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柱 下 独 立 承 台 (按 桩 承 载 力) (JGJ 94-2008)、(GB 55002-2021)
子程序界面
更新
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本子程序界面的原始数据可在取代它的更新子程序当中被打开。
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点击本子程序界面左上角“数据”按钮旁的倒三角形下拉菜单,从中选择“在更新版本中打开”,子程序界面的原始数据将在更新的【柱下独立承台】子程序中打开。
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本子程序被取代的主要原因是《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068-2018 自 2019 年 4 月 1 日起实施。
技术条件
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摘要:根据桩承载力验算二桩至二十桩柱下独立承台的桩基竖向承载力、受冲切/受剪/受弯/局部受压承载力,可自动计算承台截面尺寸。
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编制依据
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《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011(以下简称基础规范);
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《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012(以下简称荷载规范);
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《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010(2015 年版)(以下简称混凝土规范);
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《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010(2016 年版)(以下简称抗震规范);
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《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005;
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《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001;
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《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010(以下简称高规);
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《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008(以下简称桩基规范);
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广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ 15-31-2016(以下简称广东基础规范);
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《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(独立基础、条形基础、筏型基础、桩基础)(16G101-3);
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《钢筋混凝土承台设计规程》CECS 88:97。
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各基桩的桩顶竖向力和水平力的计算,基于承台为刚性板和反力呈线性分布的假定。程序未对承台厚度是否符合前述假定进行判断。
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相应于作用效应标准组合时,轴心荷载作用下、偏心荷载作用下各根桩竖向力分别按桩基规范公式(5.1.1-1)、公式(5.1.1-2)计算。
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相应于作用效应基本组合时,不计承台及其上填土自重,轴心荷载作用下各根桩的净反力分别按下式计算:
Nj=F/n
式中:F——相应于作用的基本组合时,作用于桩基承台顶面的竖向力值(kN),压力为正值、拉力为负值;
n——桩基中的桩数;
Nj——相应于作用的基本组合时,轴心荷载作用下任一单桩的净反力值(kN)。
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柱对承台的冲切计算时,依据基础规范第 8.5.19 条的规定,“a0x、a0y 为柱边或变阶处至桩边的水平距离;当 a0x(a0y)<0.25h0 时,a0x(a0y)=0.25h0;当 a0x(a0y)>h0 时,a0x(a0y)=h0”。
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阶梯形基础及锥形承台其斜截面受剪的截面计算宽度,分别依据桩基规范第 5.9.10 条第 2、3 款确定。
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双坡、锥形承台的正截面承载力计算方法,请参阅“锥形、阶梯形截面的正截面承载力计算”。
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依据桩基规范第 4.2.3 条的规定,“钢筋锚固长度自边桩内侧(当为圆桩时,应将其直径乘以 0.8 等效为方桩)算起,不应小于 35dg(dg 为钢筋直径);当不满足时应将钢筋向上弯折,此时水平段的长度不应小于 25dg,弯折段长度不应小于 10dg”,当边桩中心至承台边缘的距离 Sc 分别小于 25dg+40-0.5D(方桩)、25dg+40-0.4D(圆桩)时,程序在配筋计算时将给出警告信息。式中“40”为弯折段钢筋的保护层厚度(单位:mm)。
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梁式承台说明
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梁式承台与其他承台类型的主要区别在于抗剪计算时是否考虑箍筋和水平分布筋。
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梁式承台若按抗剪计算要求的最小截面高度进行配筋,其水平筋、底筋等配筋量通常会比较大。因此,当“计算方式”选择“按桩承载力自动计算”时,程序会将自动计算出的高度乘以 1.3 放大系数作为最终的承台高度。然而,其结果可能仍然不够经济合理,需要用户进一步进行校核和调整。
