柱下独立基础
混凝土结构设计课件-柱下钢筋混凝土独立基础
和 L; （4）按下列公式进行基底压应力验算 ,若不满足公式 (12.14)
或公式 ( 12.16)的要求时 ,则应调整基础底面尺寸 ,再重新验算 ,直到 满足要求为止。
pK,max
FK
GK A
MK W
1.2 fa
（12.14）
Pk ,min
FK
GK A
MK W
（12.15）
pk
pk,max 2
12.5 柱下钢筋混凝土独立基础
第12章 单层工业厂房
3 基础高度验算
基础的受冲切承载力截面位置
12.5 柱下钢筋混凝土独立基础
第12章 单层工业厂房
3 基础高度验算
《建筑地基基础设计规范》规定，对矩形截面柱的矩形基础，柱 与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力应按下列公式验算：
Fl 0.7hp ftamh0
第12章 单层工业厂房
(1) 底板弯矩： 对轴心荷载或单向偏心荷载作用下的矩形基础 ,当台阶的宽高比小
于或等于 2.5和偏心距小于或等于基础宽度的 1/6时 ,任意截面的底板 弯矩可按下列公式计算 :
M
1 12
a12
2l
a'
pmax
p
2G A
pmax
pl
M
1 48
l a'
2
(12.17)
am (at ab ) / 2 Fl pj Al
(12.18) (12.19)
12.5 柱下钢筋混凝土独立基础
第12章 单层工业厂房
4 基础底板配筋
独立基础底板的受力状态可看作在地基土反力作用下支承于柱上 倒置的变截面悬臂板。基础底板配筋采用地基土净反力。
第三章--柱下独立基础设计
承载力特征值的修正：
f a f a k b b 3 d m d 0 . 5
3.3 钢筋混凝土独立基础设计
一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸 设计时，先选定埋深d并初步选择基底尺寸，求
得持力层承载力设计值fa ，在按下列条件验算并调整
尺寸直至满足设计要求。 1、对于中心受压基础：
（条形）
fa Gd
注意： d为基础平均埋深。
3.2 地基承载力的确定
1、地基承载力： 地基在保证其稳定的前提下，满足建筑物各类变形要 求时的承载能力。
2、地基承载力的确定方法： a、根据《规范》表格确定； b、按静载荷试验方法确定； c、根据土的强度理论计算确定； d、根据相邻条件相似的建筑物经验确定。
按地基载荷试验确定地基的承载力特征值： 在现场通过一定尺寸的载荷板对扰动较
少的浅部地基土体直接加荷，所测得的成 果一般能反映相当于1~2倍载荷板宽度的 深度以内土体的平均性质。
0
p
s
按载荷试验成果确定 地基承载力特征值
承载力特征值的确定：
1.当p~s曲线上有比例界限
时，取该比例界限所对应的荷载值； 2.当极限荷载小于对应比例界限的荷载
值的2倍时，取极限荷载值的一半； 3.当不能按上述二点确定时，如压板面
合理选择地基持力层。另外，选择基础 埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态。 （渗流力、浮托力）
四、相邻建筑物的基础埋深 当存在相邻建筑物时，新建建筑物的基
础埋深不宜大于原有建筑物的基础埋深。 当埋深大于原有建筑物的基础埋深时，
两基础之间应保持一定净距，其数值应根 据原有建筑物荷载大小、基础型式和土质 情况而定。
第三章 柱下独立基础设计
地基基础设计必须根据建筑物的用途 和安全等级、平面布置和上部结构类型， 充分考虑建筑场地和地基岩土条件，结合 施工条件以及工期、造价等各方面要求， 合理选择地基基础方案，因地制宜、精心 Hale Waihona Puke 计，以保证建筑物的安全和正常使用。
柱下独立基础精选全文
（4）基础构造处理，以防止发生其他问题。
2
1.地基承载力计算 轴心受压基础
设基底面积为A、反力为P，则设计应满足公式：
p N F G ≤ AA
fa
fa
—修正后的地基承载力设计值，按《建筑地基基础 设计规范》的相应规定计算采用；
F A
对于偏压基础:
p j max
j m in
F A
M W
7
（2）基础冲切承载力计算 对最常见的矩形截面柱下的矩形基础，，应分别验算 柱与基础交接处和基础变阶处的冲切承载力，见图。 为简便起见，验算时取一个最不利冲切破坏锥面即可， 只要该面不坏，则其他锥面也不会破坏。另外，对于 冲切破坏锥面大于基础底面积的情形，冲切破坏永远不 会发生，故不必验算。
8
冲切破坏面
9
Fl 0.7hp ft amh0
式中:
冲切荷载 Fl p j Al
计算长度:
am
at
ab 2
hp ―受冲切承载力截面高度影响系数
10
11
对于矩形柱下矩形基础，由图不难看出：
Al
b 2
hc 2
h0 l
l 2
bc 2
2
h0
当基底宽度小于四棱台底面宽度时，则：
W —与对应的基础底面的抵抗矩，
取 W l b2 6
e M N 代入上式则:
pmax
m in
N bl
1
6e b
4
计算知：当e＜b/6时，pmin＞0， 说明此时基底土反力呈梯形分布； 当e=b/6时， pmin =0， 此时基底土反力呈全三角形分布； 当e＞b/6时， pmin ＜0， 说明此时基底面积与土部分脱离，土反力 呈部分三角形分布，此时pmax计算如下： 设土反力分布长度为3a，则合力作用点Fra bibliotek 基础近边为a，且
柱下独立基础设计算例
柱下独立基础设计算例设计要求：设计一座独立柱基础，承受一个柱子的荷载。
柱子的尺寸为0.4米×0.4米，柱子的荷载为1000千牛，土壤的容重为18千牛每立方米，承载力因子为3.5，地下水位以下，土壤的重度为15千牛每立方米。
设计流程：1.根据柱子的尺寸，计算出柱子的面积为0.16平方米。
2.根据柱子的荷载和承载力因子，计算出柱子的设计承载力为1000/3.5=285.71千牛。
3.计算柱子的单位面积承载力为285.71/0.16=1785.69千牛每平方米。
4.根据土壤容重和重度，计算出土壤的有效重度为(18-15)=3千牛每立方米。
5.根据单位面积承载力和土壤的有效重度，计算出土壤的承载力为1785.69/3=595.13千牛每平方米。
