柱下独立承台简化版（GB 50010

柱下独立承台简化版　　（GB 50007－2002）

更新

本子程序被取代的主要原因是发布采用【柱下独立承台专业版】子程序、《混凝土结构设计规范》GB 50010－2010 自 2011 年 7 月 1 日起实施。

重要提示

本子程序为简化版，采用“综合分项系数 γ_z”换算标准组合值与基本组合值的近似方式，更准确的计算应使用【柱下独立承台专业版】子程序。
本子程序从 2007 年 10 月 1 日起停止公开的技术支持。

子程序界面

技术条件

摘要：柱下独立承台（二桩～十二桩）的体积、冲切、剪切、抗弯、局压验算，也可由程序自动确定承台类型及截面尺寸，输出详细的计算结果。提供外接程序接口。
编制依据
- 《建筑地基基础设计规范》GB 50007－2002，以下简称“基础规范”；
- 《建筑结构荷载规范》GB 50009－2001，以下简称“荷载规范”；
- 《混凝土结构设计规范》GB 50010－2002，以下简称“混凝土规范”；
- 《建筑抗震设计规范》GB 50011－2001，以下简称“抗震规范”；
- 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3－2002，以下简称“高规”；
- 《建筑桩基技术规范》JGJ 94－94，以下简称“桩基规范”；
- 《钢筋混凝土承台设计规程》CECS 88：97，以下简称“承台规程”。
柱对承台的冲切计算时，根据基础规范第 8.5.18 条的规定，“a_0x、a_0y 为柱边或变阶处至桩边的水平距离；当 a_0x（a_0y）＜0.2h₀ 时，a_0x（a_0y）＝0.2h₀；当 a_0x（a_0y）＞h₀ 时，a_0x（a_0y）＝h₀”。
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”。
锥形承台其斜截面受剪的截面计算宽度，按照基础规范附录 S 确定。

计算设置

计算方式
- “计算方式”可选择“按承台荷载验算截面”“按桩承载力验算截面”“按承台荷载自动计算”“按桩承载力自动计算”。

□变截面承台
- 变截面承台根部高度 H 不等于端部高度 h；
- 当勾选“□变截面承台”，并且由程序自动计算承台高度时，承台面最大坡度按 1：3 确定。
□考虑斜面受压
- 当未勾选时，不等高承台在验算柱下承台顶面的局部受压承载力时，一般情况下按柱边扩出 50mm 取计算底面积进行局部受压承载力验算。
- 当勾选时，先按柱边扩出 50mm 取计算底面积进行局部受压承载力验算。如果不满足，程序将以每边各增加 25mm 的步长计算底面积，直到局部受压验算满足或每边增加的长度超过柱最小边的 1/4 为止。
□承台抗震承载力验算
- 当勾选“□读取计算程序的柱底内力”时，如果用户要求进行抗震验算，程序自动判断所读取的各组组合内力是否有地震作用，对有地震作用参与组合的内力进行验算。
- 自行输入柱底内力时，如果用户要进行抗震验算，用户输入的荷载应是有地震组合参与组合的内力。通常情况还需要考虑无地震作用参与组合的柱底内力。
- 当“计算方式”选择“按桩承载力验算截面”或“按桩承载力自动计算”时，进行承台抗震承载力验算，一般来说毫无意义。这是因为，根据抗震规范第 4.4.2 条第 1 款，程序将桩承载力提高 25％，即 1.25R_a，以此推算的柱底轴力也增大了近 25％。由于抗弯、抗剪、抗冲切承载力考虑了抗震调整系数，因此，计算结果介于不进行抗震承载力验算的 1.0R_a～1.25R_a 之间。
- 可不进行基础的抗震承载力验算的建筑详抗震规范第 4.2.1 条规定。

