柱下独立基础课程设计.docx
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柱下独立基础课程设计
1、选择基础材料1
2、确定基础埋置深度2
3、计算地基承载力特征值3
4、初步选择基底尺寸4
5、验算持力层的地基承载力5
6、软弱下卧层的验算6
7、地基变形验算7
8计算基底净反力8
9、验算基础高度9
10、基础高度（采用阶梯形基础）10
11、变阶处抗冲切验算11
12、配筋计算12
13、确定A、B两轴柱子基础底面尺寸13
15、B、C两轴持力层地基承载力验算14
16、设计图纸15
柱下独立基础设计
1、工程地质条件
3、岩土设计技术参数
地基岩土物理力学参数如表1所示
表1
土层编号
土的名称
重度丫
（kN/m
3）
孔隙比
e
液性
指数
11
粘聚
力c
（kPa）
内摩擦角？
（°）
压缩
模量Es
（MPa）
标准贯入锤击数
N
承载力特征值fak
（kPa）
①
杂填土
18
②
粉质粘土
20
0.65
0.84
34
13
7.5
6
130
③
粘土
19.4
0.58
0.78
25
23
8.2
11
180
④
细砂
21
0.62
30
11.6
16
240
⑤
强风化砂质
泥岩
22
18
22
300
4、水文地质条件
（1）拟建场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1.5m。
5、上部结构荷载资料
拟建建筑物是多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500m材500mm室外地坪标
高同自然地面，室内外高差450mn柱网布置如图1所示。
图1柱网平面布置图
6上部结构作用
上部结构作用在柱底的荷载效用标准组合值如表2所示，上部结构作用在柱底的荷
载效用基本组合如表3。
表2柱底荷载效用标准组合值
题号
Fk
M
Vk
①轴
⑥轴
©轴
©轴
©轴
©轴
©轴
轴©
©轴
1
975
1548
1187
140
100
198
46
48
44
2
1032
1615
1252
164
125
221
55
60
52
3
1090
1720
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
83
7
1339
1970
1560
284
242
355
96
95
89
8
1402
2057
1618
301
266
377
102
104
98
9
1500
2100
1650
330
295
395
112
109
110
10
1598
2205
1727
365
309
428
120
117
114
11
1360
2030
1590
250
252
360
100
98
92
12
1460
2098
1635
280
275
390
105
108
102
表3柱底荷载效用基本组合
题号
Fk
M
Vk
©轴
©轴
©轴
©轴
©轴
©轴
©轴
轴©
©轴
1
1268
2012
1544
183
130
258
60
62
58
2
1342
2100
1627
214
163
288
72
78
67
3
1418
2250
1706
248
195
315
81
86
74
4
1496
2360
1782
274
228
353
93
95
88
5
1584
2435
1863
306
251
386
104
108
96
6
1667
2448
1945
334
284
423
112
117
108
7
1741
2562
2028
369
315
462
125
124
116
8
1823
2674
2104
391
346
491
133
136
128
9
1950
2730
2145
429
384
514
146
142
143
10
2078
2866
2245
455
402
557
156
153
149
11
1768
2639
2067
325
328
468
130
127
120
12
1898
2727
2126
364
358
507
137
140
133
7、材料
基础梁混凝土强度为C30,受力筋为HRB4O0箍筋采用HRB335级钢筋
8、地基基础等级：
丙级。
二、独立基础设计
1.选择基础材料
基础梁混凝土强度为C30,受力筋为HRB400箍筋采用HRB335级钢筋，预估基础高度
0.75m。
2.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。
1号土层：
杂填土，层厚约0.5m,含部分建筑垃圾。
2号土层：
粉质粘土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值fak=130kPa。
3号土层：
粘土，层厚1.5m，稍湿，承载力特征值fak=l80kPa。
4号土层：
细砂，层厚3.0m，中密，承载力特征值fak=240kPa。
5号土层：
强风化砂质泥岩，很厚，中密，承载力特征值fak=300kPa=
1、确定基础的埋置深度：
1号土层：
染填土，层厚约0.5m,含部分建筑垃圾
2号土层：
粉质黏土，层厚1.2m软塑，潮湿，承载力特征值fak=130KPa
3号土层：
黏土，层厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值fak=180KPa
④号土层：
细砂，层厚2.7m,中密，承载力特征值fak=240KPa
根据设计规范和经验可知①、②和③号土层均不宜做为持力层，故考虑④号土层作为持力层，并且下挖持力层0.5m处作为基础的底面。
取室外地坪到基础底面为：
d=0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m.由于室内外的高差为450mm所以基础的平均埋深为：
davg=（3.7+4.15）/2=3.925m.
