柱下独立基础课程设计例题

1柱下独立基础课程设计
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f ak 130KPa
③号土层：黏土，层厚，可塑，稍湿，承载力特征值f ak 180KPa。

④号土层：细砂，层厚，中密，承载力特征值f ak 240Kpa。

⑤号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值f ak 300KPa 岩土设计参数
表地基岩土物理学参数
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：F k 1970KN，M K 242KN.m,V K 95KN 。

②柱底荷载效应基本组合值：F k 2562KN，M K 315KN.m,V K 124KN .
持力层选用④号土层，承载力特征值F k 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, 外
地坪到基础底面为+++=。

由此得基础剖面示意图，如图所示。

所以考虑取室
±0000
Fk-1970kN
Mk=242kN
Vk-95kN
基础剖面示意图
求地基承载力特征值f a
根据细砂e=.，h=，查表得b =， d =
基底以上土的加权平均重度为:
18 0.5 20 1 (20 10) 0.2 (19.4 10) 1.5 (21 10) 0.5
3.7
13.68KN m3持力层承载力特征值f a （先不考虑对基础宽度修正值）为
a f ak d m(d 0.5) 240 3.0 13.68 (3.7 0.5) 371.328 KPa
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： F K 1970KN,M K 242KN .m,V K 95KN
1
d= -(3.7 4.15)=3.925 m 2
基础底面积为
6.24m 2
由于偏心不大，基础底面积按200
增大，即
A 1.2A o 1.2 6.24
7.488m 2
2.88 2.6 7.488m 2
，且b= 不需要再对f a 进行修
验算持力层地基承载力
基础和回填土重为
偏心距
P K min 0 ,满足要求
基底最大压力:
计算基底反力
取柱底荷载效应基本组合设计值
F 2562 KN , M 315KN .m,V 124KN 。

静偏心距为
计算基础和回填土重 G K 时的基础埋置深度为
初步选定基础底面积A lb G
K
G
dA=(2.2 10+1.675 20) 7.488=415.58 KN
e
K
F K M K
G K
242 1970 415.58
0.101 L
0.48
6
F K
G K 6e K Pmax 二」 企(1 K
) A L 1970
415.58
(1
10.08
0.101
2.88 )
385.62 Kpa 1.2 f a ( 445.593 KPa) A o
1970
371.33 2.2 10 1.675 20
（a ）
（b ）
冲切验算简图
（a ）柱下冲切
（b ）变阶处冲切
段高度均为400mm 。

h 0 1000 （40 10） 950mm （有垫层），则取
取a b =。

因此，可得
因偏心受压，P n 取P max 456.2Kpa ,所以冲切为
M 315 124 0.8
e
no 2562
0.16m
基础边缘处的最大和最小净反力为 n max
P n min 2562 2.88 2.6 456.2Kpa(228.1Kpa
)
基础高度
柱边基础截面抗冲切验算（见图） F p max
(2
h 0）b （b
b c 2 h 。

)
2
L=,b=,a t b c 0.5m,a c
0.5m 。

初步选定基础高度 h=1000m m ,分两个台阶，每阶
a b a t 2h 0
0.5 2 0.95 2.4 2.6m
a
m
a
t a
b
2
500 2400
2
1450mm
抗冲切力为
0.7 hp f t a m h 0 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
a t bi 1.5m, a i 1.9m, h °i 500 50
450
冲切力为
2 88 1 9
2 6 1 5
456.2 (
0.45) 2.6 (
0.45)2
42.88 KN
2 2 2 2
抗冲切力为
0.7 hp f t a m h o 0.7 1.0 1.27 103
1.95 0.45 780.10KN 4
2.88KN
因此满足要求
配筋计算
悬臂部分净反力平均值为
1 p n1) - (456.
2 321.05) 388.63Kpa
2
弯矩为
1 p
n max
P n1
2
所以a b
a t 2h 01 1.5 2 0.45 2.4m 2.6m
取a b 2.4m.因此，可得a m
a t a b
2
1.5
2.2
2
1.95m
h 。

)2
1）基础长边方向
对于I -I 截面，柱边净反力为
l a c (
(
P n max p
nmin)
2l
丿
2.88 0.5
P n1 P min
228.1
228.1) 321.05 Kpa
1
2( p max P max
a c
2
h °)b c 2
M1
^")(l a
c
)(2b z
—388.63 (2.88 0.5)2
(2 2.6 0.5) 522.82KN.m 24 522・82 106
2911.84mm 2
0.9f y h o 0.9 210 950
对于川-M 截面（变阶处），有
l a (
P n3 P min ~2j~
(
P
nmax
2.88 1.9
228.1
(456.2 228.1) 359.55Kpa
2 2.88
比较A s3和A ，应取A si 配筋，实际配18@200，则钢筋根数为
n
2600
1 14
20
2 2
A 254.5 14 3563mm 2911.84mm
2）基础短边方向。

因为该基础受单向偏心何载作用，所以，在基础短边方向的 基底反力
可按均匀分布计算，取
1 1
P n ‘Rmax P nmin ）
（456.2 228.1） 342.15KPa 与长边方向的配筋计算方法相同，
对于U - U 截面（柱边）的计算配筋值
A s2 1458.24mm ，W -W 截面（变阶处）的计算配筋值 氐 1058.24mm 。

因此
按A s2在短边方向配筋，实际配 12@140.钢筋根数为
A s 113.1 17
1922.7 mm 2
1458.24mm 2
基础配筋大样图
M 1
P nmin )
M 3
1
/
P n max P
n3
2
( --- —)(1 耳)(2b
24 2
1 456.
2 359.55 zo nn
(2.8max
b i )
1.9)2
( 2 2.6 1.5)=109.36KN.m M 3
109.36 106 0.9f y h 01 0.9 210 450
1285.83mm
n 輕1
18
17
基础配筋大样图如图A3图纸01所示。