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参 数
子程序界面(参数)
参数设置
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计算方式
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设置地基基础的计算方式,可选择“验算截面尺寸”“自动计算截面尺寸”“自动计算(≥柱短边4倍)”“自动计算(≥柱长边4倍)”“修正地基承载力特征值”。
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“验算截面尺寸”:由用户输入基础底面宽度、长度及基础高度等截面参数,程序完成地基承载力、抗剪、冲切、配筋、局压等全套承载力验算。
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“自动计算截面尺寸”:程序自动迭代计算“基础底面宽度 b”“基础底面长度 l”“基础高度 H”“基础端部高度 h1”“左边距 b1”“下边距 l1”等参数,可通过“限制条件”设置平面尺寸约束规则。
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若锥形基础两柱间截面存在需要配筋的负弯矩,自动计算模式下程序将自动调整为对应的双坡或等高基础;手动验算模式下将显示“对于不等高的 Y 向锥形基础顶面配筋,请修改基础类型或自行验算。★★★”等警告提示。
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“自动计算(≥柱短边4倍)”“自动计算(≥柱长边4倍)”:在自动计算截面尺寸的基础上,额外增加约束:基础宽度不小于柱短边/长边 4 倍。
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“修正地基承载力特征值”:仅按基础规范第 5.2.4 条完成地基承载力特征值的深宽修正,不进行基础整体验算。
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高规第 F.1.6 条注 2 规定,“嵌固端系指相交于柱的横梁的线刚度与柱的线刚度的比值不小于 4 者,或基础的长和宽均不小于柱直径的 4 倍者”。
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受剪验算
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设置对基础进行斜截面受剪承载力的验算方法,支持国标规范、桩基规范、多省市地方规范及双规范组合等十余种斜截面受剪验算方法,适配不同地区与工程的设计要求。可选择“国标规范”“桩基规范”“重庆规范”“贵州规范”“广东规范”“国标规范加桩基规范”“国标规范加重庆规范”“国标规范加贵州规范”“国标规范加广东规范”“桩基规范加广东规范”“国标规范(强制验算)”。
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“计算方式”选择“验算截面尺寸”时的计算规则
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“国标规范”:按基础规范第 8.2.9 条计算;仅当基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度时,验算柱与基础交接处的截面受剪承载力。
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“桩基规范”:参照桩基规范第 5.9.10 条(或基础规范第 8.5.21 条)柱下桩基独立承台斜截面受剪承载力公式计算。
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“重庆规范”“贵州规范”:分别按重庆基础规范第 8.2.9 条、贵州基础规范第 8.2.2 条岩石地基扩展基础斜截面受剪承载力公式计算。
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“广东规范”:参照广东基础规范第 9.2.9 条计算,计算截面取距支座边缘 h0/2 处。
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“国标规范加桩基规范”:除按基础规范第 8.2.9 条计算外,还参照桩基规范第 5.9.10 条(或基础规范第 8.5.21 条)另行计算。
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“国标规范加重庆规范”“国标规范加贵州规范”:除按基础规范第 8.2.9 条计算外,还分别按重庆基础规范第 8.2.9 条、贵州基础规范第 8.2.2 条另行计算。
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“国标规范加广东规范”:除按基础规范第 8.2.9 条计算外,还参照广东基础规范第 9.2.9 条另行计算。
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“桩基规范加广东规范”:除参照桩基规范第 5.9.10 条(或基础规范第 8.5.21 条)计算外,还参照广东基础规范第 9.2.9 条另行计算。
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“国标规范(强制验算)”:无论基础底面短边尺寸是否小于或等于柱宽加两倍基础有效高度,均按基础规范第 8.2.9 条验算柱与基础交接处截面受剪承载力。
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“计算方式”选择“自动计算截面尺寸”时的计算规则
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“国标规范”:按基础规范第 8.2.9 条计算;若基础截面不满足受剪要求,优先增大基础短边尺寸,使基础短边大于柱宽加两倍基础有效高度,以规避按该条强制验算。
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“桩基规范”“重庆规范”“贵州规范”“广东规范”:按对应规范公式计算,确定满足受剪承载力要求的最小基础高度。
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“国标规范加桩基规范”“国标规范加重庆规范”“国标规范加贵州规范”“国标规范加广东规范”:先按桩基/地方规范确定基础高度,再尽可能调整基础平面尺寸,以规避国标规范的受剪验算。
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“桩基规范加广东规范”:除参照桩基规范第 5.9.10 条(或基础规范第 8.5.21 条)计算外,还参照广东基础规范第 9.2.9 条另行计算,确定满足受剪承载力要求的最小基础高度。
