柱下独立基础的设计计算
独立基础设计计算-带公式
独⽴基础设计计算-带公式1 柱下扩展基础1．1 基础编号: #8-31．2 地基承载⼒特征值 1．2．1 计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002） fa ＝ fak + ηb * γ * (b - 3) + ηd * γm * (d - 0.5) （式 5.2.4）式中：fak ＝270.00kPaηb ＝0.00ηd ＝ 4.40基底以下γ＝10.00kN/m基底以上γm ＝17.50kN/mb = 1.80md = 1.70m当 b ＝ 1.500m ＜ 3m 时，按 b ＝ 3m 1．2．2 代⼊（式 5.2.4）有：修正后的地基承载⼒特征值 :fa ＝ 362.40kPa1．2．3天然地基基础抗震验算时，地基⼟抗震承载⼒按《建筑抗震设计规范》（GB 50011－2001）（式 4.2.3）调整： 地基⼟抗震承载⼒提⾼系数ξa = 1.30faE ＝ξa * fa ＝471.12kPa 1．3 基本资料 1．3．1柱⼦⾼度（X ⽅向）hc ＝500.00mm 柱⼦宽度（Y ⽅向）bc ＝500.00mm 1．3．2 柱下扩展基础计算(绿⾊为需输⼊数据，红⾊为计算结果)估算需要基础底⾯积A0=Nk/(fa-γm*ds)= 3.04m1．3．3基础底⾯宽度（X⽅向）b ＝1800.00mm底⾯长度（Y⽅向）L=2400.00mm基础根部⾼度 H ＝1000.00mm1．3．3 X 轴⽅向截⾯⾯积 Acb ＝ h1 * b + (b + hc + 100) * (H - h1) / 2 ＝ 0.45m Y 轴⽅向截⾯⾯积 Acl ＝ h1 * l + (l + bc + 100) * (H - h1) / 2 ＝ 0.45m1．3．4 基础宽⾼⽐ 基础柱边宽⾼⽐： (b - hc) / 2 / H ＝0.65≤ 2(L - bc) / 2 / H ＝0.95≤ 21．4 控制内⼒ 1．4．11．5 轴⼼荷载作⽤下 pk ＝ (Fk + Gk) / A （式 5.2.2-1） pk = 269.86kPa≤ faE，满⾜要求，OK!******************************************************************************* 1．6 偏⼼荷载作⽤下 *pkmax ＝ (Fk + Gk) / A + mk / W(⽤于e≤[e])（式 5.2.2-2） * Pkmax= 2/3*(Fk+Gk)/(b*ay)(⽤于e>[e]) （式 5.2.2-4） *pkmin ＝ (Fk + Gk) / A - mk / W （式 5.2.2-3） ******************************************************************************** X⽅向计算偏⼼矩ex ＝ mky / (Fk + Gk) ＝0.063max=b/2-ex=0.837m[ey]=b/6=0.300mex≤ [ex]基础底⾯抵抗矩Wx ＝ L *b *b / 6 ＝ 1.296mpkmaxX ＝326.42kPa ≤ 1.2*faE ,满⾜要求。
独立基础设计计算过程
柱下独立基础设计1.1 设计资料 1.1.1 本工程地质条件：第一层土：城市杂填土 厚0-0.5m第二层土：红粘土 厚3-4.0m ，垂直水平分布较均匀，可塑状态，中等压缩性，地基承载力特征值fak=200Kpa第三层土：强风化灰岩0-0.5m ，fak=1200 Kpa第四层土：中风化灰岩 fak=3000 Kpa由于结构有两层地下室，地下室层高4.5m ，采用柱下独立基础，故选中风化灰岩作为持力层。
对于中风化岩石，不需要要对其进行宽度和深度修正，故a f =ak f =3000 Kpa 。
1.1.2 材料信息：本柱下独立基础采用C 40混凝土，HRB400级钢筋。
差混凝土规范知： C45混凝土：t f =1.80N/mm ² , c f =21.1 N/mm ²HRB400级钢筋：y f =360 N/mm ²1.2 计算简图独立基础计算简图如下：1.3 基础埋深的确定基础埋深：d=1.5m1.4 基顶荷载的确定由盈建科输出信息得到柱的内力设计值：M=97.68KN ⋅m N=15896.7 KN V=55.48KN对应的弯矩、轴力、剪力标准值：M k =M/1.35=97.68/1.35=72.36KN ⋅mN k =N/1.35=15896.7/1.35=11775.33 KNV k =V/1.35=55.48/1.35=41.10 KN1.5 初步估算基底面积A 05.120300011775.33⨯-=⋅-≥d r f F G a k =3.96m ² 0061.033.1177536.72===k k N M e m=6.1 mm 比较小 由于偏心不大，基底底面积按20%增大，即：A=1.2A 0=1.2x3.96=4.752m ²初步选择基础底面积为：A=lxb=2.2x2.2=4.84 