6.根据柱子的设计承载力和土壤的承载力，计算出柱子的有效直径为285.71/595.13=0.48米。
7.选择柱子的实际直径为0.5米，计算出柱子的截面积为0.1963平方米。
8.根据柱子的截面积和土壤的有效重度，计算出柱子的自重荷载为0.1963×15=2.94千牛。
9.根据柱子的设计承载力和柱子的自重荷载，计算出柱子的荷载调整系数为285.71/2.94=97.1810.根据柱子的设计承载力和荷载调整系数，计算出柱子根底面积为285.71/97.18=2.94平方米。
11.根据柱子根底面积，计算出柱子的底面直径为√(2.94/π)=1.93米。
12.根据柱子的底面直径和柱子的实际直径，选择环形基础，内径为0.5米，外径为2米。
13.根据基础的形状和尺寸，计算出基础的面积为π(2^2-0.5^2)=12.57平方米。
14.根据基础的面积和柱子的底面积，计算出基础的底面压力为285.71/12.57=22.7千牛每平方米。
设计结果：根据上述计算，设计出的柱下独立基础为环形基础，内径为0.5米，外径为2米。
基础的底面压力为22.7千牛每平方米，满足设计要求。
钢筋混凝土独立基础工程施工
钢筋混凝土独立基础工程施工一、钢筋混凝土独立基础构造要求钢筋混凝土独立基础可分为现浇柱下独立基础和预制柱杯形基础，这里主要介绍现浇柱下独立基础的构造要求。
现浇柱下独立基础有锥形和阶梯形两种，如图5-19所示，其构造应符合下列要求:图5-19 现浇柱下独立基础(1)锥形基础的边缘高度不宜小于200mm; 阶梯形基础的每阶高度宜为300～500m，基础顶面每边从柱子边缘放出不小于50mm，以便柱子立模。
(2)垫层的厚度不宜小于70mm，垫层混凝土强度等级应为C10。
(3)基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm; 间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。
当有垫层时，钢筋保护层的厚度不小于40mm; 无垫层时，不小于70mm。
(4)混凝土强度等级不应低于C20。
(5)当柱下钢筋混凝土独立基础的边长大于或等于2.5m时，底板受力钢筋的长度可取边长的0.9倍并宜交错布置，如图5-19(a)所示。
(6)现浇柱的基础，其插筋的数量、直径以及钢筋种类应与柱内纵向受力钢筋相同。
插筋的锚固长度应满足相关要求，插筋与柱的纵向受力钢筋的连接方法应符合现行《混凝土结构设计规范》的规定。
插筋的下端宜做成直钩，放在基础底板钢筋网上。
当符合下列条件之一时，可仅将四角的插筋伸至底板钢筋网上，其余插筋锚固在基础顶面下La 或La E(有抗震设防要求时)处，如图5-20(b)所示:①柱为轴心受压和偏心受压，基础高度大于和等于1200mm;②柱为大偏心受压，基础高度大于等于1400mm。
图5-20 柱插筋构造布置二、钢筋混凝土独立基础设计(一)设计思路1. 确定基础埋置深度d2. 确定地基承载特征值fafa =fak+ηbγ(b－3) +ηdγm(d－0.5) (5-1)3. 确定基础的底面面积持力层强度验算:式中: pk——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值(kPa);pkmax——相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值(kPa);pkmin——相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最小压力值(kPa);Fk——相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值(k N);Gk——基础自重和基础上的土重(k N);A——基础底面面积(m2);e——偏心距(m);fa——修正后的地基承载力特征值(kPa);l——矩形基础的长度(m)。
柱下独立基础施工方法及顺序详解
柱下独立基础施工方法及顺序详解一、什么是柱下独立基础：当建筑物上部结构采用框架结构或单层排架结构承重时，基础常采用方形、圆柱形和多边形等形式的独立式基础，这类基础称为独立式基础，也称单独基础。
独立基础分三种：阶形基础、坡形基础、杯形基础。
柱下独立基础通俗地想象一下，柱子很细，插在土里会扎进去；但是把底面做得很大，就不容易扎进土里对不对。
柱下独立基础就是差不多的原理，给相对较细的柱子下面做一个大一些的混凝土墩，里面布置钢筋，每个柱子下面做一个。
这就是独立基础。
二、施工顺序：清理基坑及抄平混凝土垫层基础放线钢筋绑扎相关专业施工清理支模板清理混凝土搅拌混凝土浇筑混凝土振捣混凝土找平混凝土养护模板拆除三、施工方法：1、清理基坑及抄平：清理基坑是清除表层浮土及扰动土，不留积水。
抄平是为了使基础底面标高符合设计要求，施工基础前应在基面上定出基础底面标高。
2、垫层施工：地基验槽完成后，应立即进行垫层混凝土施工，在基面上浇筑C10的细石混凝土垫层，垫层混凝土必须振捣密实，表面平整，严禁晾晒基土。
垫层施工为了保护基础的钢筋。
3、定位放线：用全站仪将所有独立基础的中心线，控制线全部放出来。
4、钢筋绑扎：垫层浇灌完成后，混凝土达到1.2MPa后，表面弹线进行钢筋绑扎，钢筋绑扎不允许漏扣，柱插筋弯钩部分必须与底板筋成45绑扎，连接点处必须全部绑扎，距底板5cm处绑扎第一个箍筋，距基础顶5cm处绑扎最后一道箍筋，作为标高控制筋及定位筋，柱插筋最上部再绑扎一道定位筋，上下箍筋及定位箍筋绑扎完成后将柱插筋调整到位并用井字木架临时固定，然后绑扎剩余箍筋，保证柱插筋不变形走样，两道定位筋在基础混凝浇完后，必须进行更换。
钢筋绑扎好后底面及侧面搁置保护层塑料垫块，厚度为设计保护层厚度，垫块间距不得大于100mm(视设计钢筋直径确定)，以防出现露筋的质量通病。
注意对钢筋的成品保护，不得任意碰撞钢筋，造成钢筋移位。
5、模板：钢筋绑扎及相关专业施工完成后立即进行模板安装，模板采用小钢模或木模，利用架子管或木方加固。
土力学课程设计柱下独立基础设计
