柱下钢筋混凝土独立基础的设计
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。
柱下独立基础课程设计
基础工程课程设计任务书题目：钢筋混凝土柱下独立基础设计专业：土木工程（建筑工程）班级：姓名：学号：指导教师：时间：一、设计目的与题目1、设计目的课程设计是高等教育中一直强调和重视的教学实践环节，是土木工程专业最重要的专业基础课程之一。
《基础工程课程设计》是学生在学习《土力学》、《钢筋混凝土结构》和《基础工程》的基础上，综合应用所学的理论知识，完成基础设计任务。
该课程设计的主要目的是经过本课程设计的学习，要求学生能够掌握大、中型建筑物的地基基础设计方法。
本课程的主要任务是培养学生：（1）具备应用基础工程设计基础知识和基本理论解决实际问题的能力，掌握浅基础和深基础的选型和埋深的确定、设计、计算方法；（2）能够运用数学、力学、土力学等知识对基础的基本构件进行受力分析及公式推导，建立基本公式，并正确地通过验算过程进行优化和改进；（3）能够结合行业背景进行设计，解决工程中基本构件的截面设计及承载力校核问题，以及地基承载力的确定、地基变形沉降校验问题；（4）能够熟练使用专业相关规范和图集，结合本课程的知识，结合区域特点，提出复杂工程问题的解决方案，能够处理实际工程问题。
（5）能够基于所学知识提出新型浅基础和深基础的结构，并按照规范要求进行内力分析和承载能力验算，论证设计过程和结果的合理性。
2、设计题目兰州市区某教学楼为五层钢筋混凝土框架结构，柱网布置如图1所示，试设计该基础。
二、设计条件1、场地工程地质条件：拟建场地地形平坦，地面高程在1525.20~1529.23m 之间。
本次勘察深度范围内，场地地层自上而下依次分布有：①杂填土层（Q4ml）：总体厚度0.50～2.50m。
黄褐色，土质不均匀，以粉土为主，含大量建筑垃圾、植物根系等，稍湿，稍密。
②黄土状粉土层（Q4al+pl）：埋深 1.50～4.50m，厚度0.20～6.30m，层面高程1522.09～1527.45。
褐黄色，土质较均匀，孔隙、虫孔较发育，具水平层理，无光泽反应，干强度低，韧性低，摇振反应中等，稍湿-湿，稍密。
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)。
柱下钢筋混凝土独立基础的设计
柱下钢筋混凝土独立基础的设计
柱下钢筋混凝土独立基础是由柱状钢筋混凝土结构和设置在柱的底部的钢筋混凝土基
础组成的。
它可以承受较大的轴力或弯矩，是结构支撑点的基础设计。
它具有可靠、有效、主体相对独立等特点，可以将建筑物施工模式和施工效率大大提高。
1.基础深度：柱下钢筋混凝土独立基础的深度一般取决于结构的基础承载力与地基的
基础稳定性，在一般情况下，基础深度至少应该大于地表至基础底部的深度，至少需要
1.5m以上。
2.基础宽度：根据结构的上部荷载分布和基础的受力特性，设置柱下独立基础的宽度
应该满足规范要求，一般以实际结构宽度为基准，当柱距不定时，应采取比较大的宽度，
增大柱距，让柱子在基础中能够有较好的布置。
3.转换块：在独立基础外围，为了能够正确的引入结构的上部荷载，必须设置转换块，以将上部载荷转移到基础中，并且将转换块固定，防止基础移动。
4.连接器：独立基础内应设置能够将结构上部力引入到基础下的连接器。
一般是由按
照图纸要求预先养护过的钢筋和符合要求的异形混凝土制成，连接器应该均匀分布，以确
定荷载的变化差异。
5.基础强度检测：施工完成后，应通过室内、室外检测来验证柱下钢筋混凝土独立基
础的强度。
主要包括换向块和连接器强度检测，以确保其实际应力状态符合设计要求。
总之，柱下钢筋混凝土独立基础是根据上部结构荷载及基础地基受力特性，经过精心
设计和施工而成，它可以将建筑施工模式、施工效率及工程安全系数得到极大的提高。
只
有深刻理解各项设计要求，立足实际情况，以科学的态度结合设计思想，才能保证柱下钢
筋混凝土独立基础的可靠性与安全性。
柱下钢筋混凝土独立基础的优化设计
柱下钢筋混凝土独立基础的优化设计柱下钢筋混凝土独立基础是一种常用的承载结构，具有承载能力强、稳定性好等优点。
在进行基础设计时，为了确保工程的安全可靠，需要进行优化设计。
优化设计可以提高基础的经济性和构造的合理性，降低工程成本。
柱下钢筋混凝土独立基础的优化设计应该从以下几个方面入手：一是基础选型。
在基础选型时应该根据工程的载荷特点、地基地质条件、建筑物形式等因素进行选择，避免选用过大或过小的基础，从而达到最佳的经济性和合理性。