m ²> 4.752 m ² 且b=2.5m<3.0m ，故不再需要对a f 进行修正1.6 验算持力层地基承载力基础和回填土重为：G k =A d r G ⋅⋅=20x1.5x4.84=145.2KN偏心距为：011.02.14533.117754.110.4136.72=+⨯+=+=k k k k G F M e m (l/6=2.2/6=0.37 m) 即P min ⋅k > 0 ，满足基底最大压力：)61(max le A G F P k kk ++=⋅ )2.2011.061(84.42.14533.11775⨯++= 81.2536= KPa<1.2a f =1.2x3000=3600 KPa 故满足最后确定该基础地面边长为lxb=2.2mx2.2m1.7 基础冲切验算1.7.1 计算基底反力偏心距为：011.07.158964.148.5568.970=⨯+==⋅F M e n m 基础边缘处的最大和最小净反力：)61(0min max le lb F P n n n ⋅⋅⋅+=)2.2011.061(2.22.27.15896⨯±⨯⨯=98.3382= KPa3185.91 KPa1.7.2 柱边基础截面抗冲切验算 l=2.2m,b=2.2m ，m a m b a c c t 1.1,1.1===， 基础初定为高度为：h=1400mm ， mm h 1350205.04014000=⨯--=（有垫层40mm ） 冲切作用面积：8.0)35.121.122.2()22(0-=--=--=h a l A c l m ² <0 故基础在冲切椎体范围以内，不考虑冲切验算 根据《地基基础规范》8.2.9条，当b<02h b c +时，应验算柱与基础交接处的截面受剪 承载力：s V <07.0A f t hs β(88.0)1350800()800(4/14/10===h hs β) 07.0A f t hs β=0.7x0.88x1.71x103x4.84=5098.26KN s V =(3382.98+3185.91)/2x2.5x(1.1-0.55)=4516.11 KN <5098.26KN 故抗剪满足要求。
独立基础设计计算-带公式
1 柱下扩展基础1．1 基础编号: #8-31．2 地基承载力特征值 1．2．1 计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002） fa ＝ fak + ηb * γ * (b - 3) + ηd * γm * (d - 0.5) （式 5.2.4）式中：fak ＝270.00kPa ηb ＝0.00ηd ＝ 4.40基底以下γ ＝10.00kN/m基底以上γm ＝17.50kN/mb = 1.80md = 1.70m当 b ＝ 1.500m ＜ 3m 时，按 b ＝ 3m 1．2．2 代入（式 5.2.4）有：修正后的地基承载力特征值 :fa ＝ 362.40kPa1．2．3天然地基基础抗震验算时，地基土抗震承载力按《建筑抗震设计规范》（GB 50011－2001）（式 4.2.3）调整： 地基土抗震承载力提高系数 ξa = 1.30faE ＝ ξa * fa ＝471.12kPa 1．3 基本资料 1．3．1柱子高度（X 方向）hc ＝500.00mm 柱子宽度（Y 方向）bc ＝500.00mm 1．3．2 柱下扩展基础计算(绿色为需输入数据，红色为计算结果)估算需要基础底面积A0=Nk/(fa-γm*ds)= 3.04m1．3．3基础底面宽度（X方向）b ＝1800.00mm底面长度（Y方向）L=2400.00mm基础根部高度 H ＝1000.00mm1．3．3 X 轴方向截面面积 Acb ＝ h1 * b + (b + hc + 100) * (H - h1) / 2 ＝ 0.45m Y 轴方向截面面积 Acl ＝ h1 * l + (l + bc + 100) * (H - h1) / 2 ＝ 0.45m 1．3．4 基础宽高比 基础柱边宽高比： (b - hc) / 2 / H ＝0.65≤ 2(L - bc) / 2 / H ＝0.95≤ 21．4 控制内力 1．4．11．5 轴心荷载作用下 pk ＝ (Fk + Gk) / A （式 5.2.2-1） pk = 269.86kPa≤ faE，满足要求，OK!*******************************************************************************1．6 偏心荷载作用下 *pkmax ＝ (Fk + Gk) / A + mk / W(用于e≤[e])（式 5.2.2-2） *Pkmax= 2/3*(Fk+Gk)/(b*ay)(用于e>[e]) （式 5.2.2-4） *pkmin ＝ (Fk + Gk) / A - mk / W （式 5.2.2-3） ********************************************************************************X方向计算偏心矩ex ＝ mky / (Fk + Gk) ＝0.063max=b/2-ex=0.837m[ey]=b/6=0.300mex≤ [ex]基础底面抵抗矩Wx ＝ L *b *b / 6 ＝ 1.296m pkmaxX ＝326.42kPa ≤ 1.2*faE ,满足要求。