目录一、柱下独立基础设计1、设计资料2、设计步骤求地基承载力特征值f (2)a初步选择基地尺寸 (2)验算持力层基础承载力 (2)基础基底净反力 (2)基础高度（采用阶梯型基础） (2)变阶处抗冲切验算 (2)配筋计算 (2)确定轴柱子基础底面 (2)设计总说明 (2)二、桩基础设计1、设计资料2、设计步骤单桩承载力的计算 (2)初选承台的尺寸..................... (2)承台受冲切承载力验算 (2)承台受剪切承载力验算 (2)承台受弯承载力计算 (2)桩身结构设计 (2)估算B，C轴柱下桩数 (2)三、基础设计图（详图）柱下独立基础设计（一）设计资料1、地形拟建建筑场地平整。
2、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，粉质黏土，层厚，软塑，潮湿，承载力特征值kPa f ak 130=。
③号土层，黏土，层厚，可塑，稍湿，承载力特征值kPa f ak 180= ④号土层，细砂，层厚，中密，承载力特征值kPa f ak 240=。
⑤号土层，强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值kPa f ak 300=k F ：1402kN k M ：311kN k V ：102kNF ： 1823kN M ： 391kN V ： 133kN 选③号土层为持力层。
设计○A 轴柱下独立基础3、岩土设计技术参数地基岩土物理力学参数如表所示。
表 地基岩土物理力学参数⑤强风化砂质泥岩22 18 22 3004、水文地质条件拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。
地下水位于地表下，为了保护基础不受人类和其他生物活动等的影响，基础宜埋置在地表以下，其最小埋置深度为。
此处取d=。
室外到基础底面高度为h=05++=。
5、上部结构资料拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为mmmm500500⨯。
室外地坪标高同自然地面，室内外高差mm450。
柱网布置如图所示。
图柱网平面图6、本组数据上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表所示，上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值如表所示。
柱下独立基础计算
1、基本参数（1）独立基础的选择矩形截面，假定矩形边长关系：b=na，n≥1；（2）地基土承载力特征值f ak=180KN/m2，根据实际情况确定；（3）混凝土容重r=26KN/m3；（4）计算高度H；2、承载力修正《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中5.2.4规定：当基础宽度若大于3m或者埋置深度大于0.5m，需要从载荷试验或者原其他位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按照下式修正：f a=f ak+ηbγ(b−3)+ηdγm(d−0.5)式中：f a—修正后的地基承载力特征值（Kpa）f ak—地基承载力特征值（KPa），根据现场实际情况确定；ηb、ηd—基础宽度和埋置深度的地基承载力修正系数，按基底土的类别查找取值，查《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011表5.2.4确定取值；γ—基础底面以下土的重度（KN/m2），通过查询工程地质手册，一般选择20KN/m2；b—基础底面宽度（m），当基础底面宽度小于3m时按照3m取值，大于6m时按照6m取值；，位于地下水位以下的土层取有效重度；γm—基础底面以上土加权平均重度（KN/m3）d—基础埋置深度（m）宜自室外地面标高算起。
在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起，对于地下室，当采用箱形基础和筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础和条形基础时，应从室内地面标高算起。
3、基础底面尺寸《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中5.2承载力计算公式可知：P kmax=F k+G k A +M xk W x +M yk W yP kmin =F k+G k A −M xk W x −M ykW y式中：M k —作用于基础地面的力矩（KN ·m ）； W —基础底面的抵抗矩，矩形：W =ab 26（a 为一边边长），圆形：W =πna 332；F k —作用在基础上的竖向力；G k —基础自重和基础土重；A —基础底面面积，矩形A=ab ，圆形：A=πa 2/4； P kmax —基础底面处的最大压力值； 根据规范要求：P kmax <1.2f a P k <f a通过计算可粗略估算出a 和n 的值； 偏心距：e 0=M ̅xk F k当基础受到单向偏心矩时：M̅xk =M k ；当基础受到双向偏心矩时：M ̅xk =M xk +nM yk ；n =ba ，取值范围1到2为宜；系数：∆=γ̅H f a应力比值容许值：ξ=P kmax P kmin>[ξ]系数：Ω=100e a 2f a nF k基础底面积A:A≥F k0.6(1+ξ)f a−γ̅Hξ可查询《地基基础设计简明手册》第四版表9-3（197页）；P nmax=F klb(1+6e0l)底板厚度计算：V≤0.7βhp f t A式中V—地基净反力在冲击面上产生的剪力设计值；βhp—截面高度影响系数，当h≤800mm时，βhp=1.0；当h≥2000时，βhp=0.9，其间按照线性内插值法取用；f t—混凝土抗拉强度设计值；C15混凝土取值f t=0.96N/mm2，参考GB50010-2010混凝土结构设计规范取值；A—底板冲切破坏的面积；引起冲切破坏合力VV=P nmax A abcdef底板冲击面计算：A abcdef=(l2−a c2−h0)b−(b2−b c2−h0)2底板冲击剪切面：A cijd=b c+（b c+2ℎ0）2h0=（b