柱下独立基础课程设计例题

设计资料

地形

拟建建筑地形平整

工程地质条件

自上而下土层依次如下：

①号土层：杂填土，层厚含部分建筑垃圾。

②号土层：粉质粘土，层厚，软塑，潮湿，承载力特征值fak130KPa。 ③号土层：黏土，层厚，可塑，稍湿，承载力特征值fak180KPa。 ④号土层：细砂，层厚，中密，承载力特征值fak240Kpa。

⑤号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值fak300KPa。

岩土设计参数

表 地基岩土物理学参数 土层土的名称 重编号 孔隙液性粘比e 指数 聚Il 内摩压缩模标准承载力特擦角量贯入征值度 力c (0) EsMpa 锤击fak(KPa) KNm3KPa 数N ① ② ③ ④ ⑤ 杂填土 18 -- -- -- 34 25 -- 13 23 30 -- 18 -- 6 11 16 22 -- 130 180 240 300 粉质粘土 20 黏土 细砂 强风化砂质泥岩 21 22 -- -- -- -- -- -- 水文地质条件

1) 拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 2) 地下水位深度：位于地表下。

上部结构材料

拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500mm500mm。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱网布置图如图所示：

材料

混凝土强度等级为C25C30，钢筋采用HPB235、HPB335级。

本人设计资料

本人分组情况为第二组第七个，根据分组要求及参考书柱底荷载效应标准组合值及柱底荷载效应基本组合值选用⑦题号B轴柱底荷载.

①柱底荷载效应标准组合值:Fk1970KN，MK242KN.m,VK95KN 。 ②柱底荷载效应基本组合值:Fk2562KN，MK315KN.m,VK124KN. 持力层选用④号土层，承载力特征值Fk240KPa，框架柱截面尺寸为500mm500mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。

独立基础设计

选择基础材料

基础采用C25混凝土，HPB235级钢筋，预估基础高度。

选择基础埋置深度

根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。你、 拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位于地表下。

取基础底面高时最好取至持力层下，本设计取④号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为+++=。由此得基础剖面示意图，如图所示。

基础剖面示意图

求地基承载力特征值fa

根据细砂e=.，Il=，查表得b=，d=。 基底以上土的加权平均重度为：

m180.5201(2010)0.2(19.410)1.5(2110)0.513.68KNm3

3.7持力层承载力特征值fa（先不考虑对基础宽度修正值）为

fafakdm(d0.5)2403.013.68(3.70.5)371.328KPa

上式d按室外地面算起。

初步选择基底尺寸

取柱底荷载标准值：FK1970KN,MK242KN.m,VK95KN。 计算基础和回填土重GK时的基础埋置深度为

1d=（3.74.15）=3.925m 2基础底面积为

A0FK19706.24m2

faGd371.332.2101.67520由于偏心不大，基础底面积按200增大，即

0A1.2A01.26.247.488m2

初步选定基础底面积Alb2.882.67.488m2，且b=不需要再对fa进行修正。

验算持力层地基承载力

基础和回填土重为

GKGdA=（2.210+1.67520）7.488=415.58KN

偏心距

eKMK242L0.1010.48

FKGK1970415.586PKmin0，满足要求。

基底最大压力：

Pmax=FKGK6e1970415.5860.101（1K)(1)385.62Kpa1.2fa(445.593KPa)AL10.082.88计算基底反力

取柱底荷载效应基本组合设计值：

F2562KN,M315KN.m,V124KN。静偏心距为

enoM3151240.80.16m N2562基础边缘处的最大和最小净反力为

nmaxpnminF16eno256260.16 ()(1)456.2Kpa(228.1Kpa）lbl2.882.62.88基础高度

柱边基础截面抗冲切验算（见图）

（a）

冲切验算简图

（a）柱下冲切 （b）变阶处冲切

L=,b=,atbc0.5m,ac0.5m。初步选定基础高度h=1000mm，分两个台阶，每阶

（4010）950mm（有垫层）段高度均为400mm。h01000，则取 abat2h00.520.952.42.6m

（b）

取ab=。因此，可得

amatab50024001450mm 22因偏心受压，pn取pmax456.2Kpa，所以冲切为

bblaFlpmax(ch0)b(ch0)2

22222.60.52.880.50.95)2.6(0.95)2284.21KN 456.2(2222抗冲切力为

0.7hpftamh00.71.01.271031.450.951224.60KN284.2KN 因此满足要求。

变阶处抗冲剪验算

由于有

atb11.5m,a11.9m,h0150050450

所以abat2h011.520.452.4m2.6m

取ab2.4m.因此，可得amatab1.52.21.95m 22冲切力为

bblaFlpmax(ch0)b(ch0)2

22222.61.52.881.9456.2(0.45)2.6(0.45)242.88KN

2222抗冲切力为

0.7hpftamh00.71.01.271031.950.45780.10KN42.88KN 因此满足要求。

配筋计算

1) 基础长边方向。对于Ⅰ-Ⅰ截面，柱边净反力为

lac(pnmaxpnmin) 2l2.880.5228.1(456.2228.1)321.05Kpa

22.88pn1pmin悬臂部分净反力平均值为

11(pmaxpn1)(456.2321.05)388.63Kpa 22弯矩为

1pnmaxpn1()(lac)2(2bbc) 2421 388.63(2.880.5)2(22.60.5)522.82KN.m

24M1M1522.82106As12911.84mm2

0.9fyh00.9210950对于Ⅲ-Ⅲ截面（变阶处），有

la1(pnmaxpnmin) 2l2.881.9 228.1(456.2228.1)359.55Kpa

22.881PPn3 M3(nmax)(la1)2(2bb1)

2421456.2359.552 （2.881.9）（22.61.5）=109.36KN.m

242pn3pminM3109.36106 As11285.83mm2

0.9fyh010.9210450比较As3和As1，应取As1配筋，实际配18@200，则钢筋根数为

n2600114 20As254.5143563mm22911.84mm2

2) 基础短边方向。因为该基础受单向偏心荷载作用，所以，在基础短边方向的

基底反力可按均匀分布计算，取

11Pn(PnmaxPnmin)（456.2228.1）342.15KPa

22与长边方向的配筋计算方法相同，对于Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）的计算配筋值

As21458.24mm2，Ⅳ-Ⅳ截面（变阶处）的计算配筋值As21058.24mm2。因此

按As2在短边方向配筋，实际配12@140.钢筋根数为

n2880117 18As113.1171922.7mm21458.24mm2

基础配筋大样图

基础配筋大样图如图A3图纸01所示。