独立基础框架柱计算公式
独立基础框架柱计算公式独立基础是建筑工程中常见的一种基础形式，它通过柱来支撑建筑物的重量，并将这些重量传递到地基上。
在设计独立基础柱时，需要考虑柱的尺寸、材料和受力情况，以确保其可以承受建筑物的荷载。
为了计算独立基础柱的尺寸和承载能力，工程师们通常会使用一些公式和方法来进行分析和设计。
在计算独立基础柱的承载能力时，最常用的方法是根据柱的截面尺寸和受力情况来确定其承载能力。
通常情况下，我们可以使用以下公式来计算独立基础柱的承载能力：N = A f γ。
其中，N为柱的承载能力，单位为千牛顿（kN）；A为柱的截面积，单位为平方米（m^2）；f为柱的材料抗压强度，单位为兆帕（MPa）；γ为安全系数，通常取1.5。
通过这个公式，我们可以很容易地计算出柱的承载能力，从而确定其尺寸和材料。
在实际工程中，工程师们通常会根据建筑物的荷载情况和地基的承载能力来确定柱的尺寸和材料，以确保其可以满足建筑物的需要并保证结构的安全性。
除了承载能力之外，独立基础柱的变形也是设计中需要考虑的重要因素。
在实际荷载作用下，柱会产生一定的变形，而这些变形需要在设计中进行合理的控制。
为了计算柱的变形，我们可以使用以下公式：δ = (P L) / (A E)。
其中，δ为柱的变形，单位为米（m）；P为柱的荷载，单位为牛顿（N）；L为柱的长度，单位为米（m）；A为柱的截面积，单位为平方米（m^2）；E为柱的材料弹性模量，单位为帕斯卡（Pa）。
通过这个公式，我们可以计算出柱在荷载作用下的变形情况，从而确定其是否满足设计要求。
在实际工程中，工程师们通常会根据建筑物的使用要求和结构的安全性来确定柱的变形限制，以确保其可以满足设计要求并保证结构的稳定性。
除了承载能力和变形之外，独立基础柱的稳定性也是设计中需要考虑的重要因素。
在柱的受力作用下，可能会产生一定的稳定性问题，因此需要进行合理的分析和设计。
为了计算柱的稳定性，我们可以使用以下公式：Pcr = (π^2 E I) / (K L)^2。
柱下钢筋混凝土独立基础设计
一、课程设计任务书（一）设计题目柱下钢筋混凝土独立基础设计（二）工程概况某五层两跨钢筋混凝土框架结构车间，柱网平面布置见附图1-1，柱截面尺寸b c×a c=400×600mm，各柱相应于荷载效应标准组合、基本组合及准永久组合时作用于基础顶面荷载，见表1-1。
表1-1 柱底荷载效应标准组合值可近似的取荷载效应基本组合的设计值为标准组合的1.35倍，荷载效应准永久组合的设计值为标准组合的0.8倍。
（三）工程地质资料1．土层分布（自上而下）（1）人工填土，稍湿，松散，含煤灰，厚1.5 m，天然容重γ=19.2kN/m3；（2）粉质粘土，呈黄褐色，可塑，厚5.0 m，天然容重γ=18.8kN/m3，压缩模量E S=5.1Mpa，地基承载力特征值f ak=230kN/m2；（3）淤泥质粉质粘土，厚5.5 m，孔隙比e=1.1，天然容重γ=18 kN/m3，天然含水量ω=36%，液性指数I L=1.0，压缩模量E S=3 Mpa，地基承载力特征值f ak=88kN/m2。
（4）细砂，黄色，稍湿，中密，厚7.0 m。
2．地下水：地下水不具侵蚀性，地下水位面与细砂层底面平齐。
（四）设计要求1. 计算书要求: 分析过程详细，计算步骤完整。
数字准确、图文并茂。
2. 制图要求: 所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸要求内容完整、绘制清晰、布局清楚，用A4纸打印。
3. 设计时间: 一周。
4. （点名册序号尾数是1的同学选作题号1，尾数是2的同学选作题号2，依此类推。
1－10、31－40、61－70、91－100、121－130、号设计A轴，11－20、41－50、71－80、101－110、131－140、号设计B轴，21－30、51－60、81－90、111－120、141－144、号设计C轴）（五）设计内容及成果1.设计计算书（1）确定地基持力层和基础埋置深度；（2）确定基础底面尺寸，验算地基承载力；进行必要的地基变形及稳定性验算。
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。
柱下独立基础计算书
J-1、一、基础设计（f ak=180kPa）1.基础上荷载N k=3116kN.m N=3852kN.mM xk=-6kN.m M x=-8kN.mM yk=-41kN.m M y=-51kN.mQ xk=-82kN Q x=-101kNQ yk=49kN Q y=61kN轴向力最大标准组合轴向力最大基本组合基础埋深为2.5m，地下水位为未知，不考虑。