c+ℎ0）h0解上述不等式，就等到基础高度：h0=−b c2+12√b c2+c式中：h0—基础底板有效高度b c—柱截面的短边c—系数，按照下式计算系数C计算公式：C=2b(l−a c)−（b−b c）2 1+0.7f tP nmaxβhp当台阶的宽高比小于或等于2.5和偏心矩小于或等于1/6的基础宽度时，任意截面的弯矩可按照下式计算：I-I截面：P n=12（P nmax+Pn边I）M I=148（P nmax+Pn边I）（l−a c）2（2b+b c）配筋总面积：A sI=M I 0.9ℎ0f y式中：h0为截面的有效高度；fy为钢筋的抗拉强度设计值；II-II截面：P n=12（P nmax+Pn边II）M II=148（P nmax+Pn边II）（b−b c）2（2l+a c）对于阶梯其他两个变阶处的弯矩M III=148（P nmax+Pn边III）（l−a1）2（2b+b1）。
施工工艺：地基加固处理施工--柱下独立基础施工
台阶式柱基础施工注意事项
台阶式基础施工时，可按台阶分层 一次浇筑完毕（预制柱的高杯口基础的 高台部分应另行分层），不允许留设施 工缝。
每层混凝土要一次卸足，顺序是先 边角后中间，务必使砂浆充满模板。
温馨提示
垂直交角处混凝土浇筑方法
浇筑台阶式柱基时，为防止垂直交角处可能出现吊脚（上层台阶 与下口混凝土脱空）现象，可采取如下措施：
柱下独立基础施工
柱下独立基础施工顺序：清理基坑、混凝土垫层、钢筋绑扎、相关专业施 工、清理、支模板、混凝土搅拌、混凝土浇筑、混凝土振捣、混凝土找平、混 凝土养护及末班拆除。
柱下独立基础施工要点：
1、基础施工前，应进行验槽并及时浇筑混凝土垫层。 2、当垫层达到一定强度后，在其上弹线、绑扎钢筋、支模。
钢筋底部加水泥砂浆垫块垫塞。 注：基础上有插筋时，混凝土应分层连续浇筑完成。
阶梯形基础应按台阶分层浇筑，每浇 筑完一个台阶后应待其初步沉实后，再浇 筑上层。台阶表面应基本抹平。
锥形基础的斜面部分模板应随混凝土 浇捣分段支设并顶压紧，以防模板上浮变 形，边角处混凝土应注意捣实。严禁斜面 部分不支模、采用铁锹拍实的方法。
台阶式柱基础交角处混凝土浇筑方法示意图
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地基加固处理施工 --柱下独立基础施工
柱下独立基础原理
柱下独立基础，是为单个柱子设置的、不与 其他基础相连的钢筋混凝土基础。
柱下独立基础是柱基础中最常用和最 经济的形式。也可分为刚性基础和钢筋混 凝土基础两大类。刚性基础可用砖、毛石 或素混凝土，基础台阶高宽比（刚性角） 要满足规范规定。一般钢筋混凝土柱下宜 用钢筋混凝土基础，以符合柱与基础刚接 的假定。
杯形基础注意杯底标高和杯口模的位 置，防止杯口模上浮和倾斜。浇筑时，先 将杯口底混凝土振实并稍停片刻，待其沉 实，再对称均衡浇筑杯口模四周混凝土。
《土力学与基础工程》课程设计--柱下独立基础
目录一、设计资料二、独立基础设计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)17、设计资料及设计任务进度...............................16-19柱下独立基础课程设计二、独立基础设计1.选择基础材料基础采用C25混凝土，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f ak=130kPa。
③号土层：粘土，层厚1.5m，稍湿，承载力特征值f ak=180kPa。
④号土层：细砂，层厚3.0m，中密，承载力特征值f ak=240kPa。
⑤号土层：强风化砂质泥岩，很厚，中密，承载力特征值f ak=300kPa。
-0.45 +0.00Vk=96kNFk=1339KN 3.7m Mk=284KN.m基础剖面简图1、确定基础的埋置深度：由于该框架结构处于青海，则必须考虑土的冻账都基础的影响，则有： ：根据设计设计资料易知以上设计地面基础的顶面应低于设计遭受外界的破坏，所以同时为了避免基础外露不易浅于）规范规定基础的埋深（的控制：同时基础还受以下条件地基冻结条件所控制，故基础的埋置深度收到采用条形基础。
即有：得出查表为：基底平均压力测资料可知西宁地区的根据西宁地区的地质勘）（即：城市近郊，不冻胀图得出：粘性土依次和，教材查表《土力学与基础工程》三个参数依次参考最大冻结深度为西宁地区标准冻深为mm 100,m 5.01 1.098m,2.200021.1,2.2h 5-7,k 11002m,1.195.00.10.116.1-95.0,0.10.14-73-72-7,,-1.34m; 1.34m-1.16m,-;,max min max 000max min =+-=-==-=⨯⨯⨯=ψψψ==ψ=ψ=ψψψψ=ψψψ=-=h z d m pa z z z z z h z d d ze zw zs d ze zw zs ze zw zs ze zw zs d d① 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f ak =130KPa 。
柱下独立基础设计讲解
基础的主要受力取自柱在基顶的截面Ⅲ—Ⅲ的不利内 力组。如图所示，若基底土反力均布，则称为轴压基础，否 则称为偏压基础。
柱下独立基础设计主要内容
2.柱下基础设计的主要内容有四项：
（1）按地基承载力确定基础底面面积，以防止基础底板面积 过小，基底应力超过地基承载力造成地基破坏；
（2）按基础冲切承载力确定基础高度，以防止基础高度不 足，发生沿柱周边与基底连线约呈45°方向的冲切面的 拉开破坏；
当e=b/6时， pmin =0， 此时基底土反力呈全三角形分布；
当e＞b/6时， pmin ＜0， 说明此时基底面积与土部分脱离，土 反力呈部分三角形分布，此时pmax计 算如下：
设土反力分布长度为3a，则合力作用点 距基础近边为a，且
柱下独立基础设计的主要内容
a b e 2
N pmax3al 2
柱下独立基础设计讲解
独立基础的概念
一、独立基础的概念
