双柱基础软件计算比较

Yan · 发表于 2015-12-23 16:26:43

原文为：
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Yan · 发表于 2015-12-23 16:30:10

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：

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？

skybluelantian · 发表于 2016-1-14 00:52:37

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

skybluelantian · 发表于 2016-1-14 01:36:00

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。

Yan · 发表于 2016-1-14 10:20:43

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。

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