二是基础形式。
基础形式的选择应该根据工程的具体情况来确定。
对于平面不规则的建筑物，应采用分块式基础；对于承受脉动荷载的浅层地基，应选用加筋板式基础。
通过合理的基础形式设计，可以提高基础的承载力和稳定性。
三是钢筋配筋。
钢筋配筋是基础设计中比较重要的一步。
在进行钢筋配筋时，要考虑到地基承载力、钢筋的受拉和受压能力以及钢筋的板筋、箍筋等细节问题。
通过合理的钢筋配筋设计，可以达到最佳的经济性和安全性。
四是混凝土强度等级。
混凝土的强度等级直接影响基础的承载能力和稳定性。
在进行混凝土强度等级的选择时，应考虑到基础的设计要求以及工程造价等问题。
在确定混凝土强度等级时，应该保证基础的承载能力，并尽可能地降低工程造价。
五是基础尺寸。
基础尺寸的大小往往直接关系到基础的承载能力。
在进行基础尺寸设计时，应根据工程的要求以及地基的承载能力进行确定。
可以采用试算法或经验公式来确定基础尺寸。
总之，柱下钢筋混凝土独立基础的优化设计是确保工程安全可靠的关键。
只有进行合理的设计，才能使基础的经济性和合理性达到最佳状态。
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设计独立基础是建筑结构设计中重要的一部分。
它起着分担和传递柱子及上部结构荷载的作用，同时确保结构的安全和稳定。
本文将介绍独立基础设计的重要性和背景信息。
独立基础是一种常用的基础形式，特别适用于柱子形式不规则、上部结构荷载较大的建筑。
独立基础的设计需要考虑土壤的性质和承载能力，结构的荷载和变形要求，以及合适的钢筋混凝土设计原则。
在设计独立基础时，需要根据实际情况选择合适的基础形式，包括基础的形状、尺寸和深度。
还需要进行合理的荷载计算，考虑结构的重量、使用荷载和风荷载等因素。
此外，还需要进行土壤的承载力计算和沉降分析，确保独立基础的稳定和安全。
独立基础设计的目标是在满足结构的要求和性能的前提下，尽量节约材料和成本，提高工程的经济效益。
设计过程中还需要遵循国家相关的建设规范和标准，确保设计结果的合理性和可靠性。
本文将详细探讨柱下钢筋混凝土独立基础的设计原理、步骤和注意事项，以帮助设计人员更好地理解和应用独立基础设计。
填写参考文献]本文档旨在解释柱下钢筋混凝土独立基础设计的基本原则和目标，包括荷载计算、地基条件评估和设计要求等。
1.荷载计算确定荷载类型: 需要考虑到直接作用在基础上的荷载类型，如垂直荷载、水平荷载、风荷载、地震荷载等。
确定荷载类型: 需要考虑到直接作用在基础上的荷载类型，如垂直荷载、水平荷载、风荷载、地震荷载等。
荷载计算: 根据建筑结构的设计荷载和基础的位置、形状、尺寸等参数，进行荷载计算以确定基础所需承载的荷载大小。
荷载计算: 根据建筑结构的设计荷载和基础的位置、形状、尺寸等参数，进行荷载计算以确定基础所需承载的荷载大小。
荷载计算: 根据建筑结构的设计荷载和基础的位置、形状、尺寸等参数，进行荷载计算以确定基础所需承载的荷载大小。
荷载计算: 根据建筑结构的设计荷载和基础的位置、形状、尺寸等参数，进行荷载计算以确定基础所需承载的荷载大小。
2.地基条件评估2.地基条件评估地质勘探和调查: 进行地质勘探和调查，了解地基的物理性质、地下水位、土壤类型等重要信息。
基础工程柱下独立基础设计
基础⼯程柱下独⽴基础设计任务书⼀、设计⽬的根据本课程教学⼤纲的要求，学⽣应通过本设计掌握天然地基上的浅基础设计的原理与⽅法，培养学⽣的分析问题、实际运算和绘制简单施⼯图的能⼒，以巩固和加强对基础设计原理的理解。
⼆、设计题⽬○B轴柱下钢筋砼独⽴基础设计三、设计分组成员四、设计资料（1）上部结构资料设计⼀多层现浇框架建筑物基础，按使⽤功能要求，上部结构的柱截⾯尺⼨设计为500×500mm2，室外地坪为天然地⾯，室内地坪标⾼⾼于室外地坪0.45m。
柱底荷载标准值如表1所⽰，柱⽹分布如图1所⽰。
表1图1（2）场地与地质条件资料建筑场地平整。
⾃上⽽下的⼟层依次如下：1号⼟层，杂填⼟，层厚0.5m，重度γ=18k N/m3。
2号⼟层，粘⼟，层厚2m，重度γ=19kN/m3，孔隙⽐e=0.68，液性指数为I l =0.78，可塑，稍湿，承载⼒特征值f ak=180kPa，压缩模量为15Mpa。
3号⼟层，淤泥⼟，重度γ=14k N/m3承载⼒特征值f ak=94kPa压缩模量为3Mpa。
（3）⽔⽂地质条件地下⽔位深度：位于地表以下2m处；地下⽔对混凝⼟结构⽆腐蚀性。