2.确定基础底面尺寸及地基承载力验算查规范，粉质黏土的承载力修正系数为：ηb=0,ηd=1.6 (只进行深度修正)f a=f ak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=180+1.6×18×（2.5-0.5）=237.6kPa(1)基础底面尺寸的确定在轴力荷载F作用下，基础底面积A´为：A´=N k/(f a-γm d)=3116/(237.6-18×2.5)=16.17m2选取基础尺寸为：A=4.1×4.1=16.81m²，取基础高度为700mm。
(2)地基承载力验算W=bl2/6=4.13/6=13.25m3基础底面的压力为：p k=(F k+G k)/A±M xk/W x=(3116+16.81×2.5×18)/ 16.81±(6+82×0.7)/11.49=230.37±5.52p kmax=235.89kPa<1.2f a=1.2×237.6=285.12kPaP kmin=224.85kPa>0，均满足要求。
(3)受冲切承载力验算进行冲切计算式，按由柱边起成45°的冲切角椎体的斜面进行验算。
p=(F+G)/A±M x/W x=(3852+1.35×16.81×2.5×18)/ 16.81±(8+101×0.7）/13.25=289.90±5.94p max=295.84kPaP min=283.96kPa。
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）。
独立基础计算
以下是程序生成的计算结果，未作任何改动。
柱下扩展基础：J-11、地基承载力设计值：计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GBJ7－89）f＝fk + ηb*γ*(b-3) + ηd*γo*(d-0.5) （式5.1.3）式中：fk＝100.0（kPa）ηb＝0.00，ηd＝1.00γ＝18.0（kN/m3），γo＝18.0（kN/m3）b＝3.600（m）， d＝1.500（m）f＝100+0.00*18*（3.600－3）＋1.00*18*（1.500－0.5）＝118.0（kPa）地基承载力设计值f＝118.0（kPa）2、地基承载力验算：(1)、基本资料：竖向力设计值F＝1450.0（kN）基础自重设计值和基础上的土重标准值G＝100.0（kN）作用于基础底面的力矩设计值Mx＝35.00（kN·M）My＝56.00（kN·M）基础底面长度a＝3650（mm），（X方向）基础底面宽度b＝3600（mm），（Y方向）基础根部高度H＝600（mm）柱子高度hc＝400（mm），（X方向）柱子宽度bc＝400（mm），（Y方向）as＝35（mm）混凝土强度等级为C20。
fc＝10.0（N/mm2）；fcm＝11.0（N/mm2）； ft＝1.10（N/mm2）钢筋强度设计值fy＝210（N/mm2）(2)、当轴心荷载作用时：p＝（F＋G）/A （式5.1.5－1）其中：A＝a*b＝3.650*3.600＝13.14（m2）p＝（1450.0 + 100.0）/13.14＝118.0（kPa）≤118.0（kPa），满足要求。
(3)、当偏心荷载作用时：pmax＝（F＋G）/A＋M/W （式5.1.5－2）pmin＝（F＋G）/A－M/W （式5.1.5－3）My＝56.00（kN·M）偏心矩ex＝My/（F＋G）＝56.00/（1450.0＋100.0）＝0.036（m）≤a/6＝3.650/6＝0.608（m）基础底面抵抗矩Wx＝b*a*a/6＝3.600*3.650*3.650/6＝7.9935（m3）pmaxX＝（1450.0＋100.0）/13.14＋56.00/7.9935＝125.0（kPa）≤1.2*118.0＝141.6（kPa），满足要求。
柱下独立基础结构计算书
柱下独立基础结构设计1、设计题目：基础埋深按2.0m 计算地基承载力f ak =180kPa1）混凝土标号，钢筋级别自己确定2）柱尺寸为400×6003）计算出地基承载力4）验算基础抗冲切选用C20混凝土f t =1.1×103kN/mm 2,钢筋采用HRB400，f y =360kN/mm 2,地基土质按粉土计算，b η=0.3，d η=1.5，钢筋混凝土重度c γ=25kN/m,土的重度m γ=20kN/m.1、地基承载力验算：1）荷载计算：标准值 设计值N k =2000kN N=1.35N k =2700kNM k =60kN.m M=1.35M k =81kN.mV k =12.5kN V=1.35V k =16.88kNf a =f ak +b ηr(b-3)+d η(d-0.5)m γ假定基础宽度为3~6m则： f a =180+1.5×1.5×2.0=225kPaA ’≥d f N m a Kγ-=2202252000⨯-=10.8m 2选用l=b=3.6mA=l ×b=12.96m 2>10.08m 2 W=62bl =7.82)基底净反力平均值：P s =A N =26.32700=208.33kPa 柱截面尺寸：400×600系数：C1=s t t P f b b /6.0122+-=33.208/11006.016.06.322⨯+-=3.02 