土力学柱下独立基础设计分析Word格式.docx
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重度（γ）
孔隙比
（e）
凝聚力
（c）
内摩
擦角
（Φ）
压缩
系数
（a1-2）
模量
（Es）
抗压
强度
（frk）
承载力特征值
（fak）
kN/m³
kPa
度
①
杂填土
18
②
粉质粘土
20
0.65
34
13
0.20
10.0
130
③
粘土
19.4
0.58
25
23
0.22
8.2
180
④
全风化砂质泥岩
21
22
30
0.8
240
⑤
强风化砂质泥岩
3.0
300
3.水文资料为：
地下水对混凝土无侵蚀性。
地下水位深度：
位于地表下1.5m。
4.上部结构资料：
上部结构为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500×
500mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。
柱网布置见图1。
图1柱网平面图
5.上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值见表2；
上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值见表3；
表2柱底荷载效应标准组合值
题号
Fk（KN）
Mk（KN•m）
Vk（KN）
A轴
B轴
C轴
1
975
1548
1187
140
100
198
46
48
44
2
1032
1615
1252
164
125
221
55
60
52
3
1090
1730
1312
190
150
242
62
66
57
4
1150
1815
1370
210
175
271
71
73
67
5
1218
1873
1433
235
193
297
80
83
74
6
1282
1883
1496
257
218
325
86
90
7
1339
1970
1560
284
355
96
95
89
8
1402
2057
1618
231
266
377
102
104
98
9
1534
2140
1677
335
288
402
109
113
106
10
1598
2205
1727
365
309
428
120
117
114
表3柱底荷载效应基本组合值
F（KN）
M（KN•m）
V（KN）
1268
2012
1544
183
258
58
1342
2100
1627
214
163
72
78
1418
2250
1706
248
195
315
81
2360
1782
274
228
353
93
88
1584
2435
1863
306
251
386
108
1667
2448
1945
334
423
112
1741
2562
2028
369
462
124
116
1823
2674
2104
391
346
491
133
136
128
1995
2783
2181
425
375
523
142
147
138
2078
2866
2245
455
557
156
153
149
6.材料：
混凝土等级Ｃ25～C30，钢筋HPB235、HPRB335级。
三、设计分组
课程设计人数为60人，根据以上所给资料及学生人数，共划分为20个组。
具体如下：
第1组共10人，基础持力层选用③土层，设计A轴柱下独立基础；
第2组共10人，基础持力层选用③土层，设计B轴柱下独立基础；
第3组共10人，基础持力层选用③土层，设计C轴柱下独立基础；
四、设计要求
每人根据所在组号和题号，完成各自要求的轴线基础设计。
对另外两根轴线的基础，只要求根据所给荷载确定基础底面尺寸，以便画出整体基础平面图。
五、设计内容
设计柱下独立基础，包括确定基础埋深、基础底面尺寸，对基础进行结构内力分析、强度计算，确定基础高度、进行配筋计算并满足构造设计要求，编写设计计算书。
绘制基础施工图，包括基础平面布置图、基础大样图，并提出必要的技术说明。
参考资料
（1）《土力学与基础工程》（第2版），赵明华主编，武汉理工大学出版社，2003
（2）《基础工程》（第2版），周景星主编，清华大学出版社，2007。
（3）《混凝土结构（上）》（第2版），吴培明主编，武汉理工大学出版社，2003
（4）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），中国建筑工业出版社，2002。
（5）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），中国建筑工业出版社，2002。
（6）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002），中国建筑工业出版社，2002。
取任务书中题号9A轴荷载作为实例，说明独立基础的设计方法。
一、设计资料
5号题C轴柱底荷载：
①柱底荷载效应标准组合值：
，，；
②柱底荷载效应基本组合值：
，，。
持力层选用③号粘土层，承载力特征值kPa，框架柱截面尺寸为500×
二、独立基础设计
1.选择基础材料：
C25混凝土，HPB235钢筋，预估基础高度0.8。
2.基础埋深选择：
根据任务书要求和工程地质资料，
第一层土：
杂填土，厚0.5,含部分建筑垃圾；
第二层土：
粉质粘土，厚1.2,软塑，潮湿，承载力特征值=130kPa
第三层土：
粘土，厚1.5,可塑，稍湿，承载力特征值=180kPa
第四层土：
全风化砂质泥岩，厚2.7,承载力特征值=240kPa
地下水对混凝土无侵蚀性，地下水位于地表下1.5。
取基础底面高时最好取至持力层下0.5，本设计取第三层土为持力层，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下：
图1基础剖面示意图
3.求地基承载力特征值
根据粘土，，查表2.6得，
基底以上土的加权平均重度
持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度修正）
（上式d按室外地面算起）
4.初步选择基底尺寸
取柱底荷载标准值：
，，
计算基础和回填土重时的基础埋深
基础底面积：
由于偏心不大，基础底面积按20％增大，即：
初步选定基础底面面积，且不需要再对进行修正。
5.验算持力层地基承载力
回填土和基础重：
偏心距：
，
，满足。
基底最大压力：
所以，最后确定基础底面面积长，宽。
6.计算基底净反力
取柱底荷载效应基本组合设计值：
净偏心距
基础边缘处的最大和最小净反力
7.基础高度（采用阶梯形基础）
柱边基础截面抗冲切验算（见图2）
图2冲切验算简图
（a）柱下冲切；
（b）变阶处冲切
，，，。
初步选定基础高度，分两个台阶，每阶高度均为400的。
（有垫层）。
，取
因偏心受压，取
冲切力：
抗冲切力：
，满足
8.变阶处抗冲切验算
，，
=
9.配筋计算
选用的HPB235级钢筋，
（1）基础长边方向
І-І截面（柱边）
柱边净反力：
悬臂部分净反力平均值：
弯矩：
Ⅲ-Ⅲ截面（变阶处）
比较和，应按配筋，实际配
则钢筋根数：
，
（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：
与长边方向的配筋计算方法相同，可得Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）的计算配筋值，Ⅳ-Ⅳ截面（变阶处）的计算配筋值。
因此按在短边方向配筋，实际配。
则钢筋根数，
10.基础配筋大样图：
见施工图
11.确定B、C两轴柱子基础底面尺寸
由任务书得：
9号题B、C两柱子基底荷载分别为：
B轴：
C轴：
由前面计算得持力层承载力特征值
B轴基础底面积：
基础底面积按20％增大，即：
初步选定基础底面面积，且，
不需要再对进行修正。
C轴基础底面积：
12.B、C两轴持力层地基承载力验算（略）
根据以上计算，可以绘制出基础平面布置图和A轴柱子基础大样图。
见基础平面布置图。
图3基础平面图
图4基础大样图
设计说明：
1.+0.000相当于绝对标高见建筑图；
2.本工程持力层选用③号土层，地基参考资料
承载力特征值；
3.基坑开挖后需通知甲方及勘查单位验槽，符合要求后方可施工垫层；
4.材料：
混凝土C25，钢筋HPB235
5.保护层：
40mm；
6.垫层做法：
混凝土C10，厚100mm，出基础边100
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