五、设计指导1、选择基础材料2、确定地基持⼒层与基础埋深3、确定地基承载⼒特征值4、确定基础底⾯尺⼨5、验算地基变形（需要验算沉降的验算沉降）6、确定基础⾼度h7、基础底板配筋计算书1、设计基本资料1.1⼟层结构：给定的场地条件如图2所⽰：1.2柱底荷载效应标准组合值: F 1730M 150m V 66K K K kN kN kN==?=1.3持⼒层的选择：持⼒层在此选⽤②号⼟层，根据已知资料可知该⼟层为粘⼟，层厚2m ，重度: 319/kN m γ=，孔隙⽐: e 0.68=，液性指数为: 0.78l I =，承载⼒特征值:180ak f kPa=,可塑，稍湿，压缩模量为15MPa 。
，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 。
【精品】柱下钢筋混凝土独立基础设计
【精品】柱下钢筋混凝土独立基础设计精品柱下钢筋混凝土独立基础设计，是指对柱式结构物（如桥梁、水坝、堤坝等）进行抗剪设计，安装结构物基础时，设计钢筋混凝土独立基础，来承载轴力、剪力和地震受力，尤其是大型结构物柱底安装基础时，独立基础可替代混凝土桩基础或桩集基础，从而减少桩基施工对环境的影响。
柱下钢筋混凝土独立基础的设计一般包括：结构设计、结构检验、混凝土工程测试、地基处理和原材料采购等，各项设计要求根据建筑物的荷载大小、规模，以及现场地质条件等因素进行全面评估，结合结构优化与节约，进行最佳设计方案确定。
1、地基处理安装结构物前，需要必要的地基处理，以确保结构安全可靠。
主要处理方案有：安装时保持柱下两侧的土体 + 埋深自耦合连接器 + 排水措施 + 受力状态简化等，以减少柱受力的影响，进而奠定该基础设计的坚实基础。
2、结构设计对于柱下钢筋混凝土独立基础，首先必须有合理的设计图，以及基础下深入地基、极限状态受力计算、混凝土浇筑面积、箍筋充填量等，并根据不同工况下计算出柱底深入地基、连接器深度、螺栓孔径及对地基做平整处理等问题，以确定柱受力状态分析。
3、结构检验在结构设计完成后，应对结构进行检验，以确定基础是否符合设计要求。
检验重点包括：设计荷载的极限状态受力计算；混凝土抗压及抗折强度符合要求；钢筋锈蚀、钢混凝土等截面尺寸符合设计要求；地基锚固及螺栓连接状态正常；其它满足工程要求等。
4、混凝土工程测试安装基础工程过程中，在混凝土浇筑之前，应进行全面检测，包括桩体振动、土体强度测试、螺栓锚固效果测试、混凝土材料质量KK检测等，并对混凝土进行抗折强度、抗压强度等工程测试，以保证基础下浇混凝土质量，减少承载轴力、剪力和地震受力等情况出现失灵的可能性。
5、原材料采购柱下钢筋混凝土独立基础设计过程中，原材料进行采购需要遵守技术要求，质量必须有保障，不仅应考虑物料价格，同时还需要考虑其质量、厂家信誉等因素，以确保承受力设计的工程质量。
柱下钢筋混凝土独立基础设计
一 柱下钢筋混凝土独立基础一、设计资料做100mmC15素混凝土垫层。
抗震设防烈度为6度，抗震等级为三级，基础设计为阶梯型基础，本设计为一5层现浇框架结构的基础，柱采用C30的混凝土，基础采用C30的混凝土 二、地基埋设情况和基础材料砂砾土为持力层，基础底面埋在素填土和砂砾土的交界处，所以基础的埋深为2.5米。
基础采用C30混凝土，c f =14.3 N/mm 2 ，f t =1.43N/mm 2 钢筋采用HPB335，y f =300 N/mm 2，钢筋的混凝土保护层厚度为40mm ；垫层采用C15混凝土，厚100mm 。
三、持力层特征值的修正及基底尺寸的确定1）按深度进行修正()()kpakpa kpa kpakpa d mdakaff64.50664.1563505.05.28.174.43505.0=+=-⨯⨯+=-+=γη)()(mf FdA Gak285.10~53.85.22064.50635404.1~1.14.1~1.1=⨯-⨯=-=γ取m l m b 5.3,3==2）计算基底压力k p a d blGkkF p14.3875.2205.333540=⨯+⨯=+=γ⎩⎨⎧=⨯±=±=k p ak p a W M p p kk k k 69.37659.397636414.3875.32minmax3）验算持力层承载力kpakpakpa fpfp ak ak97.60764.5062.12.159.39764.50614.387m ax=⨯=<==<=所以m l m b 5.3,3== ，满足设计要求。
四、基础结构的设计1）基础底板厚度的确定（按柱与基础交接处受冲切承载力计算）因为m b 3=，所以特征值不必进行宽度修正。