C1=st t P f b b /6.0122+-=3.07 基础有效高度：h 0=21(-b t +C b t +2) 解得：h 01=0.62 h 02=0.7h=h 0+保护层厚度故去h=800mm3)采用两级台阶，每阶高400mm,台阶宽度分别为800、750mm 则剪力产生弯矩M V =Vh=10kN.m∑M k =70kN.m ∑M=94.5kN.mG k =m γAd=518.4kN G=1.35G k =699.84kN e=k k F M ∑∑=0.035<6b 故 P max =W M A G N k k k ∑++=203.3kPa,P min =WM A G N k k k ∑-+=185.4kPa P max <f a =225kPa,满足地基承载力要求2、抗冲切验算：1)x 方向：柱与基础交界处（第二级台阶处） h 0=h-40=760mmA l =3.6×(0.8-0.7)+(3.6+2.2)×0.7/2=2.39m 2地基净反力：P max =W M A N -=8.75.946.327002+=220.5kPa Fl =P max A L =527kNa m =(a t +ab )/2=(0.6+0.6+2×0.76)/2=1.360.70h a f m t hp β=795.82kN>F l 满足抗冲切要求2)Y 方向柱与基础交接处（第二级台阶处） h 0=800-40=760mmA l =(b t +2h 0)(02h L L t --)+(02h L L t --)2=1.89m 2 a m =(a t +a b )/2=(0.4+0.4+2×0.76)÷2=1.160.70h a f m t hp β=0.7×1100×1.16×0.76=678.32kNF l =P max A L =416.75kN<0.70h a f m t hp β=678.32kN 满足抗冲切要求3）x 方向：第一级台阶处h 0=400-40=360mma m =(a t +ab )/2=(2.1+2.1+2×0.36)÷2=2.46A l =1.31m 2F l =P max A L =228.9kN0.70h a f m t hp β=0.7×1×1100×2.46×0.36=681.912kN>F l =228.9kN故满足抗冲切要求。
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 ]
柱下独立基础设计算例
一、地基承载力特征值和基础材料（一）本工程地质情况如下：粘性土，γ=18KN/m 3，ak f =200KN/m 2。
综合考虑建筑物的用途、基础的型式、荷载大小、工程地质及水文地质条件等，持力层考虑为一般土层，ak f =200KN/m 2，基础的埋置深度取d=37.35/15=2.5m 。
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35mm ；垫层采用C15混凝土，厚100mm 。
（二）、确定地基承载力特征值：假设基础宽度小于3米或埋深大于0.5米，按 《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）式 5.2.4修正a f =ak f +ηb γ(b －3)+ηd γm (d －0.5)=200+1.0×18×(2.5－0.5)=236KN/2m第二节、基础顶面内力组合一、标准组合由PK 计算结果查得柱1柱底标准组合，分别取三组内力组合：弯矩 KN ·m 轴力 KN 剪力KN （1）轴力最大max N -118.64 2686.98 -39.62 （2）弯矩最大max M -185.25 2643.05 -58.94 （3）弯矩、剪力都较大 -185.01 2671.09 -58.71二、基本组合（1.35×标准组合）弯矩 KN ·m 轴力 KN 剪力KN（1）轴力最大max N -160.16 3627.42 -53.49 （2）弯矩最大max M -250.09 3568.12 -79.57（3）弯矩、剪力都较大 -249.76 3605.97 -79.26第三节、取第一组轴力最大max N 来确定柱1基础底面尺寸bXL ：一、 考虑偏心作用，取0A =1.2×a G Nf dγ−=1.2×2686.98/（227－18×2）=16.92m 。
柱下独立基础设计计算书
二〇一四年十二月三十一日柱下独立基础设计计算书一、设计资料B 轴柱下独立基础，10号荷载：柱底荷载效应标准组合值：k F =2205kN ，k M =309kN ·m ，k V =117kN 。
柱底荷载效应基本组合值：F=2866kN ，M=402kN ·m ，V=153kN 。
持力层选用③号土层，承载力特征值ak f =180kPa ，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 。
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0.8m 。