当建筑物上部结构采用框架结构或 单层排架结构承重时，基础常采 用方行或矩形的独立式基础，这 类基础称为独立式基础.也称单独 基础，是整个或局部结构物下的 无筋或配筋基础.一般是指结构柱 基，高烟囱，水塔基础等的形式 。
柱下独立基础设计主要内容
二、柱下独立基础设计的主要内容
柱下独立基础设计的主要内容
一种近似的计算办法是： 沿长边取弯矩控制截面Ⅰ-Ⅰ，利用： 控制弯矩=合力×合力作用点到控制截面的距离，可得：
M
1 24
p j b hc 2 2l
bc
M
1 24
p j l
bc 2 2b
hc
柱下独立基础设计的主要内容
式中：b—矩形基础长边； L—矩形基础短边； hc—柱截面或变阶截面长边； bc—柱截面或变阶截面短边；
柱下独立基础
pk
pk ,max pk ,min 2
fa
pk ,max 1.2 f a
排架计算
第十二章
单层工业 厂房
2、确定基础高度
除应满足构造要求外，还应根据 柱与基础交接处混凝土抗冲切承
载力要求确定：
P.134图12-56 对矩形柱和矩形基础，为防止冲切破坏，必须使冲切面外的地 基反力所产生的冲切力 Fl小于或等于冲切面处混凝土的抗冲切 承载力。
N bk Gk M bk A W
Mbk— 作用 于基础地 面的
力矩标准组合值；
W— 基础底面面积的抵抗
矩， W=lb2/6 ， b 基础在弯
矩作用方向的长度。
排架计算
第十二章
单层工业 厂房
通常采用试算法来确定偏心受压基础，先按轴心基础底面积
扩大20~40%，
Nk A (1.2 ~ 1.4) fa md
1400
400 300 500 450 1200
排架计算
0 15
400
1400
7050
300
950
3600
300
第十二章
单层工业 厂房
2-TGB 62-1 1-TGB 62-1Sa 1-TGB 62-1b C Y-XDL-7Z Y-XDL-7Z Y-XDL-7Z Y-XDL-7Z Y-XDL-7Z Y-XDL-7B 2-TGB 62-1
3、掌握牛腿内一般需要配置哪几种钢筋，如何确定？
4、什么是地基的净反力？ 5、掌握独立基础的设计方法。
7-Y 1-K WB-2 WB- II 2II s s
7-Y 1-K WB-3 WB- II 2II
B
B
B
9-1 柱下独立基础抗冲切验算与截面高度确定
第四节柱下单独基础一、柱下单独基础的设计计算柱下单独基础的设计，一般先由地基承载能力确定基础底面尺寸，然后再进行基础截面的设计验算。
基础截面设计验算主要内容：包括基础截面的抗冲切验算或抗剪验算→确定基础高度纵、横方向的抗弯验算→底板纵、横方向的配筋量。
1.基础截面高度的确定基础高度由柱边受冲切或受剪切承载力的要求确定。
m t hp 7.0h a f F l β≤2)(b t m a a a +=ll A p F j =（1）当冲切破坏锥体落在基础底面以内时（），按下式验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力：（a ）柱与基础交接处；（b ）基础变阶处c 02a h l +<冲切破坏锥体斜面冲切破坏锥体底面02c 022 22c l b b A h l a l h ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭⎛⎫--- ⎪⎝⎭冲切截面水平投影面积计算2c 002222c l b b l a A h l h ⎛⎫⎛⎫=----- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭c 02a h l +<情况冲切破坏锥体底面hp β—受冲切承载力截面高度影响系数，当800h ≤mm 时，hp β取1.0；当2000h ≥mm 时，hp β取0.9，中间值线性内插；f t —混凝土抗拉强度设计值（kPa ）；h 0—基础冲切破坏锥体的有效高度（m ）；a m —基础冲切破坏锥体最不利一侧的计算长度（m ）；a t —基础冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，在验算柱与基础交接处的抗冲切能力时，取柱宽a c ；在验算柱与基础变阶处的抗冲切能力时，取上阶宽； a b —基础冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长: p j —相应于荷载效应基本组合时的基底土单位面积净反力，偏心受压时可取基础边缘最大地基土单位面积净反力（kPa ）；A l —冲切截面的水平投影面积（m 2），图中ABCDEF 阴影面积; F l —相应于荷载效应基本组合时在A l 上的地基土净反力设计值（kN ）。
9-1 柱下独立基础抗冲切验算与截面高度确定
第四节柱下单独基础一、柱下单独基础的设计计算柱下单独基础的设计，一般先由地基承载能力确定基础底面尺寸，然后再进行基础截面的设计验算。
基础截面设计验算主要内容：包括基础截面的抗冲切验算或抗剪验算→确定基础高度纵、横方向的抗弯验算→底板纵、横方向的配筋量。
1.基础截面高度的确定基础高度由柱边受冲切或受剪切承载力的要求确定。
m t hp 7.0h a f F l β≤2)(b t m a a a +=ll A p F j =（1）当冲切破坏锥体落在基础底面以内时（），按下式验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力：（a ）柱与基础交接处；（b ）基础变阶处c 02a h l +<冲切破坏锥体斜面冲切破坏锥体底面02c 022 22c l b b A h l a l h ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭⎛⎫--- ⎪⎝⎭冲切截面水平投影面积计算2c 002222c l b b l a A h l h ⎛⎫⎛⎫=----- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭c 02a h l +<情况冲切破坏锥体底面hp β—受冲切承载力截面高度影响系数，当800h ≤mm 时，hp β取1.0；当2000h ≥mm 时，hp β取0.9，中间值线性内插；f t —混凝土抗拉强度设计值（kPa ）；h 0—基础冲切破坏锥体的有效高度（m ）；a m —基础冲切破坏锥体最不利一侧的计算长度（m ）；a t —基础冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，在验算柱与基础交接处的抗冲切能力时，取柱宽a c ；在验算柱与基础变阶处的抗冲切能力时，取上阶宽； a b —基础冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长: p j —相应于荷载效应基本组合时的基底土单位面积净反力，偏心受压时可取基础边缘最大地基土单位面积净反力（kPa ）；A l —冲切截面的水平投影面积（m 2），图中ABCDEF 阴影面积; F l —相应于荷载效应基本组合时在A l 上的地基土净反力设计值（kN ）。
