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[扩展基础] 双柱基础软件计算比较

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发表于 2015-12-23 16:26:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
 楼主| 发表于 2015-12-23 16:30:10 | 显示全部楼层
本帖最后由 Yan 于 2015-12-23 16:33 编辑

我用“MorGain 结构快速设计程序”核对,书本例题 pkmax、pkmin 计算是对的,部分计算结果如下:

H_ImgSzJcDgX.jpg

1  双柱扩展基础: DJ1 
 
1.1  工程名称: 工程一 
 
1.2  柱底荷载效应组合 
1.2.1  荷载效应组合的计算参数 
1.2.1.1  柱截面形心相对于基础中心点位置(X, Y): -1750, 0; 1250, 0 
1.2.1.2  荷载作用符号 
    D': 附加永久荷载作用 
 
1.2.2  各荷载作用下的内力标准值 
                    柱号  荷载       Nki     Mxki     Myki     Vxki     Vyki  
1.2.2.1               1    D'       0.0      0.0      0.0      0.0      0.0  
1.2.2.2               2    D'       0.0      0.0      0.0      0.0      0.0  
1.2.2.3            合并    D'       0.0      0.0      0.0      0.0      0.0  
 
1.2.3  荷载效应的标准组合 
1.2.3.1  控制内力的标准组合值 
1.2.3.1.1  层号: 1,柱号: 1,位置: 柱底 
     组合号            Nk     Mxk'     Myk'      Vxk      Vyk    无地震  
       0            800.0      0.0    -60.0      0.0      0.0    Dkcon   
 
1.2.3.1.2  层号: 1,柱号: 2,位置: 柱底 
     组合号            Nk     Mxk'     Myk'      Vxk      Vyk    无地震  
       0            900.0      0.0    -40.0      0.0      0.0    Dkcon   
 
1.2.3.1.3  合并计算 
     组合号            Nk     Mxk'     Myk'      Vxk      Vyk    无地震  
       0           1700.0      0.0   -375.0      0.0      0.0    Dkcon   
 
1.2.4  荷载效应的基本组合 
1.2.4.1  控制内力的基本组合值 
1.2.4.1.1  层号: 1,柱号: 1,位置: 柱底 
     组合号             N      Mx'      My'       Vx       Vy    无地震  
       0           1050.0      0.0    -85.0      0.0      0.0    Dcon    
 
1.2.4.1.2  层号: 1,柱号: 2,位置: 柱底 
     组合号             N      Mx'      My'       Vx       Vy    无地震  
       0           1150.0      0.0    -55.0      0.0      0.0    Dcon    
 
1.2.4.1.3  合并计算 
     组合号             N      Mx'      My'       Vx       Vy    无地震  
       0           2200.0      0.0   -540.0      0.0      0.0    Dcon    
 
1.3  地基承载力特征值 
1.3.1  计算公式: 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 
    fa = fak + ηb·γ(b - 3) + ηd·γm(d - 0.5)    (基础规范式 5.2.4) 
    地基承载力特征值 fak = 180kPa; 基础宽度的地基承载力修正系数 ηb = 0.3; 
    基础埋深的地基承载力修正系数 ηd = 1.6; 基础底面以下土的重度 γ = 18kN/m, 
    基础底面以上土的加权平均重度 γm = 12.6kN/m; 基础底面宽度 b = 2m; 
    基础埋置深度 d = 1.5m 
    当 b = 2m < 3m 时,取 b = 3m 
1.3.2  fa = 180+0.3*18*(3-3)+1.6*12.6*(1.5-0.5) = 200.2kPa 
    修正后的地基承载力特征值 fa = 200.2kPa 
 
1.4  基本资料 
1.4.1  基础类型: X 向锥形基础; 基础底面宽度 b = 5500mm (X 方向), 
    底面长度 l = 2000mm (Y 方向); 基础根部高度 H = 700mm 
1.4.2  两柱轴线水平间距 bx = 3000mm,左边距 b1 = 1000mm,下边距 l1 = 1000mm 
    左柱: hc1 = 200mm,hc2 = 200mm,bc1 = 200mm,bc2 = 200mm; 
    左柱: 高度 hcl = 400mm (X 方向),宽度 bcl = 400mm (Y 方向)。 
    右柱: hc3 = 200mm,hc4 = 200mm,bc3 = 200mm,bc4 = 200mm; 
    右柱: 高度 hcr = 400mm (X 方向),宽度 bcr = 400mm (Y 方向)。 
1.4.3  柱与基础交接处的截面面积 
    X 方向截面面积 Acb = H·b = 3.85m; Y 方向截面面积 Acl = H·l = 1.4m 
1.4.4  基础宽高比 
    柱与基础交接处宽高比: (b - b1 - bx - hc4) / H = 1.86; (l1 - bc1) / H = 1.14 
    左柱右侧、右柱左侧的宽高比: (b - b1 - hc2) / H = 6.1; (b1 + bx - hc3) / H = 5.4 
    两柱间跨高比: (bx - hc2 - hc3) / H = 3.71 
1.4.5  混凝土强度等级为 C25, fc = 11.943N/mm, ft = 1.271N/mm 
1.4.6  钢筋抗拉强度设计值 fy = 360N/mm; 纵筋合力点至截面近边边缘的距离 as = 50mm 
1.4.7  纵筋的最小配筋率 ρmin = 0.15% 
1.4.8  永久荷载的分项系数,对由可变荷载效应控制的组合,取 γG = 1.2,对由永久荷载效应控 
    制的组合,取 γG = 1.35 
1.4.9  基础底面积 A = l·b = 2*5.5 = 11m 
    基础体积 Vc = Ab·H = 11*0.7 = 7.7m 
1.4.10  基础自重及基础上的土重 
    Gk = 253kN 
    基础自重及其上的土重的基本组合值 G = γG·Gk 
    对由可变荷载效应控制的组合,取 G = 1.20*253 = 303.6kN; 
    对由永久荷载效应控制的组合,取 G = 1.35*253 = 341.6kN 
1.4.11  设计时执行的规范: 
    《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011),以下简称"基础规范" 
    《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010),以下简称"混凝土规范" 
 