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：粉质黏土，层厚1.2m ，软塑，潮湿，承载力特征值ak f =130kPa 。
③ 号土层：黏土，层厚1.5m ，可塑，稍湿，承载力特征值ak f =180kPa 。
④ 号土层：细砂，层厚2.7m ，中密，承载力特征值ak f =240kPa 。
⑤ 号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值ak f =340kPa 。
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1.5m 。
取基础底面高时最好取至持力层下0.5m ，本设计取③号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+0.5=2.2m.由此得基础剖面示意图，如图一所示。
图一 基础剖面示意图k F =2205kN k M =309kN ·mk V =117kNk FkVkM 柱3、求地基承载力特征值a f根据黏土e=0.58，L I =0.78，查表得b η=0.3，d η=1.6。
基底以上土的加权平均重度为：m γ=[18×0.5+20×1+（20—10）×0.2+（19.4—10）×0.5] / 2.2=16.23kN /m ³ 持力层承载力特征值a f （先不考虑对基础宽度修正）为：a f =ak f +d ηm γ（d —0.5）=180+1.6×16.23×（2.2—0.5）=224.15kPa上式d 按室外地面算起。
柱下独立基础计算
柱下独立基础计算项目名称 ：柱下独立基础课程设计班级 :姓 名 ：学 号：一、基础埋深的确定根据《建筑地基基础设计规范》G B 50007-2011(简称《地基规范》下同)第5.1.1和5.1.2条之规定结合题设地质条件，拟以第二层粉质黏土为持力层，并出于安全考虑 ，保守的将基础在持力层中嵌固0.5m ,如图1-1所示。
图1-1：基础剖面示意图故而求得基础埋深为：2+0.5 =2.5 m二、地基承载力计算根据题设条件求得基地以上土层的加权平均重度 为：=（ 17.5× 2 +20.1× 0.5)/（ 2+0.5）=18.02Kn /m 3根据《地基规范》第5.2.4条之规定，对其承载力特征值进行修正。
考虑部分实际情况 ，并出于简化原则，暂不考虑对其宽度进行修正。
即认为基础宽度小于等于3 m.。
查《地基规范》表5.2.4查得=0， =1.0根据修正公式2-1求得其修正后的承载力为：3 0.5 ( 2-1)=196+1.0× 18.02× 2=232.0 4 KPa三、截面初选在计算基础和回填土重度 时基础埋深d =0.5× (2.5+2.8)=2.65 m 根据《地基规范》第5.2.2条之规定，按式3-1确定基础底面积为( 3-1)=700/(232.04-20× 2.65)=3.91m 2 ,由于偏心不大，基础底面积按20% 扩大，即为4.69 m 2 取5 m 2 初步选择基础尺寸为：l=2.5 m ,b=2 m 因为l 、b均小于3m ，故而无需再对 进行修正。
四、持力层承载力验算基础和回填土重： =20× 5× 2.65 =265 KN偏心距按式4 -1确定如下：( 4-1)=82/(700+265)=0.08m <b/6 =0.33m即 >0满足。
基底最大压力：1=(700+265)× (1+6× 0.08/2.5)/5=230.06KN<1.2 =278.45KN 满足要求。
柱下独立基础计算
柱下独立基础计算写个手算的（柱下独立基础计算）1.PK计算结果（标准组合） N，M，V2.倒算墙体及基础梁荷载，计算最终基础底的，M1，N13.基底尺寸计算估算 A=N/（P-20*基础埋深）1.2bl=A得b l4.验算基础尺寸轴力产生p=（N+G）/A<fPmax/Pmin=（N+G）/A±6M/（b*l*l）<1.2f5.冲切验算(基本组合)最终M,N按4倒算出基底净反力按规范公式验算冲切6.基底配筋计算(基本组合)采用基本组合计算基底反力,计算出柱边,基础变阶处的基地反力利用地基规范公式求MⅠMⅡ利用混凝土规范求AsⅠAaⅡ底板配筋AsⅠ1=AsⅠ/lAsⅡ1=AsⅡ/b最小配筋率验算中文词条名：柱下条形基础的计算规定英文词条名：1. 在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时，地基反力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算，此时边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2的系数；2 .当不满足本条第一款的要求时，宜按弹性地基梁计算；3 .对交叉条形基础，交点上的柱荷载，可按交叉梁的刚度或变形协调的要求，进行分配。
其内力可按本条上述规定，分别进行计算；4. 验算柱边缘处基础梁的受剪承载力；5 .当存在扭矩时，尚应作抗扭计算；6. 当条形基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下条形基础梁顶面的局部受压承载力。