具体细节如上图：
基础剖面图所示。
-0・
3.Tm
■+0.00
2、计算修正后的地基承载力特征值:
根据设计资料可知：
第
查找教材《土力学与基
Vk=96O
Fk=1339KN
Mk=284KN.m
4层为细沙持力层，查表1知：
e=0.62,础工程》表7-9可知d二3.0
地基以上土的加权平均重度:
180.5201.0（20T0）0.2（19.4T0）1.5（21-10）0.5
二13.68KN/m3
3.7
即有：
fa二fakdm（d-0.5）=2403.013.68（3.7-0.5）=371.33kpa
3、确定基础地面尺寸:
A轴：
4、验算持力层承载力：
由Fkmax二438.96kpa”1.2fa=1.2371.33二445.60kpa,所以最后确定基础的底面尺寸为I二2.6m,宽b=2.3m.
5、验算软弱下卧层承载力：
由于持力层下面的土层为第5号土层，为强风化砂质泥岩，很厚，中密，且承载力特征值为fak=300kPa大于第4号为持力层的土层，4号土层的承载力特征值为fak=240kPa的土层。
故不存在软弱下卧层，也不需要进行软弱下卧层的验算。
6、地基变形验算：
根据《地基规范》规定，对于设计等级为甲级、乙级的建筑均匀按地基变形设计；对于荷载较大、土层不均匀、地基承载力不高、设计等级我丙级的建筑物需要进行地基变形验算根据课程设计任务书所给定的资料，可以知道第5号土层为为强风化砂质泥岩，很厚、
中密、均匀，且压缩模量Es=18Mpa和地基承载力特征值fak=300kPa均比较大。
可知该地基属于高强度抵抗力地基所以该建筑物的地基不需要进行地基变形验算
7、基础高度的确定：
1、计算基底净反力：
取柱底荷载有效基本组合值：
F=1741KN,M=369KM.m,V=125KN
净偏心距e0
1741
M=369125O.8巾27m）巾43
6
F6e0，17416x0.27
Ps（1-）
（1）=494.933kpa
blb2.3X2.62.3
有题意可知b=2.3m,bt=0.5m,采用C30的混凝土HRB400级的钢筋
垫层采用C20的混凝土。
可得:
fy=300N/mm2,ft=1.27N/mm2
2、计算基础的有效高度:
h0二f（-bt、b2C）=f（-0.5一0.521.80）=0.466m二466mm
所以基础底板的厚度为
设计时米用基础的底板
则基础的实际有效高度
h‘=ho40二46640二506mm（有垫层）
厚度为h=700mm,取两级台阶，个厚350mm.
为：
h0二h-40=750-40=710mm.
&对基础进行冲切承载力验算:
1、柱边基础截面冲切验算
由本设计的设计资料和上述计算结果可得：
I=2.6m,b=2.3m,a^bc0.5m
ab=at2h00.520.7仁1.92mb=2.3m,取ab=2.0m因此，可得：
am=色玉=052=1.25m=1250mm.
m22
由于该独立基础受到了偏心力的作用，从而产生了偏心受压
-494.933[（竺-05-0.71）2.3-（空-05-0.71）2]
二293KN
抗冲切力为：
F=0.7hpftamh0=0.71.01.271031.250.71二788.988KN293KN,满足要求；
2、变阶处抗冲切验算:
由上述资料可知：
R=1.15m,a；二1.3m,h01=350-40二310mm
即有：
ab二a；2h0厂1.1520.31=1.77mb=2.3m
冲切力为：
=494.933[（空-2-0.31）2.3-（空-口5-0.31）2]
2222
二352.392KN
抗冲切力为：
F'=0.^hpftamh0=0.71.01.271031.460.31
二402.36KN352.392KN,满足要求
9、计算基础底板配筋:
基础台阶宽高比为：
710=2.03：
：
：
2.5,计算得柱与基础交界处
350
的弯矩为：
12G
M（I-at）2[（2bbt）（PmaxPmin）]
48A
1221.35Gk
（2.6-0.52）[（22.31.15）（494.933203.80K）]
482.32.6
=154.947KN.m=154.947106N/mm2
6
基础
升级会员 