基底净反力kpappk s59.397m ax==21430,6.0,6.0,0.1m KN m m fb a tt t hp====β56.359.39714309.07.01)6.03()6.05.3(327.01)()(222=⨯⨯+---⨯⨯=+---=pf b a s thpt t b l b C β基础有效高度mm m C b b h tt 69069.0)56.36.06.0(21)(21220==++-⨯=++-=基础底板厚度mmh h 73040690400=+=+=设计采用基础底板厚度h 。
柱下钢筋混凝土独立基础的设计
柱下钢筋混凝土独立基础的设计设计一个柱下钢筋混凝土独立基础时，需要考虑多个因素，包括地质条件、柱子的荷载要求、基础的尺寸和深度、基础的稳定性等。
接下来，我将详细阐述柱下钢筋混凝土独立基础的设计步骤和注意事项。
首先，我们需要进行地质勘测，确定地质情况并了解土壤的承载能力。
这是设计柱下钢筋混凝土独立基础的前提条件，因为地质条件将直接影响基础的稳定性。
在确定地质条件后，我们需要计算结构荷载。
结构荷载包括垂直荷载和水平荷载，其中垂直荷载主要由柱子的重量和上部结构的荷载所组成，水平荷载主要由风荷载或地震荷载等拖曳荷载产生。
根据计算得出的荷载值，我们可以确定基础的尺寸和深度。
在计算基础尺寸时，我们需要考虑基础的承载力，以确保基础能够满足结构的要求。
基础的尺寸通常由基础底面积和土壤的承载力共同确定。
基础的底面积根据柱子的形状和尺寸来确定，而土壤的承载力可以通过地质勘测获得。
一般情况下，柱下钢筋混凝土独立基础的尺寸较大，通常会采用方形或圆形的形状，这样有利于分散载荷，提高基础的承载能力。
同时，基础的深度也需要根据土壤的稳定性来确定。
在设计基础的结构时，我们还需要考虑基础的稳定性。
基础的稳定性包括两个方面，即静力稳定和动力稳定。
静力稳定主要涉及到基础的上表面积、下表面积和侧面积之间的平衡关系；动力稳定主要涉及到土壤的容重、摩擦角和基础的震动频率等因素，需要满足相关的稳定条件。
柱下钢筋混凝土独立基础的设计还需要考虑施工的方便性和经济性。
为了简化施工流程，我们通常会将基础设计为连续基础或单元基础。
连续基础适用于多个柱子的支撑，相邻基础之间可以通过一定的连续梁提高基础的承载能力；而单元基础适用于柱子之间距离较大的情况下。
在设计柱下钢筋混凝土独立基础时，还需要按照相关的设计规范和标准进行设计。
这些规范和标准包括国家混凝土结构设计规范、地基与基础设计规范等。
通过遵循这些规范和标准，可以保证基础的设计满足结构的要求，并且具有良好的稳定性和承载能力。
柱下独立基础的设计
c 钢筋： 积≥1/10 受力钢筋
钢筋保护层 有垫层≥ 40mm，无垫层≥ 70mm
当基础受力边长b≥2.5m时，钢筋长度可减短10％交错布置
d 砼强度等级≥ C20
16
h 0
l (l ) a ae 100
现浇柱（墙）的构造要求
a 钢砼柱和剪力墙纵向受力钢筋在基础 内的锚固长度la由现行《砼结构设计规 范》（GB50010-2002)有关规定确定， 当有抗震要求时，其laE 一、二级抗震laE=1.15la ， 三级laE=1.05la，四级laE=1.0la
17
= 29.2kN ⋅ m
13Φ10
1600 800 b =300
c
I IV
II I ac=400 1200 2400
As IV
=
M IV 0.9 f yh01
11Φ12
=
0.9 ×
29.2 × 106 210 × (255
−
12)
=
636mm
2
按构造要求配13φ10, As=1021mm2>651mm2
−
h01 )b
−
(b 2
−
b1 2
−
h0 )2 ]
2400
= 239.2 ×[( 2.4 − 1.2 − 0.255)× 1.6 − (1.6 − 0.8 − 0.255)2 ]
柱下独立基础设计计算
1.1、设计资料1.1.1、地形拟建建筑场地平整。
1.1.2、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0.6m ，含部分建筑垃圾。
②号土层，粉质黏土，层厚1.5m ，软塑，潮湿，承载力特征值kPa f ak 150=。
③号土层，黏土，层厚1.8m ，可塑，稍湿，承载力特征值kPa f ak 190=。
④号土层，细砂，层厚2.0m ，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 310=。
