变电站主变基础计算书.docx
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变电站主变基础计算书
主变基础计算书
一、设计依据规程规范
《混凝土结构设计规范》
(GB5OO1O-2O10)
《变电站建筑结构设计技术规定》
《建筑抗震设计规范》
《建筑结构荷载规范》
《建筑地基基础设计规范》
(DL/T5457-2012
(GB50011-2010
(GB50009-2012
(GB50007-2011
(2015版)
(2016版)
二、电气资料
名
重量(kg)
b箱质
量
5670
器弟
38430
2
㈱
17400
糧
56790
总册
72760
三、计算软件名称
基础:
理正工具箱计算
四、计算过程
4.1计算要点
根据《变电站建筑结构设计技术规定》(DL/T5457-2012)(以下
简称变电规定)11.3.2对主变压器基础应按照以下两种工况验算地基承载力:
1正常情况,按照轴心受压计算。
2安装情况,按照偏心受压计算;
4.2工况一:
正常情况,轴心受压计算
类型:
单阶矩形底板
基础尺寸简图:
基础尺寸(mm):
b=5040,a=4200,h=1000
柱数:
2
柱子几何信息:
柱编
号
竖向轴线
号
横向轴线
号
柱宽
B(mm)
柱长
L(mm)
1
1
A
1000
2200
2
2
A
1000
2200
柱子荷载信息(单位:
kN,kN.m):
柱编
号
N
Mx
My
Vx
Vy
N_K
Mx_K
My_K
Vx_K
Vy_K
1
491.4
0.00
0.00
0.00
0.00
364.0
0.00
0.00
0.00
0.00
0
0
2
491.4
0.00
0.00
0.00
0.00
364.0
0.00
0.00
0.00
0.00
0
0
混凝土强度等级:
C30,fc=14.30N/mm2,ft=1.43N/mm
钢筋级别:
HRB400,fy=360N/mm
配筋计算方法:
简化法
基础纵筋混凝土保护层厚度:
40mm
基础与覆土的平均容重:
20.00kN/m3
修正后的地基承载力特征值:
120kPa
基础埋深:
1.60m
作用力位置标高:
0.650m
1.2计算要求:
(1)地基承载力验算
(2)基础抗弯计算
(3)基础抗剪验算
(4)基础抗冲切验算
(5)基础局压验算
单位说明:
力:
kN,力矩:
kN.m,应力:
kPa
2计算过程和计算结果
2.1基底反力计算:
2.1.1统计到基底的荷载
标准值:
Nk=728.00kN,Mkx=0.00kN.m,Mky=0.00kN.m
设计值:
n=982.80kN,Mx=0.00kN.m,My=-0.00kN.m
2.1.2承载力验算时,底板总反力标准值(kPa):
[相应于荷载效应标准组合]pkmax=(Nk+Gk)/A+|Mxk|/Wx+|Myk|/Wy
=(728.00+677.38)/21.17+0.00+0.00
=66.39kPa
pkmin=(Nk+Gk)/A-|Mxk|/Wx-|Myk|/Wy
=(728.00+677.38)/21.17-0.00-0.00
=66.39kPa
pk=(Nk+Gk)/A=66.39kPa
各角点反力p1=66.39kPa,p2=66.39kPa,p3=66.39kPa,p4=66.39kPa
2.1.3强度计算时,底板净反力设计值(kPa):
[相应于荷载效应基本组合]pmax=N/A+|Mx|/Wx+|My|/Wy
=982.80/21.17+0.00+0.00
=46.43kPa
pmin=N/A-|Mx|/Wx-|My|/Wy
=982.80/21.17-0.00-0.00
=46.43kPa
p=N/A=46.43kPa
各角点反力p1=46.43kPa,p2=46.43kPa,p3=46.43kPa,p4=46.43kPa
2.2地基承载力验算:
pk=66.39 pkmax=66.39<1.2*fa=144.00kPa,满足。 2.3底板内力计算: 2.3.1垂直于x轴的弯矩计算截面(按距底板左侧距离从小到大排序): 注: 弯矩My以底板下部受拉为正,单位kN.m; 剪力Q以截面右侧部分受力向下为正,单位kN 截面 号 位置 弯矩My 剪力Q X1 位于柱1(轴线1A)的左侧,距底板左侧 1000.00mm 97.50 -195.00 X2 位于柱1(轴线1A)的右侧,距底板左侧 2000.00mm 144.30 101.40 X3 位于柱2(轴线2A)的左侧,距底板左侧 3040.00mm 144.30 -101.40 X4 位于柱2(轴线2A)的右侧,距底板左侧 4040.00mm 97.50 195.00 2.3.2垂直于y轴的弯矩计算截面(按距底板下侧距离从小到大排序)注: 弯矩Mx以底板下部受拉为正,单位kN.m; 剪力Q以截面上侧部分受力向下为正,单位kN。 截面 号 位置 弯矩Mx 剪力Q Y1 位于柱1(轴线1A)的下侧,距底板下侧 1000.00mm 117.00 -234.00 Y2 位于柱1(轴线1A)的上侧,距底板下侧 3200.00mm 117.00 234.00 2.3.3垂直于x轴的负弯矩截面(按距底板左侧距离从小到大排序)垂直于x轴的截面未出现负弯矩。 