柱下独立基础设计上部结构计算后就呵以进行地基基础的设计了。
建筑物坐落在地层上，建筑物的全部荷载都是通过建筑结构的基础传到其下面的地基来承担。
地基基础是保证建筑物安全和满足使用要求的关键之一。
地基基础本身也是很复杂的一门学科，本文仅就本书工程实例所要用到的天然地基上的浅基础——柱下独立基础进行说明，同时对PKPM中进行基础设计的JCCAD的使用进行介绍。
5．1 地基基础设计要点5．1．1 地基基础设计的内容和原则地基基础设计设计包括基础设计和地基设计两部分。
柱下独立基础计算内容
三、柱下独基计算书剖面:J2-21. 已知条件及计算内容：⑴已知条件：a. 控制信息：柱数：单柱柱尺寸：450mmX450 mm输入荷载类型：设计值转换系数：1.00柱竖向力：517 kN/m 柱弯矩：0.00 kN.m/mb. 设计信息:基础类型：锥型一阶混凝土等级：C30受力筋级别：HPB300 保护层厚度：45第一阶尺寸：总宽度：2100 mm 高度：500 mm轴线左边宽度：1050 mm轴线右边宽度: 1050 mm 垫层挑出宽度: 100 mm 垫层厚度：100 mmc. 地基信息：基础埋置深度：1.500 m地坪高差：0.600 m修正后的地基承载力特征值：140 kPa⑵计算内容：1. 地基承载力验算。
2. 基础冲切承载力验算。
3. 基础抗剪承载力验算。
4. 基础抗弯承载力计算。
2. 反力计算:(1) 荷载标准值时基底全反力-用于验算地基承载力pk=(Fk+Gk)/A=125.4 kPa(2) 荷载设计值时基底全反力p=(F+G)/A=136.4 kPa(3) 荷载设计值时基底净反力－用于验算基础剪切和冲切承载力pj=F/A=117.9 kPa3. 地基承载力验算：轴心受压:pk=125.4kPa <= fa=140kPa 满足! 地基承载力验算满足要求！4. 基础抗冲切承载力验算：FI=69.3kN <= 0.7 3 hpftbmhO=186.3kN 满足！5. 基础抗剪承载力验算：Vsx=41.6kN <= 0.7 3 hftAc=108.91kN 满足！Vsy=43.0kN <= 0.7 3 hftAc=108.91kN 满足！6. 抗弯计算结果：X 方向弯矩计算结果：Mx = 63.8kN.m( 柱根部)计算面积：742 mm2/m实配面积：754 mm2/m选筋方案：$ 12@150配筋率：0.22%。
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。
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（2）设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应 按地基变形设计；
5
（3）后表所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不 作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算： 地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑； 在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异
10.1 地基基础设计基本原则
地基基础设计必须根据建（构）筑物的用途 和安全等级、建筑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、精心设计，以 保证建（构）筑物的安全和正常使用。
1
地基基础设计基本原则（续）
较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时； 软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时； 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结
未完成时。
6
地基基础设计要求（续）
（4）对经常受水平荷载作用的高层建筑、高 耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边 坡附近的建（构）筑物，尚应验算其稳定性；
12
作用效应组合取用原则（续）
（5）基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构 重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重要
性系数0不应小于1.0。
13
正常使用极限状态下，标准组合的效应设计值
Sk= SGk SQ1k ψc2SQ2k ··········· ψcnSQnk
准永久组合的效应设计值