1.1.3、岩土设计参数地基岩土物理力学参数如表1.1所示。
表1.1 地基岩土物理力学参数土层编号 土的名称重度γ)/(3m kN孔隙比e液性指数L I 粘聚力c )(kPa 内摩擦角ϕ)(︒压缩 模量S E)(MPa标准贯入锤击数N 承载力 特征值ak f )(kPa① 杂填土 17.8 ② 粉质黏土 19.5 0.65 0.84 35 14 7.5 6 150 ③ 黏土 18.9 0.58 0.78 25 25 8.2 11 190 ④ 细砂 20.5 0.62 30 11.6 16 240 ⑤强风化 砂质泥岩2218223101.1.4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。
1.1.5上部结构资料拟建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为mmmm400400⨯。
室外地坪标高同自然地面，室内外高差mm350。
柱网布置如图1.1所示。
上部结构作用在柱底的荷载标准组合值如表1.2所示表1.2 柱底荷载效应标准组合值题号kF)(kNkM)(mkN⋅)(kNVkA轴B轴C轴D轴A轴B轴C轴D轴A轴B轴C轴D轴1 920 1432 1082 1042 108 94 178 104 41 43 40 422 975 1548 1187 1200 140 100 198 130 46 48 44 473 1032 1615 1252 1362 164 125 221 160 55 60 52 56近似取荷载效应基本组合值为标准组合值的1.35倍，荷载效应准永久组合值为标准组合值的0.8倍。
柱下钢筋混凝土独立基础-课程设计
课程名称：《基础工程》设计题目：柱下钢筋混凝土独立基础院系：土木工程系专业：年级：学号：姓名：指导教师：2017 年4月20 日目录第一部分课程设计任务书 (2)（一）设计题目： (2)（二）设计资料： (2)（三）设计要求： (5)（四）设计内容 (5)第二部分设计步骤 (6)1、扩展基础可按下列步骤进行设计： (6)2、无筋扩展基础可按下列步骤进行设计： (6)第三部分设计说明书 (7)3.1 设计参数拟定 (7)3.1.1选择柱子，确定荷载 (7)3.1.2 基础材料及立面形式的选择 (7)3.1.3持力层的选择 (8)3.1.4基础埋置深度d的确定： (8)3.2 具体设计计算： (9)3.2.1 已知常用数据 (9)3.2.2 地基承载力特征值的确定 (9)3.2.3 计算作用在基础底面的荷载 (13)3.3基础底面尺寸的拟定 (14)3.3.1 基本要求 (14)3.1.2 基础底面的压力的确定公式 (15)3.1.3 轴心荷载下基础底面积尺寸的拟定 (16)3.1.4 偏心荷载作用下的基础底面尺寸的拟定 (18)4 持力层承载力的验算实例 (21)第一部分课程设计任务书（一）设计题目：柱下钢筋混凝土独立基础（二）设计资料：1、地形：拟建建筑场地平整；2、工程地质资料详见表2.1。
3、水文资料为：地下水对混凝土无侵蚀性。
后面实例的水位深度为1.5m个人的地下水位深度在下表中选择其一。
具体可由学习委员安排。
4、上部结构资料：上部结构为多层全现浇框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。
柱网布置见下图,图中仅画出了1-6列柱子，其余7-10列柱子和3-1列柱子对称。
图2-1 柱网平面图上部结构作用在柱底的荷载标准值见表2：上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合设计值见表3：柱底荷载标准值表25、材料：混凝土等级Ｃ25～C30，钢筋Ⅰ、Ⅱ级。
6、根据以上所给资料及学生人数，可划分为若干个组。
柱下钢筋混凝土独立基础底板设计弯矩的实用计算方法
2001年2月第7卷第1期安庆师范学院学报(自然科学版)Journal of Anqing Teachers College (Natural Science )Feb .2001Vol .7NO .1柱下钢筋混凝土独立基础底板设计弯矩的实用计算方法祝正茂(安庆市建设工程学校, 安徽安庆 246003) 摘 要:从工程设计实际需要出发,推导柱下钢筋混凝土独立基础底板设计弯矩的实用计算公式。
