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》 （GB50010-2010）（2015版） 《变电站建筑结构设计技术规定》 （DL/T 5457-2012）

《建筑抗震设计规范》 （GB 50011-2010）（2016版） 《建筑结构荷载规范》 （GB 50009-2012） 《建筑地基基础设计规范》 （GB 50007-2011）

二、电气资料

三、计算软件名称

基础：理正工具箱计算。

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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/T 5457-2012） （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：

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基础尺寸(mm)： b=5040, a=4200, h=1000

柱数：2 柱子几何信息： 柱编号 1 2

柱子荷载信息（单位：kN，kN.m）： 柱编号 1 491.40.00 0.00 0.00 0.00 364.00.00 0.00 0.00 0.00 0 2 0 N Mx My Vx Vy N_K Mx_K My_K Vx_K Vy_K 竖向轴线横向轴线柱宽号 1 2 号 A A B(mm) 1000 1000 柱长L(mm) 2200 2200 491.40.00 0.00 0.00 0.00 364.00.00 0.00 0.00 0.00 0 0 混凝土强度等级：C30, fc=14.30N/mm2, ft=1.43N/mm2 钢筋级别：HRB400, fy=360N/mm2 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

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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 = 728.00 kN, Mkx = 0.00 kN.m, Mky = 0.00 kN.m 设计值:N = 982.80 kN, Mx = 0.00 kN.m, My = -0.00 kN.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 = 66.39 kPa

pkmin = (Nk + Gk)/A - |Mxk|/Wx - |Myk|/Wy = (728.00 + 677.38) / 21.17 - 0.00 - 0.00 = 66.39 kPa

pk = (Nk + Gk)/A = 66.39 kPa

各角点反力 p1=66.39 kPa, p2=66.39 kPa, p3=66.39 kPa, p4=66.39 kPa 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 = 46.43 kPa

pmin = N/A - |Mx|/Wx - |My|/Wy = 982.80 / 21.17 - 0.00 - 0.00 = 46.43 kPa p = N/A = 46.43 kPa

各角点反力 p1=46.43 kPa, p2=46.43 kPa, p3=46.43 kPa, p4=46.43 kPa 2.2 地基承载力验算:

pk=66.39 ≤ fa=120.00 kPa, 满足。 pkmax=66.39 ≤ 1.2*fa=144.00 kPa, 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）:

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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 X1 位于柱1(轴线1A)的左侧，距底板左侧1000.00mm X2 位于柱1(轴线1A)的右侧，距底板左侧2000.00mm X3 位于柱2(轴线2A)的左侧，距底板左侧3040.00mm X4 位于柱2(轴线2A)的右侧，距底板左侧4040.00mm

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 Y1 位于柱1(轴线1A)的下侧，距底板下侧1000.00mm Y2 位于柱1(轴线1A)的上侧，距底板下侧3200.00mm

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:

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位置 弯矩My 剪力Q 97.50 -195.00 144.30 101.40 144.30 -101.40 97.50 195.00 位置 弯矩Mx 剪力Q 117.00 -234.00 117.00 234.00 实用文档

项目 最大正弯矩My (kN.m) 最大剪力Q (kN) 最大负弯矩My (kN.m)

2) 垂直于y轴的截面: 项目 最大正弯矩Mx (kN.m) 最大剪力Q (kN) 最大负弯矩Mx (kN.m)

2.4 抗弯配筋:

最大值所在的截面号 X2、X3 X1、X4 无 最大值 144.30 195.00（绝对值） 无 最大值所在的截面号 Y1、Y2 Y1、Y2 无 最大值 117.00 234.00（绝对值） 无 配筋计算公式 As=M/(0.9*fy*h0*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; h0: mm; As: mm2/m; ρ: % 项目 M h0 计算As 底板下部x向 底板下部y向 底板上部x向 底板上部y向

无 117.00 955 75 144.30 955 111 实配 实配As E14@101539 0 E14@101539 0 无 0.154 是 否 配筋率是否构是否超ρ 0.154 造 是 筋 否 文案大全

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2.5 基础抗剪验算:

抗剪验算公式 Vs≤0.7*βhs*ft*A0 [《地基规范》第8.2.9条] 注：下表数据单位 Vs: kN; ft: N/mm2; A0: mm2 最大剪力截面 X1、X4 Y1、Y2

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 Fl≤0.7*βhp*ft*Ac [《地基规范》第8.2.8条]