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在计算结果输出中,斜截面受剪承载力计算部分未提供列表方式。
数据导出
参数设置
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计算方式
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设置承台的计算方式。
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可选择“按桩承载力验算截面”“按桩承载力自动计算”,根据单桩竖向承载力和桩数反算出柱底最大轴向压力,按仅轴心竖向力作用下进行计算,无需用户输入柱底内力。
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当选择“按桩承载力自动计算”时,程序自动计算承台的“根部高度 H”“端部高度 h”。
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需要注意的是,自动计算不能确保其结果符合承台为刚性板和反力呈线性分布的假定,用户应根据实际情况进行必要的校核和调整。
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执行规范
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设置桩基竖向承载力计算所执行的规范,可选择“建筑桩基技术规范”“广东省建筑地基基础设计规范”。
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当选择“建筑桩基技术规范”时,桩基竖向承载力按桩基规范第 5.2.1 条的规定计算。
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当选择“广东省建筑地基基础设计规范”时,桩基竖向承载力按广东基础规范第 10.2.2 条的规定计算。
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□桩局部受压验算
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□圆形截面桩
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设置桩的截面形状是否为圆形。
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当未勾选本项时,桩的截面形状为方形。
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圆桩直径 d、方桩边长 d
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单桩承载力 Ra
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单桩抗震承载力 RaE
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桩身轴心受压承载力 R
承台尺寸
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承台类型
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设置承台类型,可选择“二桩”“二桩(Y向)”“二桩梁式”“二桩(Y向)梁式”“三桩”“三桩(>向)”“三桩(^向)”“三桩(<向)”“三桩(斜边)”“三桩(>向斜边)”“三桩(^向斜边)”“三桩(<向斜边)”“三桩(一字)”“三桩(Y向一字)”“三桩(一字)梁式”“三桩(Y向一字)梁式”“四桩”“四桩(一字)”“四桩(Y向一字)”“四桩(一字)梁式”“四桩(Y向一字)梁式”“五桩”“五桩(长形)”“五桩(Y向长形)”“五桩(一字)”“五桩(Y向一字)”“五桩(一字)梁式”“五桩(Y向一字)梁式”“六桩”“六桩(Y向)”“六桩(一字)”“六桩(Y向一字)”“六桩(一字)梁式”“六桩(Y向一字)梁式”“七桩”“七桩(Y向)”“七桩(长形)”“七桩(Y向长形)”“七桩(六边)”“七桩(Y向六边)”“七桩(六边长形)”“七桩(Y向六边长形)”“八桩”“八桩(Y向)”“八桩(长形)”“八桩(Y向长形)”“八桩(2×4)”“八桩(Y向2×4)”“九桩”“十桩”“十桩(Y向)”“十桩(长形)”“十桩(Y向长形)”“十桩(六边)”“十桩(Y向六边)”“十桩(六边长形)”“十桩(Y向六边长形)”“十桩(2×5)”“十桩(Y向2×5)”“十一桩”“十一桩(Y向)”“十一桩(长)”“十一桩(Y向长形)”“十二桩”“十二桩(Y向)”“十二桩(2×6)”“十二桩(Y向2×6)”“十三桩”“十三桩(Y向)”“十三桩(长)”“十三桩(Y向长形)”“十三桩(六边)”“十三桩(Y向六边)”“十三桩(六边长形)”“十三桩(Y向六边长形)”“十三桩(矩形)”“十四桩”“十四桩(Y向)”“十四桩(长)”“十四桩(Y向长形)”“十五桩”“十五桩(Y向)”“十五桩(长)”“十五桩(Y向长形)”“十六桩”“十七桩(A)”“十七桩(Y向A)”“十七桩(A长形)”“十七桩(Y向A长形)”“十七桩(B)”“十七桩(Y向B)”“十七桩(B长形)”“十七桩(Y向B长形)”“十八桩(A)”“十八桩(Y向A)”“十八桩(A长形)”“十八桩(Y向A长形)”“十八桩(B)”“十八桩(Y向B)”“十八桩(B长形)”“十八桩(Y向B长形)”“十九桩(A)”“十九桩(Y向A)”“十九桩(A长形)”“十九桩(Y向A长形)”“十九桩(六边A)”“十九桩(Y向六边A)”“十九桩(六边A长形)”“十九桩(Y向六边A长形)”“十九桩(B)”“十九桩(Y向B)”“十九桩(B长形)”“十九桩(Y向B长形)”“十九桩(六边B)”“十九桩(Y向六边B)”“十九桩(六边B长形)”“十九桩(Y向六边B长形)”“二十桩(A)”“二十桩(Y向A)”“二十桩(A长形)”“二十桩(Y向A长形)”“二十桩(B)”“二十桩(Y向B)”“二十桩(B长形)”“二十桩(Y向B长形)”。
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需注意长形承台与方形承台的区别,即便其他参数相同,其体积和内力也可能有所不同。
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三角形三桩承台,应注意以下情况:
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当短向桩距与长向桩距之比 α 小于 0.5 时,应按变截面的二桩承台另行设计;
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当短向桩距与长向桩距之比 α 等于 1.0 时,等腰三桩承台的桩基规范公式(5.9.2-4)、公式(5.9.2-5)可简化为等边三桩承台的公式(5.9.2-3),因此程序对于方柱(圆柱)下的等边三桩承台也按等腰三桩承台考虑;
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当底边桩距与两腰桩距之比大于 1.0,即短向桩距不在底边时,计算结果将给出警告信息。桩基规范条文说明第 5.9.2 条指出,“对等腰三桩承台,其典型的屈服线基本上都垂直于等腰三桩承台的两个腰,试件通常在长跨发生弯曲破坏”,因此,桩基规范公式(5.9.2-4)、公式(5.9.2-5)仅适用于底边桩距不大于两腰桩距的等腰三桩承台。
