.51)*5/2 = 245.0kN

R = 0.7·βh·ft·b·h0 = 0.7*1*1575*1*0.4 = 440.9kN ≥ V = 245.0kN,满足要求。

1.4 X 向自由边挠度验算

1.4.1 挠度验算参数

按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值 Mq = -328.75kN·m

Es = 200000N/mm2,As = 7012mm2,Ec = 31334N/mm2,ftk = 2.204N/mm2

1.4.2 荷载准永久组合作用下钢筋混凝土受弯构件的短期刚度 Bs

1.4.2.1 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ψ

σsq = Mq / (0.87h0·As) (混凝土规范式 7.1.4-3)

σsq = 328750000/(0.87*340*7012) = 158N/mm2

矩形截面,Ate = 0.5·b·h = 0.5*1000*400 = 200000mm2

ρte = As / Ate (混凝土规范式 7.1.2-4)

ρte = 7012/200000 = 0.03506

ψ = 1.1 - 0.65ftk / (ρte·σs) (混凝土规范式 7.1.2-2)

ψ = 1.1-0.65*2.204/(0.03506*158) = 0.8421

1.4.2.2 钢筋弹性模量与混凝土模量的比值: αE = Es / Ec = 200000/31334 = 6.383

1.4.2.3 受压翼缘面积与腹板有效面积的比值 γf'

矩形截面,γf' = 0

1.4.2.4 纵向受拉钢筋配筋率 ρ = As / (b·h0) = 7012/(1000*340) = 0.02062

1.4.2.5 钢筋混凝土受弯构件的短期刚度 Bs 按混凝土规范式 7.2.3-1 计算:

Bs = Es·As·h02 / [1.15ψ + 0.2 + 6·αE·ρ / (1 + 3.5γf')]

= 200000*7012*3402/[1.15*0.8421+0.2+6*6.383*0.02062/(1+3.5*0)] = 82788.51kN·m2

1.4.3 考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数 θ

按混凝土规范第 7.2.5 条,当 ρ' = 0 时,取 θ = 2.0

1.4.4 受弯构件的长期刚度 B 按混凝土规范式 7.2.2-2 计算:

B = Bs / θ = 82788.51/2 = 41394.25kN·m2

1.4.5 挠度 fOx = κ·Qq·Ly4 / B = 0.04204*66.3*54/41394.25*1000 = 42.1mm

fOx / Ly = 42.1/5000 = 1/119

2、顶端按简支考虑:

2.1 基本资料

2.1.1 工程名称: 5米高地下室挡土墙计算

2.1.2 边界条件(左端/下端/右端/上端): 自由 / 固端 / 自由 / 铰支

2.1.3 荷载标准值

2.1.3.1 永久荷载标准值

均布荷载: gk1 = 6.3kN/m2

三角形荷载: gk2 = 60kN/m2

2.1.3.2 可变荷载标准值: qk = 0

2.1.4 荷载的基本组合值

2.1.4.1 板面 Q = Max{Q(L), Q(D)} = Max{79.56, 89.51} = 89.51kN/m2

2.1.5 计算跨度 Ly = 5000mm,板的厚度 h = 400mm (h = Ly / 13)

2.1.6 混凝土强度等级为 C35, fc = 16.72N/mm2, ft = 1.575N/mm2, ftk = 2.204N/mm2

2.1.7 钢筋抗拉强度设计值 fy = 360N/mm2, Es = 200000N/mm2

2.1.8 纵筋合力点至截面近边的距离: 板底 as = 35mm、板面 as' = 60mm

2.2 配筋计算

2.2.1 平行于 Ly 方向的跨中弯矩 My

Myk = 55.80kN·m,Myq = 55.80kN·m;

My = Max{My(L), My(D)} = Max{66.95, 75.32} = 75.32kN·m

Asy = 583mm2,as = 35mm,ξ = 0.034,ρ = 0.16%; ρmin = 0.20%,

As,min = 800mm2; 实配纵筋: 12@110 (As = 1028); ωmax = 0.064mm

2.2.2 沿 Ly 方向的支座弯矩 My'

My'k = -119.69kN·m,My'q = -119.69kN·m;

My' = Max{My'(L), My'(D)} = Max{-143.63, -161.58} = -161.58kN·m

Asy' = 1380mm2,as' = 60mm,ξ = 0.087,ρ = 0.41%;