关键词:独立基础;设计弯矩;地基净反力中图分类号:T U43 文献标识码:A 文章编号:1007-4260(2001)01-0074-02 1 引言柱下钢筋混凝土矩形独立基础是房屋建筑结构中最常见的一种基础类型,关于此类基础的设计,按现行的GBJ7-89《建筑地基基础设计规范》(以下简称《规范》)进行设计计算,工程结构设计人员普遍反映底板设计弯矩计算公式难于记忆,同时又不易于直接推导,给工程设计带来不便,为此,笔者以《规范》为依据,推导出相应的实用计算公式。
图12 柱下钢筋混凝土独立基础底板设计弯矩实用计算公式的推导如图1,柱下钢筋混凝土矩形独立基础任意截面的弯矩按《规范》计算公式如下:M Ⅰ=148(b -b ′)2(2l +a ′)(p ma x +p -2G A)M Ⅱ=148(l -a ′)2(2b +b ′)(p ma x +p min -2G A)式中A :基底面积;G :基础自重及基础上的覆土重;l 、b :基础底面边长;M Ⅰ、M Ⅱ:任意截面Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ处弯矩设计值。
实际上,M Ⅰ是梯形面积A 1上的地基平均净反力12(p max +p-2G A)对Ⅰ—Ⅰ截面的力矩;M Ⅱ是梯形面积A 2上的地基平均净反力12(p ma x +p min -2G A)对Ⅱ—Ⅱ截面的力矩。
如图2,矩形面积A ′1上的地基平均净反力12(p max +p -2G A )对Ⅰ—Ⅰ截面的力矩为:M ′I =12(p max +p-2G A )A ′1y ,式中y ——矩形面积A ′1形心至Ⅰ—Ⅰ截面的距离,y =14(b -b ′),A ′1=12l (b -b′)于是,M ′Ⅰ=12(p max +p -2G A )l 12(b -b ′)14(b -b ′)=116l (b -b ′)2(p ma x +p -2G A)比较M Ⅰ,M ′Ⅰ:M ⅠM ′Ⅰ=148(b -b ′)2(2l +a ′)(p ma x +p -2G A )116l (b -b ′)2(p ma x +p -2G A )=2+a ′/l 3X XX 作者简介:祝正茂(1967-),男,安徽安庆人,安庆市建筑工程学校讲师,一级注册结构工程师,从事建筑类专业课程教学与工程设计工作。
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课程设计一． 课程设计目的通过本次的课程设计，让我们熟练掌握柱下钢筋混凝土独立基础的设计步骤、方法及具体计算过程。
培养从事基础工程浅基础的设计能力。
二． 课程设计题目描述和要求某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构，采用柱下独立基础，柱网布置如图所示，试设计该基础。
柱网布置图(水平间距4500，竖向8000,3000，8000)设计主要内容——确定基础埋置深度；确定地基承载力特征值；确定基础底面尺寸；确定基础的高度；基础底板配筋计算；绘制施工图（平面布置图、详图）1、设计资料 (1)地质资料该地区地势平坦，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/m 3，地基承载力特征值ak f =230kN/m 2，地下水位在-7.5m 处，无侵蚀性。
(2)、荷载资料柱截面尺寸为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N=680kN ，弯矩值为M=80kN ·m ，水平荷载为10kN 。
（3）、材料选用混凝土：采用C20（可以调整） 钢筋：采用HPB235（可以调整） 2、计算书要求计算书包括封面（见统一格式）、正文，要求书写工整、数字准确、图文并茂。
3、制图要求：完成2张图：1张基础平面布置图，1张详图（包括基础平面图和剖面图）。
建议图纸采用A3幅面，手工或CAD 绘制均可，表达要清楚，施工图（图纸折叠成A4大小）要求所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为仿宋字。
三．课程设计报告内容 1）确定基础埋置深根据GB50007-2002规定，初步将该独立基础设计成阶梯形，取基础埋置深度d=1.5m ，室内外高差300mm 。
基础高度为h =650mm ，基础分二级，从下至上分350mm,250mm 两个台阶；h 0=610mm （40mm 厚的垫层），h 1=350，h 01=310mm ；a 1=1200mm ，b 1=800mm 。