冲切力Fl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*Al－∑N

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 (1) 左侧截面：

-195.00 0.96 -234.00 0.96 1.43 1.43 剪力V βh ft Ac 0.7*βh是否满足 *ft*Ac 满足 满足 4011000 3841.12 4813200 4609.35

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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Fl=pmax*Al－∑N=46.43*0.19-0.00=8.68 kN 抗冲切力=0.7*βhp*ft*Ac=2965.77 kN 冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。 (2) 右侧截面：

柱2中心落在冲切荷载基顶计算范围内，冲切力Fl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*Al－∑N=46.43*8.75-491.40=-84.92 kN 抗冲切力=0.7*βhp*ft*Ac=2965.77 kN 冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。

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(3) 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Fl=pmax*Al－∑N=46.43*0.13-0.00=6.17 kN 抗冲切力=0.7*βhp*ft*Ac=1837.74 kN 冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。 (4) 上侧截面：

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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Fl=pmax*Al－∑N=46.43*0.13-0.00=6.17 kN 抗冲切力=0.7*βhp*ft*Ac=1837.74 kN 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：

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柱1中心落在冲切荷载基顶计算范围内，冲切力Fl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*Al－∑N=46.43*8.75-491.40=-84.92 kN 抗冲切力=0.7*βhp*ft*Ac=2965.77 kN 冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。 (2) 右侧截面：

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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Fl=pmax*Al－∑N=46.43*0.19-0.00=8.68 kN 抗冲切力=0.7*βhp*ft*Ac=2965.77 kN 冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。 (3) 下侧截面：

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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Fl=pmax*Al－∑N=46.43*0.13-0.00=6.17 kN 抗冲切力=0.7*βhp*ft*Ac=1837.74 kN 冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。 (4) 上侧截面：

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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Fl=pmax*Al－∑N=46.43*0.13-0.00=6.17 kN 抗冲切力=0.7*βhp*ft*Ac=1837.74 kN 冲切力小于抗冲切力，该截面冲切验算满足。

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按冲切破坏锥体单侧截面验算结果统计： 下表数据单位 Al:m2; ∑N:kN; Fl:kN; Ac:m2 截面号 Al ∑N Fl βhp Ac 0.7*βhp是否满足 满足 *ft*Ac 柱1(1A)左 柱1(1A)右 柱1(1A)下 柱1(1A)上 柱2(2A)左 柱2(2A)右 柱2(2A)下 柱2(2A)上

0.187 0.00 8.68 0.98 3.013 2965.77 8.755 491.40 -84.92 0.98 0.133 0.00 6.17 0.98 0.133 0.00 6.17 0.98 8.755 491.40 -84.92 0.98 0.187 0.00 8.68 0.98 0.133 0.00 6.17 0.98 0.133 0.00 6.17 0.98 3.013 2965.77 满足 1.867 1837.74 满足 1.867 1837.74 满足 3.013 2965.77 满足 3.013 2965.77 满足 1.867 1837.74 满足 1.867 1837.74 满足 2.6.2 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*Al≤0.7*βhp*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)； Al：冲切破坏锥体底面面积(m2)；

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βhp：抗冲切截面高度影响系数，当h≤800mm时取1.0，当h≥2000mm时取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/mm2)； Ac：抗冲切截面水平投影面积(m2)； 柱号 Al p N-p*Al βhp Ac 0.7*βhp是否满足 满足 *ft*Ac 柱1(1A) 柱2(2A)

11.960 46.43 -63.89 0.98 9.760 9607.03 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 Fl<=1.35*βc*βl*fc*Aln [《混凝土规范》第6.6.1条] 下表数据单位 Fl:kN; fc:N/mm2; Aln:mm2 柱号 1 轴线号 1A 491.40 2 2A 491.40 3 配筋简图

1.00 1.00 2.39 2.39 14.30 14.30 2200000 2200000 101640.41 满足 Fl βc βl fc Aln 1.35*βc*βl是否满足 满足 *fc*Aln 101640.41

实际配筋直径20间距150，AS=2094m2满足配筋面积要求

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------------------------------------------------------------------- 4 基底反力简图

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【理正结构设计工具箱软件 7.0PB3】 计算日期: 2017-09-27 13:32:17 -----------------------------------------------------------------------

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4.3工况二：安装情况，偏心受压计算

1N0GG0N.e201.4fa （11.3.2）

A2W根据公式Pkmax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=883.29 kN

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

基础底面抵抗矩w=4.2x5.042/6=17.78 m3

将以上数据带入公式11.3.2

1N0GG0N.e20A2WPkmax1567.9883.29567.91.4224.25.04217.7877.82kPa 1.4120168kPa(满足要求)

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