实配纵筋: 16@100 (As = 2011); ωmax = 0.169mm

2.3 跨中挠度验算

2.3.1 挠度验算参数

按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值 Mq = 55.80kN·m

Es = 200000N/mm2,As = 1028mm2,Ec = 31334N/mm2,ftk = 2.204N/mm2

2.3.2 荷载准永久组合作用下钢筋混凝土受弯构件的短期刚度 Bs

2.3.2.1 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ψ

σsq = Mq / (0.87h0·As) (混凝土规范式 7.1.4-3)

σsq = 55795219/(0.87*365*1028) = 171N/mm2

矩形截面,Ate = 0.5·b·h = 0.5*1000*400 = 200000mm2

ρte = As / Ate (混凝土规范式 7.1.2-4)

ρte = 1028/200000 = 0.00514 <0.01,取 ρte = 0.01

ψ = 1.1 - 0.65ftk / (ρte·σs) (混凝土规范式 7.1.2-2)

ψ = 1.1-0.65*2.204/(0.01*171) = 0.2615

2.3.2.2 钢筋弹性模量与混凝土模量的比值:

αE = Es / Ec = 200000/31334 = 6.383

2.3.2.3 受压翼缘面积与腹板有效面积的比值 γf'

矩形截面,γf' = 0

2.3.2.4 纵向受拉钢筋配筋率

ρ = As / (b·h0) = 1028/(1000*365) = 0.00282

2.3.2.5 钢筋混凝土受弯构件的短期刚度 Bs 按混凝土规范式 7.2.3-1 计算:

Bs = Es·As·h02 / [1.15ψ + 0.2 + 6·αE·ρ / (1 + 3.5γf')]

= 200000*1028*3652/[1.15*0.2615+0.2+6*6.383*0.00282/(1+3.5*0)] = 45010.02kN·m2

2.3.3 考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数 θ

按混凝土规范第 7.2.5 条,当 ρ' = 0 时,取 θ = 2.0

2.3.4 受弯构件的长期刚度 B 按混凝土规范式 7.2.2-2 计算:

B = Bs / θ = 45010.02/2 = 22505.01kN·m2

2.3.5 挠度 f = κ·Qq·Ly4 / B = 0.00267*66.3*54/22505.01*1000 = 4.9mm

f / Ly = 4.9/5000 = 1/1,016

3、两层地下室9.000米高挡土墙计算

计算简图如下:

3.1 基本资料

3.1.1 工程名称: 9米高两层地下室挡土墙计算

3.1.2 结构构件的重要性系数 γ0 = 1; 考虑活荷不利组合

3.1.3 混凝土容重 γc = 25kN/m3; 箍筋间距 sv = 200mm

3.1.4 对由可变荷载效应控制的组合,永久荷载的分项系数 γG = 1.2,对由永久荷载效应控制的组合,永久荷载的分项系数 γG1 = 1.35; 可变荷载的分项系数 γQ = 1.4,可变荷载的组合值系数ψc = 0.7,可变荷载的准永久值系数 ψq = 0.4

3.1.5 混凝土强度等级 C35, fc = 16.7N/mm2, ft = 1.57N/mm2, ftk = 2.2N/mm2,Ec = 31334N/mm2

3.1.6 钢筋材料性能: fy = 360N/mm2, fyv = 270N/mm2, Es =

200000N/mm2

3.1.7 梁底纵筋合力点至近边距离 as = 35mm,梁面纵筋合力点至近边距离 as' = 60mm;

受拉钢筋最小配筋率 ρmin = 0.20%

3.2 几何信息

最左端支座:固端; i--跨号; Li--第 i 跨跨度(mm); b--截面宽度(mm);

h--截面高度(mm); bf'--上翼缘宽度(mm); hf'--上翼缘高度(mm);

bf--下翼缘宽度(mm); hf--下翼缘高度(mm)