柱下独立基础施工方案
一、柱下独立基础施工（一）工艺流程测量放线→控制桩→基坑开挖→验槽→浇注垫层→划线→钢筋网片安装→支模→浇注砼→基础验收（二）构造要求1、垫层厚度一般为100mm，混凝土强度等级为C10，基础混凝土强度等级为C30。
2、底板钢筋网片最小直径不小于12，钢筋保护层厚度不易小于35 mm，柱插筋的数量和直径与柱内纵向受力钢筋相同。
3、柱基础高度大部分在800mm以内，插筋应伸入基础底部的钢筋网，并在端部做成直弯钩。
（三）施工工艺1、垫层混凝土在基础验槽后应立即浇筑，以免地基被扰动、清槽、清淤等。
2、垫层达到一定强度后，在其上划线，铺放钢筋网片，支模。
上下部垂直钢筋应该绑扎牢固，并注意将钢筋钩朝上，连接柱的插筋，下端要用90°弯钩与基础钢筋绑扎牢固。
按轴线位置校核后用钢管架层井字形，将插筋固定在井字形上，底部钢筋的网片应用与混凝土保护层同厚度的水泥砂浆垫块，以保证位置准确和确保混凝土质量。
3、在浇灌混凝土前，模板和钢筋上的杂物，泥土和油污等，应清除干净，模板应浇水加以湿润。
4、浇筑现浇柱下基础时，应特别注意柱子插筋位置的正确，防止造成位移和倾斜。
在浇筑开始时，先满铺一层5-10cm厚的混凝土，并捣实，便柱子插筋下段和钢筋网片的位置基本固定，然后对称浇筑。
5、基础混凝土分层连续浇筑完成，对于阶梯形基础，每一台阶高度内应分层浇捣，每浇筑完一台阶应稍停0.5-1.0h,待其初步获得沉实后，再浇筑上层，以防止下台阶混凝土溢出，在上台阶根部出现烂脖子现象，每一台阶浇完，表面应随即原浆挂平。
6、基础上有插筋时，应加以固定，保证插筋位置的正确，防止浇捣混凝土时发生位移。
7、混凝土浇筑完毕，外露表面应在12h以后浇水养护或者覆盖养护。
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柱下独立基础 钢筋构造
柱下独立基础钢筋构造柱下独立基础是一种常见的基础形式，适用于钢筋构造中的柱子。
本文将介绍柱下独立基础的相关知识和设计要点。
一、柱下独立基础的定义和作用柱下独立基础是指柱子下部的基础独立于其他结构的基础，其作用是承担柱子的重力和水平力，并将其传递到地基上，确保柱子的稳定和安全。
二、柱下独立基础的设计要点1. 基础形式：柱下独立基础一般采用矩形或圆形形式，具体形式要根据柱子的荷载和地基条件来确定。
2. 基础尺寸：基础的尺寸要根据柱子的荷载、地基承载力以及地震等级来确定，确保基础具有足够的承载能力和稳定性。
3. 基础深度：基础的深度要根据地下水位、土壤条件以及地震等级来确定，一般要求基础达到稳定土层或较好的承载土层。
4. 钢筋布置：基础中的钢筋要按照设计要求进行布置，以提高基础的抗弯和抗剪能力，同时避免开裂和沉降。
5. 混凝土强度：基础的混凝土要求强度高于柱子的设计强度，一般要求在C25以上。
6. 基础与柱子的连接：基础与柱子之间要进行良好的连接，一般采用焊接或预埋连接件的方式，确保基础与柱子之间的传力顺畅。
三、柱下独立基础的施工过程1. 土方开挖：按照设计要求进行土方开挖，同时清理基坑内的杂物和水份。
2. 基础模板安装：根据基础尺寸和形状进行模板安装，确保模板的平整和垂直度。
3. 钢筋布置：按照设计要求进行钢筋的布置，包括纵向钢筋和横向钢筋的安装。
4. 混凝土浇筑：在钢筋布置完成后，进行混凝土的浇筑，确保浇筑过程中的充实度和均匀性。
5. 养护处理：混凝土浇筑完成后，对基础进行养护处理，保持湿润并避免外力的影响，以提高混凝土的强度和耐久性。
四、柱下独立基础的优缺点1. 优点：柱下独立基础可以根据柱子的荷载和地基条件进行合理设计，具有较好的承载能力和稳定性，适用于各种地质条件。
2. 缺点：柱下独立基础的施工相对复杂，需要进行土方开挖、钢筋布置和混凝土浇筑等工序，工期较长且工程量较大。
柱下独立基础是一种常见的基础形式，适用于钢筋构造中的柱子。
柱下独立基础的优点
柱下独立基础的优点
柱下独立基础是指独立于建筑结构的柱基础，其优点如下：
1. 提高建筑结构的稳定性：柱下独立基础能够提高建筑结构的稳定性，特别是在地震等自然灾害发生时，可以有效减少建筑物的倾斜或坍塌风险。
2. 减小基础面积：相比于传统基础，柱下独立基础可以减小基础面积，节省地面空间并提高建筑物的空间利用率。
3. 节约材料和成本：由于柱下独立基础可以减小基础面积，因此可以节约建筑用材和成本。
此外，由于不需要在柱下部进行混凝土浇筑，也可以减少施工时间和成本。
4. 方便施工：柱下独立基础的施工相对简单，不需要对柱下部进行混凝土浇筑，减少了施工难度和时间，提高了施工效率。
5. 维护和保养方便：柱下独立基础不容易受到外部因素的影响，维护和保养相对简单，可以有效延长建筑物的使用寿命。
总之，柱下独立基础具有诸多优点，可以提高建筑结构的稳定性、节省建筑用材和成本、方便施工和维护等。
在实际应用中，需要根据建筑物的实际情况选择适
合的基础形式。
柱下独立基础(扩展基础)的构造措施
扩展基础，尤其是锥形柱下独基，常常用于变电站或者底层小商业之中。
我个人总结了一下其中的计算方法和构造措施。
一、构造措施：
锥形基础的边缘高度不宜小于200mm,且两个方向的坡度不宜大于1:3；（地基规范8.2.1.1，及图中h1≥200，且放坡不
宜太陡，若h1+h2确定但是放坡太陡的话，将h1酌情放大，
保证h2/(B1+b/2)≤1/3）
扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于0.15%，底板受力钢筋的最小直径不应小于10mm，间距不应大于200mm，也不应
小于100mm。
墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径
不应小于8mm；间距不应大于300mm；每延米分布钢筋的面积
不应小于受力钢筋面积的15%。
（地基规范8.2.1.1，此处主
要是为了注意受力钢筋的规格与间距要求）
柱、墙钢筋在基础内的锚固长度需要满足8.2.2的要求，其中3级抗震labe=37d,4级抗震为35d；当基础高度小于laE
时，除总锚固长度符合上述要求外，其最小直锚段长度不应
小于20d,弯折段的长度不应小于150mm。
（对h1+h2的大小提
出了除计算之外的构造要求）
二、计算方法（8.2.7）
冲切承载力计算
狭长型独基以及墙下条基，需要验算竖向构件与基础交界处的基础受剪切的基础承载力
基础底板的配筋，按抗弯计算决定
高强度混凝土柱、低强度混凝土基础，应验算基础顶面局部受压承载力。
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取任务书中题号6中荷载，A 轴基础，基础持力层选用土层③进行基础设计。
一、设计资料①柱底荷载效应标准组合值：KN F k 1282=，m KN M k ⋅=257，KN V k 86=； ②柱底荷载效应基本组合值：KN F 1667=，m KN M ⋅=334，KN V 112=。
持力层选用③号粘土层，承载力特征值a ak KP f 180=，框架柱截面尺寸为mm 500500⨯，室外地坪标高同自然地面，室内外高差mm 450。
二、独立基础设计 1．选择基础材料：25C 混凝土，235HPB 钢筋，预估基础高度m 8.0。
2．基础埋深选择：基础的最小埋置深度max min h Z d d -=，其中d Z 为场地冻结深度m 2.1，m ax h 为基础底面允许残留冻土层的最大厚度，大于0；得出m d 2.1min <。
根据任务书要求和工程地质资料，第一层土：杂填土，厚m 5.0,含部分建筑垃圾；第二层土：粉质粘土，厚m 5.1, 软塑，潮湿，承载力特征值a ak KP f 130= ； 第三层土：粘土，厚m 0.2, 可塑，稍湿，承载力特征值a ak KP f 180= ；地下水对混凝土无侵蚀性，地下水位于地表下m 5.4。
取基础底面高时最好取至持力层下m 5.0，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m 5.25.05.15.0=++。
由此得基础剖面示意图如下：3．求地基承载力特征值a f ：根据粘土58.0=e ， 78.0=L I ，查表2.6得 3.0=b η，6.1=d η基底以上土的加权平均重度：3/48.195.25.04.195.1205.018m KN m =⨯+⨯+⨯=γ持力层承载力特征值a f （先假设基础宽度m b 0.3≤，不考虑对基础宽度修正）：)5.05.2(48.196.1180)5.0(-⨯⨯+=-+=d f f m d ak a γηa KP 34.242=4.初步选择基底尺寸：取柱底荷载标准值：KN F k 1282=，m KN M k ⋅=257，KN V k 86= 计算基础和回填土重G k 时的基础埋深()m d 725.295.25.221=+= 基础底面积：2082.6725.22034.2421282m d f F A G a k =⨯-=⋅-=γ基础底面积按%30增大，即：20866.882.63.13.1m A A =⨯==初步选定基础底面面积2933m b l A =⨯=⋅=，且m m b 33≤=不需要再对a f 进行修正。
5.验算持力层地基承载力：回填土和基础重：9725.220⨯⨯=⋅⋅=A d G G k γKN 5.490= 偏心距：m lm G F M e k k k k 5.0618.05.49012828.086257=<=+⨯+=+=基底边缘最大与最小应力：)318.061(95.4901282)61(max min⨯±⨯+=±+=l e A G F k k k paa KP KP 8.26704.126=①()()a a a KP f KP p p 34.24292.19604.1268.2672121min max =<=+⨯=+，安全； ② a a a KP f KP p 81.29034.2422.12.18.267max =⨯=<=，安全。
6.软弱下卧层强度验算：m b l m Z 5.15.1===， ，1752.011=⇒==c bZb l α， 软弱下卧层顶面处的附加应力设计值：ac z KP p 00.13892.1961752.0440=⨯⨯==σα 软弱下卧层顶面处土的自重压力标准值：a cz KP p 8.7724.195.1205.018=⨯+⨯+⨯= 软弱下卧层顶面处修正后承载力设计值：a a KP f 24.242)5.05.2(48.776.1180=-⨯⨯+= a a cz z f KP p p <=+=+8.2158.7700.138，满足7.