1.5  基础底面控制内力 
    Nk、Fk  ---- 相应于作用的标准组合时,作用于基础顶面的竖向力值(kN); 
    Vxk 、Vyk -- 相应于作用的标准组合时,作用于基础顶面的剪力值(kN); 
    Mxk'、Myk'-- 相应于作用的标准组合时,作用于基础顶面的弯矩值(kN·m); 
    Mxk、Myk --- 相应于作用的标准组合时,作用于基础底面的弯矩值(kN·m); 
    Mxk = Mxk' - Vyk·H、 Myk = Myk' + Vxk·H 
    N、F    ---- 相应于作用的基本组合时,作用于基础顶面的竖向力值(kN); 
    Vx'、Vy'  -- 相应于作用的基本组合时,作用于基础顶面的剪力值(kN); 
    Mx'、My'  -- 相应于作用的基本组合时,作用于基础顶面的弯矩值(kN·m); 
    Mx、My  ---- 相应于作用的基本组合时,作用于基础底面的弯矩值(kN·m); 
    Mx = Mx' - Vy·H、 My = My' + Vx·H 
1.5.1  相应于作用的标准组合时,基础底面控制内力 
1.5.1.1  合并计算、Dkcon、无地震作用组合 
    Nk = 1700.0; Mxk' = 0.0,Myk' = -375.0; Vxk = 0.0,Vyk = 0.0 
    Fk = 1700.0; Mxk = 0.0,Myk = -375.0 
 
1.5.2  相应于作用的基本组合时,基础底面控制内力 
1.5.2.1  合并计算、Dcon、无地震作用组合 
    N = 2200.0; Mx' = 0.0,My' = -540.0; Vx = 0.0,Vy = 0.0 
    F = 2200.0; Mx = 0.0,My = -540.0 
 
1.6  相应于作用的标准组合时,轴心荷载作用下基础底面处的平均压力值 
    pk = (Fk + Gk) / A    (基础规范式 5.2.2-1) 
1.6.1  合并计算、Dkcon、无地震作用组合 
    pk = (1700+253)/11 = 177.5kPa ≤ fa = 200.2kPa,满足要求。 
 
1.7  相应于作用的标准组合时,偏心荷载作用下基础底面边缘处的最大、最小压力值 
    pkmax = (Fk + Gk) / A + Mk / W    (基础规范式 5.2.2-2), 
    pkmin = (Fk + Gk) / A - Mk / W    (基础规范式 5.2.2-3) 
    基础底面抵抗矩 Wx = b·l2 / 6 = 5500*22/6 = 3.667m 
    基础底面抵抗矩 Wy = l·b2 / 6 = 2000*5.52/6 = 10.083m 
1.7.1  合并计算、Dkcon、无地震作用组合 
1.7.1.1  Myk = -375.0kN·m 
    偏心距 ex = Myk / (Fk + Gk) = 375/(1700+253) = 0.192m ≤ b/6 = 5.5/6 = 0.917m 
    pkmaxX = (1700+253)/11+375/10.083 = 214.7kPa ≤ 1.2fa = 240.2kPa,满足要求。 
    pkminX = (1700+253)/11-375/10.083 = 140.4kPa ≥ 0,满足要求。 
-----------------------------

MorGain 程序计算结果:PkmaxX=214.7kPa、pkminX=140.4kPa
书中例题:pkmax=214.7kPa、pkmin=140.3kPa
可以看出MorGain 程序计算结果与书中例题的 pkmax 一样,pkmin 只相差在计算精度上。

另外,当将左柱的  Myk'  原输入 -60kN·m 改为 +60kN·m、右柱 Myk' 原输入 -40kN·m 改为 +40kN·m,此时的 PkmaxX=194.9kPa、pkminX=160.2kPa,与楼主拿来比较两款软件之一的结果较为接近。不知楼主在比较时,输入软件的数据是否有问题?
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发表于 2016-1-14 00:52:37 | 显示全部楼层
Yan 发表于 2015-12-23 16:30
我用“MorGain 结构快速设计程序”核对,书本例题 pkmax、pkmin 计算是对的,部分计算结果如下:

把原始数据上传,可否?进行校对一下。
谢谢
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发表于 2016-1-14 01:36:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 skybluelantian 于 2016-1-14 01:43 编辑

除了1.4.10中的Gk = 253kN与我上传的数据Gk = Vc·γc + [A - (bcl·hcl + bcr·hcr)]·ds·γs = 346.3kN对不上,这个导致结果有略差。不过这个结果也非常接近了,值得信任。

请问版主怎么回事啊。我的数据在哪出错了?

查了下,这个253书上是扣除水浮力的。貌似程序无法考虑地下水的影响。不过有这样的结果,真的很不错了。

双柱扩展基础 DJ1.mgs

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 楼主| 发表于 2016-1-14 10:20:43 | 显示全部楼层
基础混凝土的容重 γc 输入浮重度 10kN/m3; 基础顶面以上土的重度 γs 之所以输入 20.6kN/m3 而不是 20,是因为书本例题在计算土体积时,没有扣除柱在土中的那部分体积,为了使 Gk=253,人为提高为 20.6。

双柱扩展基础 DJ1.mgs

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