------------------------------------------------------------------------

i Li 截面 b h bf' hf' bf hf 右节点

------------------------------------------------------------------------

1 4000 矩形 1000 500 铰支

2 5000 矩形 1000 400 铰支

-----------------------------------------------------------------------

3.3 荷载信息

i、j--跨号、节点号; P、P1--单位:kN/m、kN; M--单位:kN·m; X、X1--单位:mm

3.3.1 跨中荷载

------------------------------------------------------------------- i 恒、活荷 荷载类型 P 或 M P1 X ------------------------------------------------------------------- 1 恒荷 梯形荷载 119.63 66.30 0 2 恒荷 梯形荷载 66.30 6.30 0 梁自重 ----------------------------------------------------------- 1 恒荷 均布荷载 12.50 2 恒荷 均布荷载 10.00 -------------------------------------------------------------------

3.4 计算结果

X1

4000

5000

3.4.1 梁内力设计值及配筋

V--剪力(kN),以绕截面顺时针为正; M--弯矩(kN·m),以下侧受拉为正;

As--纵筋面积(mm2); Asv--箍筋面积(mm2)

------------------------------------------------------------------------

i I 1 2 3 4 5 6 7 J

------------------------------------------------------------------------

1 M - -190.4 -59.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -80.6 -198.2

As 面 筋 1169 355 0 0 0 0 0 487 1219

As / bho 0.25% 0.08% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.10% 0.26%

x / ho 0.054 0.016 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.023 0.056

裂缝宽度 0.087 0.063 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

0.086 0.087

实配面筋 2339 710 0 0 0 0 0 973 2437

M + 0.0 0.0 30.2 79.2 90.4 66.0 8.3 0.0 0 0.01% 0.000 0.000 0 -207.3 0.0

As 底 筋 0 0

As / bho 0.00% 0.00% 0.00%

x / ho 0.000 0.000

裂缝宽度 0.000 0.000

实配底筋 0 0

V 306.8 -262.7

0 191 506 579 421 52 0.00% 0.04% 0.12% 0.13% 0.10% 0.000 0.009 0.025 0.028 0.021 0.003 0.000 0.026 0.066 0.066 0.056 0.007 0 383 1013 1158 842 105 219.9 137.4 59.5 -13.9 -82.9 -147.3

Asv 0 0 0 0 0 0 0 0 0

构造配筋 As,min = 1000; Asv,min = 19, Dmin =φ6、smax = 300

挠度验算 截面 4 : f = -1.3, f/Li = 1/2995

........................................................................................

2 M - -198.2 -74.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

As 面 筋 1583 574 0 0 0 0 0 0 0

As / bho 0.43% 0.16% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%

x / ho 0.093 0.034 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

裂缝宽度 0.169 0.095 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

实配面筋 3165 1148 0 0 0 0 0 0 0

M + 0.0 0.0 13.6 69.1 96.2 98.9 81.1 46.8 0.0

As 底 筋 0 0 112 575 807 830 677 387 0

0.20% 0.025 0.063 1354 -65.9 0 As / bho 0.00% 0.00% 0.03% 0.17% 0.24% 0.24% 0.11% 0.00%

x / ho 0.000 0.000 0.007 0.036 0.051 0.053 0.043 0.000

裂缝宽度 0.000 0.000 0.018 0.065 0.065 0.065 0.065 0.000

实配底筋 0 0 224 1150 1613 1660 775 0

V 229.7 168.4 113.6 65.0 22.8 -13.1 -42.7

-82.9

Asv 0 0 0 0 0 0 0 0

构造配筋 As,min = 800; Asv,min = 19, Dmin =φ6、smax = 300

挠度验算 截面 4 : f = -4.1, f/Li = 1/1217

4、两层地下室10.000米高挡土墙计算

计算简图如下:

4.1 基本资料

4.1.1 工程名称: 9米高两层地下室挡土墙计算

4.1.2 结构构件的重要性系数 γ0 = 1; 考虑活荷不利组合

4.1.3 混凝土容重 γc = 25kN/m3; 箍筋间距 sv = 200mm

4.1.4 对由可变荷载效应控制的组合,永久荷载的分项系数 γG = 1.2,对由永久荷载效应控制的组合,永久荷载的分项系数 γG1 = 1.35; 可变荷载的分项系数 γQ = 1.4,

可变荷载的组合值系数ψc = 0.7,可变荷载的准永久值系数 ψq = 0.4

4.1.5 混凝土强度等级 C35, fc = 16.7N/mm2, ft = 1.57N/mm2, ftk = 2.2N/mm2,Ec = 31334N/mm2

