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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