钢筋、混凝土

最小配筋率 ρ_min
- ρ_min——受拉纵筋最小配筋百分率（％），默认值为“0.15”。
- 最小配筋率 ρ_min 取值及计算按下列规定进行：
  - 当 ρ_min＞0 时，ρ_min 取输入值，最小配筋率按承台的净截面面积计算；
  - 当 ρ_min＜0 时，ρ_min 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；
  - 当 ρ_min 输入“自动”时，ρ_min 取 0.15 和 45f_t/f_y 中的较大值，最小配筋率按承台的净截面面积计算；
  - 当 ρ_min＝0 时，不考虑纵筋的最小配筋率。
- 输出的实配钢筋除根据用户定义的配筋方案外尚满足：受力钢筋的最小直径不小于 10mm；间距不大于 200mm。

a_s
- a_s——受拉区纵向钢筋合力点至截面受拉边缘的距离（mm）。
- Y 轴方向钢筋（①号筋）放在下层，X 轴方向钢筋（②号筋）放在上层。上层钢筋的 a_s'＝a_s＋20。
- 桩基规范第 4.2.2 条规定，“承台底面钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于 70mm。当设素混凝土垫层时，保护层厚度可适当减小”。

柱截面尺寸

柱截面高度 h_c
- h_c——柱截面高度（mm）。
- h_c 为沿 X 方向上柱截面尺寸。
- 当为圆柱时，“柱截面宽度 b_c”应输入“0”，此时 h_c 为圆柱直径。
柱截面宽度 b_c
- b_c——柱截面宽度（mm）。
- b_c 为沿 Y 方向上柱截面尺寸。
- 当为圆柱时，b_c 应输入“0”。

承台尺寸

承台类型
- 注意长形承台与方形承台的区别，即使其他参数一样，其体积、内力有可能不同。
- 当“承台类型”选择“自动”时，由程序根据输入的荷载选择桩数。
- 三角形三桩承台，当短向桩距与长向桩距之比 a＜0.5 时，应按变截面的二桩承台另行设计。
- 当承台下桩呈梅花形布置时，如果输入基桩的最小中心距、自动计算桩列间距 S_a、桩行间距 S_b，程序将根据长形或方形不同承台类型，分别对 S_a、S_b 取不同的值。
桩列间距 S_a
- S_a——承台下桩每列之间的间距（mm）。
- 注意：当承台下桩呈梅花形布置时，S_a 为同一行上相邻两桩之间间距的二分之一。
- 采用输入桩径 d 的倍数方式时，如 3.0d、3.5d 等，表示基桩的最小中心距。程序将自动计算 S_a、S_b。
- 当“承台类型”为“自动”时，该输入框为“最小中心距 S_min”，可输入桩径 d 的倍数或数值。
桩行间距 S_b
- S_b——一般情况下，S_b 为承台下桩每行之间的间距（mm），对于两桩承台，S_b 为承台宽度的二分之一。
- 注意：当承台下桩呈梅花形布置时，S_b 为同一列上相邻两桩之间间距的二分之一。
- 当“承台类型”为“自动”或“桩列间距 S_a”输入桩径 d 的倍数时，“桩行间距 S_b”输入框被屏蔽，不必输入。
承台边距 S_c
- S_c——桩中心距承台边缘的距离（mm），可输入桩径 d 的倍数或具体数值。

根部高度 H
- H——承台根部高度（mm）。
端部高度 h
- h——承台端部高度（mm）。

自重、土重

基础自重、土重 G_k
- 当不勾选“□自动计算承台自重、土重”时，有“自重、土重 G_k”输入框，G_k 表示承台自重及其上填土的自重标准值（kN）。
覆土厚度 d_s
- d_s——承台顶面（根部）以上覆土厚度（mm）。
- 当承台的根部、端部高度不同时，程序自动计入承台端部至根部之间的土自重。

荷载效应组合值

□基本组合值由永久荷载控制
- 承台自重和承台上的土重基本组合值 G＝γ_G×G_k，对由永久荷载效应控制的基本组合，取 γ_G＝1.35，否则 γ_G＝1.2。