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“国标规范(强制验算)”:无论基础底面短边尺寸是否小于或等于柱宽加两倍基础有效高度,均按基础规范第 8.2.9 条验算柱与基础交接处截面受剪承载力,确定满足受剪承载力要求的最小基础高度。
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当地基承载力较低、基础高度不由受剪承载力控制时,不同算法的自动计算结果差异较小;当地基承载力较高时,采用“国标规范”得到的基础高度更小,采用“桩基规范”“国标规范加桩基规范”或“桩基规范加广东规范”得到的基础高度更大。由于“国标规范加桩基规范”“国标规范加重庆规范”“国标规范加贵州规范”或“国标规范加广东规范”在满足各自受剪承载力验算方法所确定的基础高度后,还可能调整平面尺寸以避免按基础规范第 8.2.9 条的规定验算受剪承载力,因此采用“国标规范加桩基规范”“国标规范加重庆规范”“国标规范加贵州规范”或“国标规范加广东规范”自动计算的基础平面尺寸通常大于“桩基规范”“重庆规范”“贵州规范”“广东规范”或“桩基规范加广东规范”。
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当“限制条件”指定基础底面长度或宽度时,若平面尺寸受限,程序仅能通过增加基础高度来满足基础规范的受剪验算要求。
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当选择“国标规范加桩基规范”“国标规范加重庆规范”“国标规范加贵州规范”“国标规范加广东规范”时,受剪承载力的计算结果仅输出按基础规范第 8.2.9 条进行的验算。
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当选择“广东规范”“国标规范加广东规范”“桩基规范加广东规范”、取距支座边缘 h0/2 处截面验算受剪承载力时,验算截面处的剪力设计值取距支座边缘处 h0/2 处截面的剪力。
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当选择“桩基规范”“国标规范加桩基规范”“桩基规范加广东规范”、受剪承载力参照桩基规范第 5.9.10 条(或基础规范第 8.5.21 条)柱下桩基独立承台斜截面受剪承载力公式进行计算时,计算截面的剪跨比 λ=a/h0;a 取支座边缘至基础外边缘的一半,当 λ<1.5 时,取 λ=1.5,即限定剪切系数 β 在 0.7~1.4 之间。当剪切系数 β 等于 1.4 时,斜截面受剪承载力较国标规范提高一倍。
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当选择“国标规范”、按基础规范第 8.2.9 条的规定验算受剪承载力时,依据该条文规定,仅当基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度时,验算柱与基础交接处截面受剪承载力。对于其他计算方法,无论基础底面短边尺寸是否小于或等于柱宽加两倍基础有效高度,均验算相应截面受剪承载力。
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岩体等级
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设置岩体基本质量等级,可选择“Ⅰ级”“Ⅱ级”“Ⅲ级”“Ⅳ级”。仅“受剪计算”选用贵州基础规范相关模式时可用。
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岩体基本质量等级按贵州基础规范第 3.2.5 条的规定进行划分。
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当选择“Ⅲ级”时,斜截面受剪承载力计算与重庆基础规范及贵州省标准《贵州建筑地基基础设计规范》DB22/45-2004 中的岩石地基扩展基础一致。
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荷载输入
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设置上部结构传至基础顶面上的作用效应的输入方式,可选择“各工况下内力标准值”“标准及基本组合”两种模式。
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“各工况下内力标准值”:在“工况”中输入柱底、墙底在永久荷载作用、可变荷载作用、风荷载作用、地震作用等各工况下作用效应标准值,由程序自动完成作用效应组合,输出相应于作用的标准组合及基本组合时的各组控制内力。
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“标准及基本组合”:在“标准”“基本”中分别输入若干组柱底、墙底内力标准组合值及基本组合值。
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当有基础梁等传来的附加荷载时,两种输入方式均在“工况”中输入外加荷载效应标准值。
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指定计算柱墙及各工况下作用效应标准值的输入方法请查阅“各工况下作用效应的标准值”。
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柱底、墙底内力标准组合值及基本组合值的输入方法请查阅“标准组合值”“基本组合值”。
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双柱(墙)合并计算时,两种输入方式均考虑柱墙与基础形心的相对位置,核心差异在于:
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□仅单方向水平力
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设置是否仅考虑单方向水平作用,仅“各工况下内力标准值”模式下可用。勾选后无法读取外接计算程序的底层柱墙内力。
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勾选后,仅考虑单方向水平作用,可分别输入正、反方向的风荷载作用或水平地震作用。例如平面框架计算软件 PK 中的左风、右风、左地震、右地震等。
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未勾选时,同时考虑 X、Y 双向水平作用,同一方向仅输入一次风荷载或地震作用,正、反方向按大小相等、方向相反分别参与作用效应组合。
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□考虑双向偏心
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设置是否考虑双向偏心荷载作用。
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勾选后、无零应力区时,相应于作用的标准组合时,基底角点最大、最小压力按下式计算:
pkmax=(Fk+Gk)/A+Mxk/Wx+Wyk/Wy;
pkmin=(Fk+Gk)/A-Mxk/Wx-Wyk/Wy。
式中:Fk——相应于作用的标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力(kN),压力为正值、拉力为负值;
Gk——基础自重及基础上土自重标准值(kN);
Mxk、Myk——相应于作用的标准组合时,作用于基础底面,绕通过基础形心 x、y 主轴的力矩值(kN·m),此处均取绝对值;
Wx、Wy——基础底面 x、y 轴的抵抗矩(m3)。
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勾选后、无零应力区时,相应于作用的基本组合时,基底角点最大、最小压力按下式计算:
pmax=(F+G)/A+Mx/Wx+Wy/Wy;
pmin=(F+G)/A-Mx/Wx-Wy/Wy。
式中:F——相应于作用的基本组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值(kN),压力为正值、拉力为负值;
G——考虑作用分项系数的基础自重及基础上土自重(kN)。对由可变荷载效应控制的组合,当其效应对结构不利、有利时,G 分别取 γGGk、γG'Gk,对由永久荷载效应控制的组合,G 取 1.35Gk;
Mx、My——相应于作用的基本组合时,作用于基础底面,绕通过基础形心 x、y 主轴的力矩值(kN·m),此处均取绝对值。
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勾选后、存在零应力区时,按模型Ⅱ、模型Ⅲ或模型Ⅳ三种计算模型计算基底压力,详见“扩展基础在双向偏心荷载作用下的基底压力计算模型”。
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未勾选时,仅考虑轴心荷载或单向偏心荷载作用。
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最大零应力区率 ρ0,max
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ρ0,max——基础底面与地基土之间零应力区面积占基底总面积的最大百分比(%)。
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输入单个数值:标准组合取该值,基本组合取 2 倍该值与 50% 二者的较小值。
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输入两个数值(英文逗号“,”分隔):第一个为标准组合限值,第二个为基本组合限值,例如“15,30”,表示标准组合限值 15%、基本组合限值 30%。
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当输入“自动”时:
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标准组合取 15%,基本组合取 30%。计算结果“基本资料”中省略“相应于作用的标准组合时,基础底面与地基土之间零应力区面积占基底总面积的最大百分比 ρ0,max = 15%;相应于作用的标准组合时,ρ0,max' = 30%”对应说明。
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标准组合下基底出现零应力区,计算结果将显示零应力区占比,并伴有“★★***!”提示符。
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标准组合或基本组合下,基底零应力区超出限值,计算结果中不显示“不满足要求。★★★*****!”的错误提示。
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基本组合下无论零应力区是否超出限值,计算结果均不显示“★★***!”提示符或“★★★*****!”错误提示。
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当输入具体数值时:
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当输入 0 时,表示基础底面与地基土之间不允许出现零应力区。
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标准组合下基底出现零应力区,计算结果将显示零应力区占比。当零应力区不超过限值时,计算结果显示“满足要求”,且没有“★★***!”提示符;当超出限值时,将显示“不满足要求。★★★*****!”的错误提示。
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基本组合下零应力区比超出限值时,计算结果中将显示“★★***!”提示符。
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在“自动计算截面尺寸”计算方式下,程序将自动调整基础尺寸,避免零应力区超出限值。
地基承载力特征值
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抗震承载力调整系数 ξa
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地基承载力特征值 fak
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fak——地基承载力特征值(kPa),按基础规范第 5.2.3 条的原则确定。
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当勾选“□修正后的地基承载力特征值”时,本输入框为“修正后的特征值 fa”。
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基础规范第 5.2.3 条规定,“地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试、公式计算,并结合工程实践经验等方法综合确定”。
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修正后的特征值 fa
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承载力修正系数 ηb、ηd
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土的重度 γ
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土的加权平均重度 γm
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基础底面宽度 b
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基础埋置深度 d
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起始修正深度 d0