4.1.6 钢筋材料性能: fy = 360N/mm2, fyv = 270N/mm2, Es = 200000N/mm2

4.1.7 梁底纵筋合力点至近边距离 as = 35mm,梁面纵筋合力点至近边距离 as' = 60mm;受拉钢筋最小配筋率 ρmin = 0.20%

4.2 几何信息

最左端支座:固端; i--跨号; Li--第 i 跨跨度(mm); b--截面宽度(mm);

h--截面高度(mm); bf'--上翼缘宽度(mm); hf'--上翼缘高度(mm);

bf--下翼缘宽度(mm); hf--下翼缘高度(mm)

------------------------------------------------------------------------

i Li 截面 b h bf' hf' bf hf 右节点

------------------------------------------------------------------------

1 5000 矩形 1000 500 铰支

2 5000 矩形 1000 400 铰支

------------------------------------------------------------------------

4.3 荷载信息

i、j--跨号、节点号; P、P1--单位:kN/m、kN; M--单位:kN·m;mm

4.3.1 跨中荷载

-------------------------------------------------------------------

i 恒、活荷 荷载类型 P 或 M P1 X -------------------------------------------------------------------

1 恒荷 梯形荷载 132.97 66.30 0 2 恒荷 梯形荷载 66.30 6.30 0 梁自重 ----------------------------------------------------------- 1 恒荷 均布荷载 12.50 2 恒荷 均布荷载 10.00 X、X1--单位: X1

5000

5000

-------------------------------------------------------------------

4.4 计算结果

4.4.1 梁内力设计值及配筋

V--剪力(kN),以绕截面顺时针为正; M--弯矩(kN·m),以下侧受拉为正;

As--纵筋面积(mm2); Asv--箍筋面积(mm2)

------------------------------------------------------------------------

i I 1 2 3 4 5 6 7 J

------------------------------------------------------------------------

1 M - -367.7 -128.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -55.2 -229.5

As 面 筋 2321 779 0 0 0 0 0 332 1418

As / bho 0.50% 0.17% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.07% 0.30%

x / ho 0.107 0.036 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.015 0.066

裂缝宽度 0.172 0.088 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.059 0.116

665 0.0 467 0.11% 0.000 0.000 934 实配面筋 4642 2835

M + 0.0 0.0

As 底 筋 0 0 0

As / bho 0.00% 0.00% 0.00%

x / ho 0.000 0.000

裂缝宽度 0.000 0.000

实配底筋 0 0 0

1558 0 0 0 0 0 0.0 39.2 138.6 174.5 151.2 73.2 0 249 895 1133 978 0.00% 0.06% 0.20% 0.26% 0.22% 0.000 0.012 0.044 0.055 0.048 0.023 0.000 0.033 0.066 0.065 0.066 0.062 0 498 1789 2266 1956

V 443.6 324.4 212.2 107.0 8.9 -82.2 -166.3

-243.3 -313.3

Asv 0 0 0 0 0 0 0 0 0

构造配筋 As,min = 1000; Asv,min = 19, Dmin =φ6、smax = 300

挠度验算 截面 4 : f = -2.8, f/Li = 1/1795

........................................................................................

2 M - -229.5 -101.5 -9.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

As 面 筋 1847 791 75 0 0 0 0 0 0

As / bho 0.51% 0.22% 0.02% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%

x / ho 0.109 0.047 0.004 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

裂缝宽度 0.176 0.092 0.017 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

实配面筋 3695 1582 150 0 0 0 0 0 0

M + 0.0 0.0 0.0 49.6 80.6 87.2 73.3 42.9 0.0

355 0.18% 0.022 0.058 709 -59.7 0 As 底 筋 0 0

As / bho 0.00% 0.10% 0.00%

x / ho 0.000 0.000

裂缝宽度 0.000 0.000

实配底筋 0 0

V 235.9 -76.6

Asv 0 0

0 0 410 673 729 611 0.00% 0.00% 0.12% 0.20% 0.21% 0.000 0.000 0.026 0.043 0.046 0.039 0.000 0.000 0.065 0.065 0.065 0.065 0 0 820 1345 1458 1221 174.7 119.8 71.3 29.0 -6.9 -36.4

0 0 0 0 0 0

构造配筋 As,min = 800; Asv,min = 19, Dmin =φ6、smax = 300

挠度验算 截面 5 : f = -3.5, f/Li = 1/1444

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