竖向力 F_k
- F_k——相应于荷载效应标准组合时，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。
M_xk_、M_yk
- M_xk、M_yk——相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的力矩值（kN·m），矢量方向分别为 X、Y 向，采用右手螺旋法则确定其矢量方向及正负值。
V_xk、V_yk
- V_xk、V_yk——相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面（或柱底）X、Y 向的剪力值（kN）。
附加荷载 F_k’
- F_k'——除柱子内力外，基础梁等传来的外加荷载标准组合值（kN）。
- 可采用下列三种输入方式：
  - 无偏心输入方式，仅需输入“F_k'”单个数值。
    - F_k'——附加竖向荷载标准组合值（kN）。
  - 弯矩输入方式，依次输入“F_k'”“M_xk"”“M_yk"”等三个数值，数值之间用逗号（“,”）分开。
    - F_k'——附加竖向荷载标准组合值（kN）；
    - M_xk"、M_yk"——分别为 F_k' 作用点相对于柱形心的偏心等原因而产生的 X 向、Y 向弯矩值（kN·m）；当 M_yk" 等于零时，可省略。
  - 偏心输入方式，依次输入“F_xk'”“E_y'”“F_yk'”“E_x'”等四个数值。
    - F_xk'、F_yk'——分别为 X 向（水平方向）、Y 向（垂直方向）传来的附加竖向荷载标准组合值（kN）；
    - E_y'、E_x'——分别为 F_xk'、F_yk' 相对于柱形心的偏心距（mm）；当 E_x' 等于零时，不可省略。
- 在输入框中统一输入时正负号约定
  - F_k'、F_xk'、F_yk'，压力为正值、拉力为负值；
  - M_xk"、M_yk"，采用右手螺旋法则确定其矢量方向及正负值；
  - E_y'，与 F_xk' 产生的 M_xk" 同号，即 F_xk' 作用点在柱形心下方为正值；
  - E_x'，与 F_yk' 产生的 M_yk" 同号，即 F_yk' 作用点在柱形心右方为正值。
- 程序根据输入框中数值的个数，判断用户所使用的输入方式。当输入框中仅单个数值时，为无偏心输入方式；当输入 2～3 个数值时，为弯矩输入方式；当输入 4 个数值时，为偏心输入方式。

综合分项系数 γ_z
- γ_z——荷载效应的综合分项系数，上部结构传至基础顶面荷载效应的基本组合值 S 与标准组合值 S_k 的比值，即 γ_z＝S/S_k。
- 当“综合分项系数 γ_z”输入“简化计算”时，如果勾选“□读取计算程序的柱底内力”，取 γ_z＝1.25；其他情况取 γ_z＝1.35。
- 当自行输入柱底内力标准组合值 S_k 时，程序按 S＝γ_z×S_k 计算出相应的基本组合值。对由永久荷载效应控制的基本组合，可采用简化规则，荷载效应基本组合的设计值 S 按基础规范公式（3.0.5-4）确定：
  S＝1.35S_k≤R
- 当外接计算程序读取柱底内力基本组合值 S 时，程序按 S_k＝S/γ_z 计算出相应的标准组合值。

附加高度 h_v
- H_v——上部结构的剪力作用点（柱底、墙底）至承台顶面的高度（mm）。
- 附加高度 h_v 主要用于钢柱下的承台等，一般情况下可取 0。
承台旋转角度 α
- α——承台相对于外荷载坐标轴（或柱局部坐标轴）的旋转角度（°），逆时针为"＋"，顺时针为"－"。
- 当“计算方式”为“按承台荷载自动计算”“承台类型”为“自动”“承台旋转角度 α”输入“自动”，根据荷载情况，程序自动确定的旋转角度 α 可能为 0 或 90°。
- 更详细的说明请参阅“如何输入基础（或承台）旋转角度 α ？”。

柱边缘超出边桩的中心线
- 如果是这样，就不要考验计算结果的正确性。