基础尺寸
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基础类型
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设置基础类型,可选择“X 向锥形基础”“Y 向锥形基础”“X 向双坡基础”“Y 向双坡基础”。
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勾选“□端部高度等于根部高度的基础”时,锥形、双坡基础均按等高基础计算与图示。
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无论是否勾选“□端部高度等于根部高度的基础”,计算结果中端部高度等于根部高度的锥形、双坡基础的图例,为等高基础。
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□端部高度等于根部高度的基础
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设置基础的端部高度是否等于基础(根部)高度。
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勾选后,表示基础为等高基础。等高基础的端部高度 h1 等于基础(根部)高度 H。
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未勾选时,表示基础为锥形基础或双坡基础。“自动计算截面尺寸”计算方式下,程序按基础顶面坡度不大于 1:3 确定基础根部高度 H 及端部高度 h1。
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基础规范第 8.2.1 条规定,“锥形基础的边缘高度不宜小于 200mm,且两个方向的坡度不宜大于 1:3”。
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基础旋转角度 α
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α——基础相对于外荷载坐标轴(或柱墙局部坐标轴)的旋转角度 α (°),规定逆时针方向旋转时其值为正值,顺时针方向旋转时则为负值。
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当两柱(墙)旋转角度不同时,按下列规则输入:
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可输入多个数值,数值间以英文逗号“,”分隔,例如“0,90”“45,90”。
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旋转角度 α 的输入顺序与“工况”表格中柱墙序号一一对应。
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当旋转角度 α 个数少于柱(墙)数时,未指定柱墙按最后一个数值取值。
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对于剪力墙而言,尤其需要留意其局部坐标轴的角度,应当依照相应外接计算程序的使用手册以及输出结果来正确输入“基础旋转角度 α”。通常情况下,剪力墙沿垂直方向布置时
α =0°;沿水平方向布置时 α=-90°。
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详细说明可参见“如何输入基础(或承台)旋转角度 α ?”。
自重、土重
柱定位及截面尺寸
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□柱局压验算
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□斜面受压
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设置不等高基础验算柱下局部受压承载力时的计算底面积是否考虑斜面部分面积。
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未勾选时,按柱边每边扩出 50mm 确定计算底面积。
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勾选后,先按柱边扩出 50mm 验算,不满足时以每边 25mm 步长来扩大计算底面积,直至满足要求或扩出长度超过柱最小边的 1/4。
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轴线水平间距 bx
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bx——左右两柱 Y 向轴线的水平间距(mm)。
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Y 向基础本输入框为“轴线垂直间距 lx”。
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轴线垂直间距 lx
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lx——上下两柱 X 向轴线的垂直间距(mm)。
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X 向基础本输入框为“轴线水平间距 bx”。
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左柱 hc1、hc2、下柱 hc1、hc2
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hc1、hc2——分别为左柱或下柱左边缘、右边缘与相应柱 Y 向轴线的定位尺寸(mm)。
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X 向基础本输入框为“左柱 hc1、hc2”;Y 向基础本输入框为“下柱 hc1、hc2”。
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可分别输入 hc1、hc2 的两个定位尺寸,数值间以英文逗号“,”分隔,例如“300,100”,表示 hc1 为 300、hc2 为 100。
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当该方向柱居中布置时,可仅输入一个 hc 数值,例如“400”,表示 hc1=hc2=200mm。
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定位尺寸正负号约定:
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当柱左边缘位于定位轴线的左侧,柱右边缘位于定位轴线的右侧,如图例所示,hc1 或 hc2 两个定位尺寸均为正值。