活荷载又分为普通活荷载和特殊荷载（又称偶然荷 载）。由于特殊荷载（例如地震作用、风力等）发生 的机会不多，作用的时间很短，故沉降计算只考虑普 通活荷载。但在进行地基的稳定性验算时，则要考虑 特殊荷载。
在进行地基基础设计时，应根据使用过程中可能同时 出现的荷载，按设计要求和使用要求，取各自最不利 状态分别进行荷载效应组合。
（5）基坑工程应进行稳定性验算； （6）建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题
时，尚应进行抗浮验算。
7
可不作变形验算的、设计等级为丙级的建筑 物
8
基础上作用荷载
为了按地某承载力确定基础底面积，必须分析传到 基础底面上的各种基本组合的荷载。作用在建筑物 基础上的荷载有四种情况。
9
荷载组成
静荷载包括建筑物和基础的自重、固定设备的重量、 土压力和正常稳定水位的水压力。它是引起基础沉降 的主要因素。
Sk= SGk ψq1SQ1k ψq2SQ2k ··········· ψqnSQnk
承载能力极限状态下，由可变作用控制的基本组 合的效应设计值
Sd = GSGk Q1SQ1k Q2ψc2SQ2k ······· QnψcnSQnk
SGk ——永久作用标准值Gk的效应；
10
作用效应组合取用Biblioteka 则地基基础设计时，所采用的作用效应与相应 的抗力限值应符合下列规定：
（1）按地基承载力确定基础底面积及埋深或 按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台 底面上的作用效应应按正常使用极限状态下 作用的标准组合；相应的抗力应采用地基承 载力特征值或单桩承载力特征值。
（2）计算地基变形时，传至基础底面上的作 用效应应按正常使用极限状态下作用的准永 久组合，不应计入风荷载和地震作用；相应 的限值应为地基变形允许值。
乙级
除甲、丙级以外的工业与民用建筑物 除甲、丙级以外的基坑工程
丙级
场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及
一般工业建筑；次要的轻型建筑物
非软土地区且场地地质条件简单、基坑周边环境条件简单、环境保
护要求不高且开挖深度小于5.0m的基坑工程
4
地基基础设计要求
根据地基基础设计等级及长期荷载作用下地 基变形对上部结构的影响，地基基础设计应 按下列要求进行：
2
地基基础设计等级
建筑物的安全和正常使用，不仅取决于上部结构的 安全储备，更重要的是要求地基基础有一定的安全 度。
因为地基基础是隐蔽工程，所以不论地基或基础哪 一方面出现问题或发生破坏均很难修复，轻者影响 使用，重者还会导致建筑物破坏甚至酿成灾害，因 此，地基基础设计在建筑物设计中举足轻重。
根据地基基础损坏造成建筑物破坏后果（危及人的 生命、造成经济损失、造成社会影响及修复的可能 性）的严重程度，可将建筑物分为三个设计等级。
3
地基基础设计等级
设计等级
建筑和地基类型
甲级
重要的工业与民用建筑 30层以上的高层建筑 体型复杂，层数相差超过10层的高低层连成一体的建筑物 大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等） 对地基变形有特殊要求的建筑物 复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡） 对原有工程影响较大的新建建筑物 场地和地基条件复杂的一般建筑物 位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程 开挖深度大于15m的基坑工程 周边环境条件复杂、环境保护要求高的基坑工程
11
作用效应组合取用原则（续）
（3）计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗 浮稳定时，作用效应应按承载能力极限状态 下作用的基本组合，但其分项系数均为1.0。
（4）在确定基础或桩基承台高度、支挡结构截 面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和 验算材料强度时，上部结构传来的作用效应 和相应的基底反力、挡土墙土压力以及滑坡 推力，应按承载能力极限状态下作用的基本 组合，采用相应的分项系数；当需要验算基 础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态下作 用的标准组合。
（1）对防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性 方面，应具有足够的安全度
（2）应控制地基变形量，使之不超过建（构） 筑物的地基变形允许值，以免引起基础不利 截面和上部结构的损坏，或影响建（构）筑 物的使用功能和外观
（3）基础的型式、构造和尺寸，除应能适应 上部结构、符合使用需要、满足地基承载力 （稳定性）和变形要求外，还应满足对基础 结构的耐久性的要求
SQik ——第i个可变作用标准值Qik的效应；
ψci ——第i个可变作用Qi的组合值系数
0.7～0.9 查表
ψqi ——第i个可变作用准永久值系数