柱下钢筋混凝土独立基础设计

柱下钢筋混凝土独立基础设计

Ⅰ 设计资料

一、设计题目

某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构，采用柱下独立基础，柱网布置如图1-3所示，试设计该基础。

1-3柱网布置图

二、设计资料

（一）工程地质条件

该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察：持力层为粘性土，土的天然重度为18kN/m3，地基承载力特征值fak=230kN/m2，地下水位在-7.5m处，无侵蚀性，标准冻深为1.0m（根据地区而定）。

（二）给定参数

柱截面尺寸为350mm×500mm，在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合，由上部结构传来轴心荷载为680kN，弯矩值为80kN·m，水平荷载为10kN。

（三）材料选用

混凝土：采用C20（可以调整）（ft1.1N/mm2）

2钢筋：采用HPB235（可以调整）（fy210N/mm）

Ⅱ 设计内容

一、设计依据

1.建筑结构设计术语 （GB/T50087-97） 2.建筑结构荷载规范 （GB 50009-2001） 3.砌体结构设计规范 （GB 50003-2001） 4.建筑地基基础设计规范 （GB 50007-2002） 5.混凝土结构设计规范 （GB 50010-2002） 6房屋建筑制图统一标准 （GB/T50001-2001） 7.建筑结构制图标准 （GB/T50105-2001）

二、设计步骤

（一）确定基础埋置深度d 考虑基础底面应位于冻结线下200mm，故基础埋深为 d=z0200mm(1000200)mm1200mm 将该独立基础设计为阶梯型，取基础高度为650m，基础分两级，室内外高差450mm

2

（二）确定地基承载力特征值fa 假设b＜3m，因d=1.2m＞0.5m， 故对地基承载力特征值只需进行深度修正

fafakdm(d0.5)2301.018（1.2-0.5）KPa=242.6KPa （三）确定基础的底面尺寸

1.初步估算基底面积首先按轴心受压估算A0

0.45）m1.425m 2Fk680A03.18m2

faGd242.6201.425d（1.2考虑偏心荷载的影响，将A0增大20%

A1.2A01.23.18m23.82m2 取矩形基础长短边之比l/b1.5，bA3.82m1.596m 1.51.5取b=1.6m， l=2.4m A1.62.4m23.84m2 （四）持力层强度验算 作用在基础形心的竖向力值、力矩值分别为 FKGK680KNmAd680203.841.425KN789.44KN MkMVh(80100.65)KNm=86.5KN e0MkFKGK86.5l2.4m0.110m<m0.4m（符合规范要求） 789.4466PkmaxkminFGKKA6e0789.4460.11011KPal3.842.4262.12KPa1.2f1.2242.6KPa291.12KPa 149.04aKPa

pkpkmaxpkmin262.12149.04KPa205.58KPafa242.6KPa22故持力层满足要求

（五）基础高度验算。现选用混凝土强度等级C20，钢筋HPB235，

3

2查得混凝土C20 ft1.1N/mm2，钢筋HPB235 fy210N/mm

地基净反力

pjmaxPmaxpjmin1.35GKG1.35203.841.4251.35Pmax(1.35262.12)KPa=279.99KPaAA3.841.35GKG1.35203.841.425Pmin1.35Pmin(1.35149.04)KPa=127.33KPaAA3.84 设h=650mm，有垫层基础，则h0=650-40=610mm；下阶h1=350mm,

上阶h01=310mm；az1=1200mm，bz1=800mm。基础高度及配筋如图1-4

图1-4基础高度及配筋图

4

柱边截面：

bz2h00.3520.611.57m﹤b1.6m

A2(bzh0)h0(0.350.61)0.610.59m2 F1A1pjmax0.54279.99kN151.19kN

0.7hpftA20.71.011000.59kN454.3kNF1151.19kN

符合要求

变阶处截面：

bz12h010.820.311.42m﹤b1.6m

babbA1(z1h01)b(z1h01)2 22222.41.21.60.8[(0.31)1.6(0.31)2]m20.4559m22222

A2(bz1h01)h01[(0.80.31)0.31]0.3441m2

F1A1pjmax(0.4559279.99)kN127.65kN 0.7hpftA20.71.011000.3441264.96kNF1127.65kN符合要求

（六）底板配筋计算

1、计算基础长边方向， Ⅰ—Ⅰ截面

pjIpjminlaz(pjmaxpjmin)2l2.40.5[127.33(279.99127.33)]kN/m2219.56kN/m222.41481[(2.40.5)2(21.60.35)(279.99219.56)]kNm133.38kNm48MI133.38106AsImm21156.90mm20.9fyh00.9210610M1(laz)2(2bbz)(pjmaxpj1)

5

Ⅲ—Ⅲ截面

1MⅢ(laz1)2(2bbz1)(pjmaxpjI)

48

1 (2.41.2)2(21.60.80)(279.99241.83)62.62kNm48

laz1(pjmaxpjmin) pjIpjmin2l

2.41.2 127.33(179.99127.33)241.83kN/m222.4

MⅢ62.62106AsⅢmm21068mm2 0.9fyh00.9210310

比较AsI和AsⅢ，应按AsI配筋，在1.6m宽度范围内配12Φ14@130钢筋As=1184mm2＞1156.90mm2）

2、计算基础短边方向，

Ⅱ—Ⅱ截面

1M(bbz)2(2laz)(pjmaxpjmin) Ⅱ48 1[(1.60.35)2(22.40.50)(279.99127.33)]kNm70.27kNm

48

MⅡ70.27106

AsⅡ609.51mm2 0.9fyh00.9210610

Ⅳ—Ⅳ截面

1M(bbz1)2(2laz1)(pjmaxpjmin) Ⅳ48

1[(1.60.8)2(22.41.2)(279.99127.33)]kNm32.59kNm

48

6 AMⅣ32.5910mm2556.23mm2sⅣ

0.9fyh00.9210310比较AsⅡ和AsⅣ，应按AsⅡ配筋，在2.4m宽度范围内按构造配12Φ12@180钢筋（As=628mm2＞609.51mm2） （七）绘制施工图（见附录）

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附录

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