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当柱右边缘与定位轴线重合时,hc2 等于零,例如“400,0”,表示柱右边缘在轴线上,hc 等于 400。当柱左边缘与定位轴线重合时,则 hc1 等于零。
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当柱左边缘位于定位轴线的右侧或柱右边缘位于定位轴线的左侧,hc1 或 hc2 两个定位尺寸之一应输入负值。例如“500,-100”,表示柱全截面均位于轴线左侧,柱右边缘距轴线 100,hc=500-100=400mm。
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其他 bc1、bc2、hc3、hc4、bc3、bc4 等定位尺寸的输入规则同 hc 系列。。
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左柱 bc1、bc2、下柱 bc1、bc2
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右柱 hc3、hc4、上柱 hc3、hc4
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右柱 bc3、bc4、上柱 bc3、bc4
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圆柱输入方法
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圆柱需在 bc 方向定位尺寸前加标识 0,例如,“0,300,100”,表示 bc1=300、bc2=100,圆柱直径 D=400mm。
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另一方向 hc 方向的定位尺寸之和需等于直径,否则程序提示错误。
材料
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最小配筋率 ρmin
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as
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as——受拉区纵向钢筋合力点至截面受拉边缘的距离(mm)。
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如图例所示,沿两柱排列方向的 1 号、3 号筋(如有)排布在第一层,垂直于两柱排列方向的 2 号、4 号筋(如有)排布在第二层;仅存在 4 号筋无 3 号筋时,4 号筋排布在第一层。
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显示实配钢筋时的取值规则(不选择“不显示实配钢筋”配筋方案):
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抗弯计算:
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“数值 + 直径/半径/数值”格式(如“40+d”“70+r”“40+10”):加号前数值为纵向受力钢筋混凝土保护层厚度 c,取值忽略加号后内容。底部、顶部第一层纵筋 as=c+0.5d1(d1 为底部、顶部第一层实配纵筋直径);
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直接输入数值:底部、顶部第一层纵筋 as 均取该数值;
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第二层纵筋 as'=as+0.5(d1+d2)(d1、d2 分别为一、二层实配纵筋直径)。
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受冲切、受剪计算:
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“数值 + 直径”格式(如“40+d”“70+d”):取底部两层 as 的平均值,即 as=c+0.75d1+0.25d2。
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“数值 + 半径”格式(如“40+r”“70+r”):同抗弯底层纵筋,as=c+0.5d1。
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“数值 + 数值”格式(如“40+10”“70+9”):as 取两数值之和。
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直接输入数值:as 取该数值。
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不显示实配钢筋时的取值规则(选择“不显示实配钢筋”配筋方案):
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受冲切、受剪计算:
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“数值 + 直径”格式:as=c+d。
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“数值 + 半径”格式:as=c+0.5d。
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其余规则同显示实配钢筋模式。
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基础规范第 8.2.1 条第 3 款规定,“当有垫层时钢筋保护层的厚度不应小于 40mm;无垫层时不应小于 70mm”。
外接计算程序
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计算程序类别
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设置外接计算程序的类别。
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“各工况下内力标准值”模式:可选择“SATWE (版本:2011年03月31日)”“YJK-A (版本:V2012-1.4)”“SATWE (版本:2006年06月16日)”“SATWE (版本:2003年12月12日)”“TAT (版本:2011年09月30日)”“TAT (版本:2006年06月16日)”“TAT-8 (版本:2003年12月12日)”“SSW (广厦结构CAD11.0版)”“SS (广厦结构CAD11.0版)”“SSW (广厦结构CAD10.0版)”“SS (广厦结构CAD10.0版)”“TBSA (6.0 版本)”。
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“标准及基本组合”模式:仅可选择“PK 基础计算文件(版本:2011年09月30日)”。