2.3.4垂直于y轴的负弯矩截面(按距底板下侧距离从小到大排序)垂直于y轴的截面未出现负弯矩。 2.3.5最大正、负弯矩和绝对值最大的剪力统计: 1)垂直于x轴的截面: 项目 最大值所在的截面号 最大值 最大正弯矩My(kN.m) X2、X3 144.30 最大剪力Q(kN) X1、X4 195.00(绝对值) 最大负弯矩My(kN.m) 无 无 2)垂直于y轴的截面: 项目 最大值所在的截面号 最大值 最大正弯矩Mx(kN.m) Y1、Y2 117.00 最大剪力Q(kN) Y1、Y2 234.00(绝对值) 最大负弯矩Mx(kN.m) 无 无 2.4抗弯配筋: 配筋计算公式As=M/(0.9*fy*ho*b) 最小配筋率要求: 0.15% 根据《地基规范》第8.2.1条,扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于0.15% 注: 下表数据单位M: kN.m;ho: mm;As: mm2/m;p: % 项目 M h0 计算 As 实配 实配 As 配筋率 P 是否构 造 是否超 筋 底板下部 x向 144.30 955 111 E14@10 0 1539 0.154 是 否 底板下部 y向 117.00 955 75 E14@10 0 1539 0.154 是 否 底板上部 x向 无 底板上部 y向 无 2.5基础抗剪验算: 抗剪验算公式VsW0.7*Bhs*ft*Ao[《地基规范》第8.2.9条] .22 注: 下表数据单位Vs: kN;ft: N/mm;Ao: mm 最大剪力截 面 剪力V Bh ft Ac 0.7*B h*ft*Ac 是否满足 X1、X4 -195.00 0.96 1.43 4011000 3841.12 满足 Y1、Y2 -234.00 0.96 1.43 4813200 4609.35 满足 2.6基础抗冲切验算: 2.6.1按破坏锥体单侧截面验算: 抗冲切验算公式FlW0.7*Bhp*ft*Ac[《地基规范》第8.2.8条] 冲切力F根据最大净反力pmax计算,并减去底板顶面计算范围内的柱子的轴力: Fl=pmax*A—XN 注: 当柱子中心落在计算范围内时,减去其轴力; 当柱子中心落在计算范围边线上时,减去其轴力的一半。 1)柱1: 竖向轴线编号1,横向轴线编号A ⑴左侧截面: 没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围内。 没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。 冲切力Fi=pmax*A-EN=46.43*0.19-0.00=8.68kN 抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=2965.77kN 冲切力小于抗冲切力,该截面冲切验算满足。 ⑵右侧截面: 柱2中心落在冲切荷载基顶计算范围内,冲切力Fi应减去其轴力 没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。 冲切力Fl=pmax*A—EN=46.43*8.75-491.40=-84.92kN 抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=2965.77kN 冲切力小于抗冲切力,该截面冲切验算满足。 没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围内。 没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。 冲切力Fi=pmax*A-EN=46.43*0.13-0.00=6.17kN 抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=1837.74kN 冲切力小于抗冲切力,该截面冲切验算满足。 ⑷上侧截面: GI阖 没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围内。 没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。 冲切力Fi=pmax*A-EN=46.43*0.13-0.00=6.17kN 抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=1837.74kN 冲切力小于抗冲切力,该截面冲切验算满足。 2)柱2: 竖向轴线编号2,横向轴线编号A (1)左侧截面: 柱1中心落在冲切荷载基顶计算范围内,冲切力Fi应减去其轴力 没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。 冲切力Fi=pmax*A―刀N=46.43*8.75-491.40=-84.92kN 抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=2965.77kN 冲切力小于抗冲切力,该截面冲切验算满足。 ⑵右侧截面: 没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围内。 