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承台类型允许采用数字及随后的英文字母标识来简化输入。以七桩承台为例,“七桩”可简化为“7”“七桩(Y向)”可简化为“7y”“七桩(长形)”可简化为“7c”“七桩(Y向长形)”可简化为“7yc”。即:数字代表桩数、“y”表示 Y 向、“c”表示长型。三桩承台时,“x”表示斜边,“>”、“^”“<”表示承台的方向,例如“三桩(>向斜边)”可简化为“3>x”。
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当承台下桩呈梅花形布置且勾选“□按桩的最小中心距确定 Sa、Sb”时,程序将根据长形或方形不同承台类型,分别对桩列间距 Sa、桩行间距 Sb 取不同的值。
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桩列间距 Sa
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Sa——承台下桩每列之间的间距(mm),可输入具体数值,也可输入桩径 d 的系数加上符号“d”,例如“3d”“3.5d”。本输入框用于当“承台类型”为非一字形承台,并且未勾选“□按桩的最小中心距确定 Sa、Sb”的情况。
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注意:当桩呈梅花形布置,Sa 为同一行上相邻两桩之间间距的二分之一。
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当“承台类型”为非一字形承台且勾选“□按桩的最小中心距确定 Sa、Sb”时,本输入框为“最小中心距 Smin”;当“承台类型”为“二桩”“三桩(一字)”等 X 向一字形承台时,本输入框为“桩中心距 Sa”;当“承台类型”为“二桩(Y向)”“三桩(Y向一字)”等 Y 向一字形承台时,本输入框为“桩中心距 Sb”。
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桩中心距 Sa、桩中心距 Sb
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Sa——Y 向一字形承台 X 向上桩中心的距离(mm),可输入具体数值,也可输入桩径 d 的系数加上符号“d”,例如“3d”“3.5d”。
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Sb——X 向一字形承台 Y 向上桩中心的距离(mm),可输入具体数值,也可输入桩径 d 的系数加上符号“d”,例如“3d”“3.5d”。
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当“承台类型”为非一字形承台且勾选“□按桩的最小中心距确定 Sa、Sb”时,本输入框为“最小中心距 Smin”;当“承台类型”为非一字形承台且未勾选“□按桩的最小中心距确定 Sa、Sb”时,本输入框为“桩列间距 Sa”。
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最小中心距 Smin
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Smin——基桩的最小中心距(mm),可输入具体数值,也可输入桩径 d 的系数加上符号“d”,例如“3d”“3.5d”。本输入框用于当“承台类型”为非一字形承台且勾选“□按桩的最小中心距确定 Sa、Sb”的情况。
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当“承台类型”为“二桩”“三桩(一字)”等 X 向一字形承台时,本输入框为“桩中心距 Sa”;当“承台类型”为“二桩(Y向)”“三桩(Y向一字)”等 Y 向一字形承台时,本输入框为“桩中心距 Sb”;当“承台类型”为非一字形承台且未勾选“□按桩的最小中心距确定 Sa、Sb”时,本输入框为“桩列间距 Sa”。
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桩行间距 Sb
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Sb——承台下桩每行之间的间距(mm),可输入具体数值,也可输入桩径 d 的系数加上符号“d”,例如“3d”“3.5d”。本输入框用于当“承台类型”为非一字形承台的情况。
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注意:当桩呈梅花形布置时,Sb 为同一列上相邻两桩之间间距的二分之一。
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当“承台类型”为“二桩”“三桩(一字)”等 X 向一字形承台时,本输入框为“承台边距 Sb”;当“承台类型”为“二桩(Y向)”“三桩(Y向一字)”等 Y 向一字形承台时,本输入框为“承台边距 Sa”。
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当“承台类型”为非一字形承台且勾选“□按桩的最小中心距确定 Sa、Sb”时,“桩行间距 Sb”输入框灰显(禁用),不必输入。
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承台边距 Sa、承台边距 Sb
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Sa——Y 向一字形承台 X 向上桩中心至承台边缘的距离(mm),可输入具体数值,也可输入桩径 d 的系数加上符号“d”,例如“3d”“3.5d”。
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Sb——X 向一字形承台 Y 向上桩中心至承台边缘的距离(mm),可输入具体数值,也可输入桩径 d 的系数加上符号“d”,例如“3d”“3.5d”。
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当“承台类型”为非一字形承台时,本输入框为“桩行间距 Sb”。
自重、土重
柱截面尺寸
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□柱局部受压验算
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□考虑斜面受压
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设置不等高承台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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当未勾选本项时,在对不等高承台进行柱下承台顶面的局部受压承载力验算时,一般情况下按照柱边扩出 50mm 来确定计算底面积进行局部受压承载力验算。
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当勾选本项时,首先按照柱边扩出 50mm 确定计算底面积进行局部受压承载力验算。若不满足要求,程序将以每边各增加 25mm 的步长来扩大计算底面积,直到局部受压验算满足或者每边增加的长度超过柱最小边的 1/4 为止。