2）确定地基承载力特征值a f查表得b η=0; d η=1.0所以：a f =ak f +b ηγ（b-3）+d ηγm (d -0.5)=230+0+1.0×18×1.0kN ∕m 2=248 kN ∕m 2 3)确定基础底面面积计算基础和回填土重G k 时的基础埋深d = 21⨯(1.5+1.3）m=1.35m A 0=d f F G a k γ-=35.120248680⨯-m 2=3.08 m 2由于偏心不大，基础底面面积按20%增大，即： A=1.2 A 0=1.2⨯3.08 m 2=3.69 m 2初步选择基础底面面积A=l b =2.4⨯1.6=3.84 m 2,且b=1.6m ﹤3m 不需要再对f a进行修正。
4)验算持力层地基承载力 偏心距e k =K K k G F M +=35.184.32068065.01080⨯⨯+⨯+m=0.11m 则：p k max=AG F KK +⎪⎭⎫ ⎝⎛+l e 61=84.335.184.320680⨯⨯+⎪⎭⎫⎝⎛⨯+4.211.061kPa=260.2 kPap k min=A G F K K +⎪⎭⎫ ⎝⎛-l e 61=84.335.184.320680⨯⨯+⎪⎭⎫⎝⎛⨯-4.211.061 kPa=148 kPapk=2min max k k p p +=21482.260+ kPa=204.1 kPa其中pknaxf a2.1=297.61 kPa ；0minpk ；fpak满足要求。
最后确定柱子基础底面长l =2.4m ，宽b =1.6m 。
5）确定基础的高度（采用阶梯形基础）假设基础高度为h =650mm ，基础分二级，从下至上分350mm,250mm 两个台阶；h 0=610mm （40mm 厚的垫层），h 1=350，h 01=310mm ；a 1=1200mm ，b 1=800mm 。
1. 计算基底净反力由给定标准值上部结构传来轴心荷载为N=680kN ，弯矩值为M=80kN ·m ，水平荷载为10kN 分别乘以分项系数得荷载设计值为N=918 kN,M=108 kN ·m ，V=13.5 kN C20的混凝土（21.1mm N f t =）则偏心距e n 0,=127.091865.05.13108=⨯+=m F M 基础边缘最大和最小净反力⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛±=l lb F e po n n n ,max ,min,61==⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+4.2127.06184.3918{kpa kpa3152.1632．柱边基础截面抗冲切验算由假设知m h b m l m a m b a c c t 610,6.1,4.2,5.0,35.00======;则m a m b m m h a b t 57.16.157.161.0235.020===⨯+=+取2205856.061.0257.135.02mm h a a A b t m =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2222005438.061.0235.026.16.161.025.024.22222m m h b b b h a l A c c l =⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎭⎫⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--=由于是偏心受压，m ax ,n n p p 取冲切力：kN kN A p F l n l 3.1715438.0315max ,=⨯==抗冲切力：满足要求l m t hp F kN kN A f 8.4515868.011000.17.07.0=⨯⨯⨯=β3．变阶处抗冲切验算m b m l mm h m a m b a t 6.1,4.2,310,2.1,8.00111======同理m a m b m m h a b t 42.1,6.142.131.028.0201===⨯+=+所以则2203441.031.0242.18.02m m h a a A b t m =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2222004559.031.028.026.16.131.022.124.22222m m h b b b h a l A c c l =⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎭⎫⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--=kN kN A p F l n l 6.1434559.0315max ,=⨯==冲切力满足要求抗冲切力l m t hp F kN kN A f 96.2643441.011000.17.07.0=⨯⨯⨯=β最后确定基础高度h=650mm 。