验算最终沉降量（用《建筑地基基础设计规范》（201150007-⋅GB ）法计算） 地基受压层计算深度：m b b Z n 18.6)3ln 4.05.2(3)ln 4.05.2(=⨯-⨯=-=柱基中点沉降量（由于第五层和第六层土没有压缩模量，所以沉降量只算前三个部分的）：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+=)()()(2233301122201110αααααϕZ Z E pZ Z E p Z E p S s s s sa s a s a s MP E MP E MP E 0.100.92.8321===，， m Z m Z m Z 2.325.1321===，，根据0.133==b l 与5.035.11==b Z 查表12.3得9.01=α 根据0.133==b l 与67.0322==b Z 查表12.3得829.02=α根据0.133==b l 与07.132.33==b Z 查表12.3得674.03=α 425.15.129.011=⨯+=A 432.05.02829.09.02=⨯+=A 902.02.12674.0829.03=⨯+=A当量值a s s s s MP E A E A E A A A A E 84.80.10902.00.9432.02.8425.1902.0432.0425.1332211321=++++=++++=a m KP d p p 22.1485.25.24.195.0205.1185.092.1960=⨯⨯+⨯+⨯-=-=γ查表88.011.3=s ϕ，⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-⨯⨯+⨯-⨯⨯+⨯⨯⨯=)829.02674.02.3(0.1022.148)9.05.1829.02(0.922.148)9.05.1(2.822.14888.0S mm 44.32=，安全8.计算基底净反力：取柱底荷载效应基本组合设计值：KN F 1667=，m KN M ⋅=334，KN V 112=。
净偏心距 m N M e n 25.016678.01123340,=⨯+==基础边缘处的最大和最小净反力)325.061(91667)61(0,max ,min,⨯±⨯=±=l e A F n n n pa aKP KP 83.27761.92=9.对基础进行结构内力分析确定基础高度(采用阶梯形基础)对基础进行抗冲切承载力验算：（1）柱下冲切：m l 3=，m b 3=，m b a c t 5.0==，m a c 5.0=。
初步选定基础高度mm h 800=，分两个台阶，每阶高度均为400mm 。
mm h 750)1040(8000=+-=（有垫层）。
m b m h a a t b 3275.025.020=<=⨯+=+=，取m a b 2=mm a a a b t m 1250220005002=+=+=因偏心受压，n p 取KPa p n 83.277max ,=冲切力：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--=200max ,2222h b b b h a l P F c c n l ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯=275.025.023375.025.02383.277KN 29.347=抗冲切力：75.025.11027.10.17.07.030⨯⨯⨯⨯⨯=h a f m t hp βKN KN 29.34744.833>=，满足（2）变阶处抗冲切验算：m b a t 5.11==，m a 9.11=，mm h 3505040001=-=m b m h a a t b 32.235.025.1201=<=⨯+=+=，取m a b 2.2=m a a a b t m 85.122.25.12=+=+=冲切力：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--=2011011max ,2222h b b b h a l P F n l =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯235.025.123335.029.12383.277 KN 24.122=抗冲切力：35.085.11027.10.17.07.0301⨯⨯⨯⨯⨯=h a f m t hp βKN KN 24.12263.575>=，满足10.配筋计算(选用235HPB 级钢筋，2/210mm N f y =) 选用235HPB 级钢筋，2/210mm N f y =（1）基础长边方向 І-І截面（柱边）柱边净反力：()min ,max ,min ,2n n cn Ⅰn P P la l P P -++= ()61.9283.2770.325.00.361.92-⨯⨯++=a KP 66.200=悬臂部分净反力平均值：()()a Ⅰn n KP P P 25.23966.20083.2772121,max ,=+⨯=+ 弯矩： ()()c c In n Ⅰb b a l P P M +-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=222412,max , )5.032()5.00.3(25.2392412+⨯⨯-⨯⨯=m KN ⋅=98.404 260,00.28577502109.01098.4049.0mm h f M A y ⅠIs =⨯⨯⨯== Ⅲ-Ⅲ 截面（变阶处）()min ,max ,1min ,2n n n Ⅲn P P la l P P -++= ()61.9283.2770.329.10.361.92-⨯⨯++=a KP 87.243=()()121,max ,22241b b a l P P M Ⅲn n Ⅲ+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=)5.10.32()9.10.3(287.24383.2772412+⨯⨯-⨯+⨯=m KN ⋅=63.98 2601,00.14913502109.01063.989.0mm h f M A y ⅢⅢs =⨯⨯⨯== 比较1,S A 和ⅢS A ,，应按1,S A 配筋，实际配120@1226Φ 则钢筋根数：2611203000=+=n ，2228576.2940261.113mm mm A s >=⨯= （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：()()a n n n KP P P P 22.18561.9283.2772121min .max .=+⨯=+=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2,73.2764mm A ⅡS =，Ⅳ-Ⅳ 截面（变阶处）的计算配筋值251.1323mm A S =。