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当选择“SS (广厦结构CAD11.0版)”或“SS (广厦结构CAD10.0版)”时,不能读取偶然偏心及竖向地震工况的作用效应。
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当选择“SATWE (版本:2011年03月31日)”“YJK-A (版本:V2012-1.4)”“SATWE (版本:2006年06月16日)”“TAT (版本:2011年09月30日)”时,可读取剪力墙数据文件。
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当选择“SATWE (版本:2011年03月31日)”“SATWE (版本:2006年06月16日)”、PKPM 版本为 2008、2010 时,若相同柱号存在多组数据,程序读取最后一组数据。相同柱号存在两组数据可能发生在改变该柱上节点标高。
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当选择“PK 基础计算文件(版本:2011年09月30日)”时,应注意下列情况:
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当选择“YJK-A (版本:V2012-1.4)”时,程序对某些工况做下列处理:
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“土压力作用下的标准内力工况”(SOIL)工况,叠加到“恒载作用下的标准内力”(DL)工况中,作为“D :永久荷载作用”工况;
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“水压力作用下的标准内力”(WATER)工况,叠加到“活载作用下的标准内力”(LL)工况中,作为“L :可变荷载作用”工况;
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“+X方向风荷载作用下的标准内力”“-X方向风荷载作用下的标准内力”(+WX、-WX)两组工况,取轴力绝对值大者作为“Wx:X 方向风荷载作用”工况;
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“+Y方向风荷载作用下的标准内力”“-Y方向风荷载作用下的标准内力”(+WY、-WY)两组工况,取轴力绝对值大者作为“Wy:Y 方向风荷载作用”工况。
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左柱数据文件目录、下柱数据文件目录
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左柱或下柱的外接计算程序数据文件所在的目录或工程文件名。
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根据“计算程序类别”的不同,输入外接计算程序数据文件(WWNL1.OUT、NL-1.OUT 等)所在的目录或工程文件名(*.prj)。
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X 向基础本输入框为“左柱数据文件目录”;Y 向基础本输入框为“下柱数据文件目录”。
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右柱数据文件目录、上柱数据文件目录
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右柱或上柱的外接计算程序数据文件所在的目录或工程文件名。
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根据“计算程序类别”的不同,输入外接计算程序数据文件(WWNL1.OUT、NL-1.OUT 等)所在的目录或工程文件名(*.prj)。
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当两柱数据文件目录相同时,可输入“自动”。
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X 向基础本输入框为“右柱数据文件目录”;Y 向基础本输入框为“上柱数据文件目录”。
计算结果输出
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计算结果输出内容
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设置基础的计算结果输出内容和形式,可选择“详细”“简单”“详细列表”“简单列表”。
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“详细”:输出详细的计算结果。
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“简单”:计算结果中省略基底控制内力步骤的符号说明、计算公式等。
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“详细列表”:将计算过程中的主要参数、验算结果以列表方式输出。
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“简单列表”:将计算过程中的主要参数、验算结果以列表方式输出。计算结果中省略部分计算公式、基底控制内力步骤的符号说明等。
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工况组合输出内容
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设置各工况下柱底内力组合计算的输出内容,可选择“详细”“较详细”“简单”。
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“详细”:输出组合系数、各工况下的组合值、控制内力的标准组合值、基本组合值。
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“较详细”:输出组合系数、控制内力的标准组合值、基本组合值。
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“简单”:仅输出控制内力的标准组合值、基本组合值。
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工程名称
构件编号
板配筋方案
混凝土的强度等级
钢筋抗拉强度设计值 fy
疑难解答 扩展基础(桩基承台)子程序荷载输入正负号的约定
如何输入基础(或承台)旋转角度 α ?
阶梯形、锥形独立柱基(承台)最小配筋面积 Asmin 为什么不是按 ρminbh 计算?
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扩展基础在双向偏心荷载作用下的基底压力计算模型 |