6）基础底板配筋计算选用HRB335钢筋，2300mm N f y = 1. 基础长边方向()柱边截面I -I()()kpa kpa p p la l p p n n cn n 91.2542.1633154.225.04.22.1632min ,max ,min ,,=-⨯++=-++=I 柱边净反力 悬臂部分净反力平均值： ()()kpa kpa p p p n n n 96.28491.2543152121,max ,=+⨯=+=I 弯矩：()()()()m kN m kN b b a l p M c c n 16.15235.06.125.04.296.2842412241221=+⨯⨯-⨯⨯=+-=2260,9.9236103009.01016.1529.0mm mm h f M A y s =⨯⨯⨯==I I()变阶处截面III -III()()kpa kpa p p l a l p p n n n n 05.2772.1633154.222.14.22.1632min ,max ,1min ,,=-⨯++=-++=I I I 悬臂部分净反力平均值： ()()kpa kpa p p p n n n 03.29605.2773152121,max ,=+⨯=+=I I I 弯矩：()()()()m kN m kN b b a l p M n 05.718.06.122.14.203.29624122412121=+⨯⨯-⨯⨯=+-=I I I22601,8.8483103009.01005.719.0mm mm h f M A y s =⨯⨯⨯==I I I I I I比较A sI 和A SIII ，应按I s A 配筋，在平行于l 方向1.6m 宽度范围内配9φ12@140（A s =1017mm 2>923.9mm 2）。
2．基础短边方向因为该基础受单向偏心荷载的作用，所以，在基短边方向的基地反力可按均匀分布计算，取()()kpa kpa p p p n n n 1.2392.1633152121min ,max ,=+⨯=+=()柱边截面I I -I I()()()()m kN m kN a l b b p M c c n50.825.04.2235.06.1241.23922422=+⨯⨯-⨯=+-=I I 2260,9.5006103009.01050.829.0mm mm h f M A y s =⨯⨯⨯==I I I IⅣ-Ⅳ截面(变阶处)()()()()m kN m kN a l b b p M n v 256.382.14.228.06.1241.2392242121=+⨯⨯-⨯=+-=I22601,1.4573103009.010256.389.0mm mm h f M A y v vs =⨯⨯⨯==I I 比较A sII 和A SIV ，应按A sII 配筋，但面积仍较小，所以在平行于b 方向2.4m 宽度范围内按构造配Φ10@180（即13Φ10，25.1020mm A s =） 7）绘制施工图（平面布置图、详图 ）见附录 四． 总结通过本次的的课程设计让我们更加熟练的掌握了浅基础设计的要点，过程以及方法。
是锻炼我们将课本上的理论知识转化为现实中的实物的一个非常有效的方法，培养了我们作为一个人土木人应该具有的细心、严谨等品质，为我们以后的就业打下了基础，是一次很不错的设计。
另外在课程设计中也遇到了很多课本上遇不到的问题，课本上给的题目往往是“理想状况下”的，而实际操作起来却不同，例如在设计基础底板的配筋的时候，长边方向可以按计算配筋而短边方向虽然也有计算配筋，但是由于计算配筋比构造配筋小，所以我最后还得以构造配筋，这种情况在课文例题中是很难遇到的，可是实际模型中就有，我们需要特别注意。
另一个需要注意的问题就是，设计值和标准值如何取用的问题，在计算基础埋置深度，地基承载力特征值，地基基础底面尺寸时我们都必须采用荷载的标准值，而在进行基础高度和基础底板配筋的时候我们就应该采用荷载的设计值。