没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。 冲切力Fi=pmax*A-EN=46.43*0.19-0.00=8.68kN 抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=2965.77kN 冲切力小于抗冲切力,该截面冲切验算满足。 ⑶下侧截面: 没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围内。 没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。 冲切力Fi=pmax*A-EN=46.43*0.13-0.00=6.17kN 抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=1837.74kN 冲切力小于抗冲切力,该截面冲切验算满足。 ⑷上侧截面: 没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围内。 没有柱子的中心落在冲切荷载基顶计算范围边缘。 冲切力Fi=pmax*A-EN=46.43*0.13-0.00=6.17kN 抗冲切力=0.7*Bhp*ft*Ac=1837.74kN 冲切力小于抗冲切力,该截面冲切验算满足。 按冲切破坏锥体单侧截面验算结果统计: F表数据单位Ai: m2;刀N: kN;F1: kN;Ac: m2 截面号 A 刀N Fl Bhp Ac 0.7*Bhp*ft*Ac 是否满 足 柱1(1A) 左 0.187 0.00 8.68 0.9 8 3.013 2965.77 满足 柱1(1A) 右 8.755 491.40 -84.92 0.9 8 3.013 2965.77 满足 柱1(1A) 下 0.133 0.00 6.17 0.9 8 1.867 1837.74 满足 柱1(1A) 上 0.133 0.00 6.17 0.9 8 1.867 1837.74 满足 柱2(2A) 左 8.755 491.40 -84.92 0.9 8 3.013 2965.77 满足 柱2(2A) 右 0.187 0.00 8.68 0.9 8 3.013 2965.77 满足 柱2(2A) 下 0.133 0.00 6.17 0.9 8 1.867 1837.74 满足 柱2(2A) 上 0.133 0.00 6.17 0.9 8 1.867 1837.74 满足 262按单柱破坏锥体整体验算: 此项验算规范未明确规定,是软件提供的辅助验算功能 按单柱破坏锥体整体抗冲切验算公式: N-p*A1<0.7*Bhp*ft*Ac 其中 N: 柱子竖向轴力设计值(kN); p: 冲切破坏锥体底面平均净反力(kPa); A1: 冲切破坏锥体底面面积(m2); 0.9,其间按线性内插法取; ft: 混凝土轴心抗拉强度设计值(N/mm); Ac: 抗冲切截面水平投影面积(m2); 柱号 A P N-p*Al Bhp Ac 0.7*Bhp*ft*Ac 是否满 足 柱 1(1A) 11.960 46.43 -63.89 0.98 9.760 9607.03 满足 柱 2(2A) 11.960 46.43 -63.89 0.98 9.760 9607.03 满足 2.7局压验算: 局压验算公式Fi<=1.35*Bc*Bi*fc*Ain[《混凝土规范》第6.6.1条] F表数据单位Fl: kN;fc: N/mm;Am: mm 柱 号 轴线 号 Fl Bc Bl fc 片 1.35*Bc*B l*fc*Aln 是否满 足 1 1A 491.4 1.0 2.3 14. 22000 101640.41 满足 0 0 9 30 00 2 2A 491.4 1.0 2.3 14. 22000 101640.41 满足 0 0 9 30 00 3配筋简图 A 1 ■j.■4! 3 L」 实际配筋直径20间距150,AS=2094m满足配筋面积要求 4基底反力简图 【理正结构设计工具箱软件7.0PB3】计算日期: 2017-09-2713: 32: 17 4.3工况二: 安装情况,偏心受压计算 式中: No-变压器安装工况时的自重标准值; G—基础自重标准值; G0—基础底板上部卵石或土的自重标准值;e—基础重心至主变压器安装时设备着力点距离; W—基础底面抵抗矩。 根据电气提资,变压器在安装时自重标准值N0=567.90kN 基础及基础上部卵石或土总重G+G0 G+G0=5.04x4.2x1.6x20+(5.04x4.2-2x1x2.2)x0.5x18+2x1x2.2x0.5x25=677.38+150.91+55=883.29kN 基础重心至主变压器安装时设备着力点距离e: e=800+1240/2=1420mm Rmax -N0GG0 2 .No.e A2W 1567.9883.29 = .567.91.42 4.25.04 217.78 将以上数据带入公式11.3.2 =77.82kPa <1.4120=168kPa(满足要求)
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- 变电站 基础 计算