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柱截面高度 hc、柱截面宽度 bc
材料参数
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最小配筋率 ρmin
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ρmin——受拉纵筋最小配筋百分率(%),默认值为 0.15。
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最小配筋率 ρmin 取值及计算按下列规定进行:
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当输入正值时,ρmin 取输入值,最小配筋率按承台的净截面面积计算;
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当输入负值时,ρmin 取输入值的绝对值,最小配筋率按高度为 H 的矩形全截面面积计算;
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当输入“自动”时,ρmin 取 0.15 和 45ft/fy 中的较大值,最小配筋率按承台的净截面面积计算;
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当输入 0 时,ρmin 取值同“自动”,构件截面的临界高度按混凝土规范第 8.5.3 条的规定取值。
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桩基规范第 4.2.3 条第 1 款规定,“柱下独立桩基承台的最小配筋率不应小于 0.15%”。
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计算结果输出的实配钢筋除根据用户定义的配筋方案外,尚满足桩基规范第 4.2.3 条第 1 款的规定,“承台纵向受力钢筋的直径不应小于 12mm,间距不应大于 200mm”。
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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,通常情况下,X 向承台的 X 轴方向纵筋(1 号筋)排布在下层,Y 轴方向纵筋(2 号筋)排布在上层;Y 向承台的 X 轴方向纵筋(1 号筋)排布在上层,Y 轴方向纵筋(2 号筋)排布在下层。
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当显示实配钢筋时(“配筋方案”未选择“不显示实配钢筋”):
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抗弯计算:
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数值与直径符号相加模式输入(如“40+d”“70+d”)、数值与半径符号相加模式输入(如“40+r”“70+r”):
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双数值相加模式输入(如“40+10”“70+9”):
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其他有效模式输入(如“50”“80”):
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底部上层纵筋 as'=as+0.5(d1+d2),式中 d2 为底部上层实配纵筋直径。
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受冲切承载力或斜截面受剪承载力计算:
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数值与直径符号相加模式输入(如“40+d”“70+d”):
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数值与半径符号相加模式输入(如“40+r”“70+r”):
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双数值相加模式输入(如“40+10”“70+9”):
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其他有效模式输入(如“50”“80”):
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当不显示实配钢筋时(“配筋方案”选择“不显示实配钢筋”):
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受冲切承载力或斜截面受剪承载力计算:
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数值与直径符号相加模式输入(如“40+d”“70+d”):
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数值与半径符号相加模式输入(如“40+r”“70+r”):
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双数值相加模式输入(如“40+10”“70+9”):
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其他有效模式输入(如“50”“80”):
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桩基规范第 4.2.3 条第 5 款规定,“承台底面钢筋的混凝土保护层厚度,当有混凝土垫层时,不应小于 50mm;无垫层时不应小于 70mm;此外尚不应小于桩头嵌入承台内的长度”。
计算结果输出
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计算结果输出内容
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设置承台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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当选择“详细”时,输出详细的计算结果。
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当选择“简单”时,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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当选择“详细列表”时,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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当选择“简单列表”时,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
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