柱下独立基础的设计

239.3 210.8 191.8
基底最大净反力设 计值：
2400
c
II
b =300
（1）计算基底净反力设计值
IV 1600 800
I
IV II
IV 1600
I
IV
1）柱边截面
II 取h＝600mm， h0＝555mm
b =300
2 − 2
800
（2）基础高度
II
III
bc + 2h0 = 0.3 + 2 × 0.555 = 1.41m < b = 1.6m
F 700 pj = = = 182.3 kPa bl 1.6 × 2.4
净偏心距
III
M 87.8 = e0 = = 0.125 m 700 F
a I c=400 1200
125.3
6
p j max
F 6e 0 6 × 0.125 = (1 + ) = 182.3 × (1 + ) = 239.3 kPa lb l 2.4
pk ≤ f a
pk max ≤ 1.2 f a
pn Al ≤ 0.7 β hp f t Am
V ≤ 0.7 f t h0 β h M 0.9h0 f y
As ≤
2
钢筋混凝土独立基础结构设计
� 柱下钢筋混凝土独立基础 基础底板厚度—由抗冲切验算定
� 中心荷载作用：
Fl ≤ 0.7βhp ft amh0
a 基础边缘高度
锥形基础≥ 200mm 阶梯型基础每阶高度应为 300～500mm
b 基础垫层：厚度≥ 70mm，强度等级为C10
底板受力钢筋 dmin≥ 10mm，间距 200≥ s≥100 墙下条基分布筋dmin≥ 8mm，间距 200≥ s，每延米钢筋面 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
a =400 I c 1200
As II
M II = 0.9 f y h0
29.2 × 10 6 = = 651mm 2 0.9 × 210 × ( 555 − 12)
11
c
III IV 1600 II 800
I
IV
b =300
2400
（3）配筋计算
II
—IV截面 IV— 计算基础短边方向IV
M IV
IV 1600 II 800
I
IV
b =300
2400
II
III
a =400 I c 1200
冲切力 p [( l − l1 − h )b − ( b − b1 − h ) 2 ] j max 01 0
2
2 2 2 2.4 1.2 1 .6 0 .8 = 239.2 × [( − − 0.255 ) × 1.6 − ( − − 0.255 ) 2 ] 2 2 2 2 = 127.1kN
239.3 210.8 191.8
9
125.3
c
IV 1600 II 239.3 210.8 191.8 800
I
IV
b =300
2400
（3）配筋计算 —III截面 取III III—
II
M III =
1 (2.4 − 1.2) 2 [(239.3 + 210.8)(2 × 1.6 + 0.8) + (239.3 − 210.8) ×1.6] 48 = 55.4kN ⋅ m
14
•联梁式联合基础： 连梁不着地，基底反力仅作用于两柱下的扩展基础。 •注意的三个基本要点：： 1、联梁为刚性； 2、两基础的底面满足地基承载力和沉降的要求； 3、连梁不着地，以免造成计算困难。
15
构 造 要 求
50
50
多层300~500 ≤1:3
混凝土
混凝土
70 ≥200
50
50
50
50
一般构造要求
矩形基础底板计算
4
4
柱下独立基础的设计
例： 已知相应于荷载效应基本组合时的柱荷载F＝ 700kN，M＝87.8kN •m，柱截面尺寸为
300mm×400mm，基础底面尺寸为1.6m×2.4m。
要求：试设计此柱下独立基础。
M
F ±0.00 300 400
300 100 1200
5
600
2400
2,钢 C20 f 1.10N/mm 采混凝土强度等级采用 ， ＝ t 解： 筋用HPB235级，fy＝210N/mm2,垫层采用C10混 凝土。
b =300
2400
（3）配筋计算 —II截面 计算基础短边方向II II—
II
III
1 2 M II = ( b − bc ) ( 2l + ac ) ( p j max + p j min ) 48 1 = (1.6 − 0.3) 2 (2 × 2.4 + 0.4)(239.2 + 125.3) 48 = 66.8kN ⋅ m
III
a =400 I c 1200
1 2 = ( b − b1 ) ( 2l + l1 ) ( p j max + p j min ) 48 1 = (1.6 − 0.8)2 (2 × 2.4 + 1.2)(239.2 + 125.3) 48 Φ10 13 13Φ = 29.2kN ⋅ m
As IV =
第六节 浅基础——
钢筋柱下独立基础设计
—主讲：三人行王工 QQ:2425068598
1
钢筋混凝土扩展基础的设计过程
1、由承载力及变形确定基底尺寸（包括持力层和软弱下卧层的验算 、变形验算） 持力层公式：中心荷载 偏心荷载 2、确定板厚：中心荷载 偏心荷载 3、计算配筋：中心荷载 偏心荷载 4、绘制基础配筋图
As III
M III 55.4 × 10 6 = = = 1149 mm 2 0.9 f y h01 0.9 × 210 × 255
比较AsI和AsIII，取AsI，配11φ 12, As=1244mm2,差2％
10
125.3
III
a =400 I c 1200
Βιβλιοθήκη Baidu
c
IV 1600 II 800
I
IV
d 砼强度等级≥ C20
70
16
垫层
垫层
50~100
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
− 0.555 ) 2 ]
抗冲切力
0.7 β hp f t ( bc + h0 )h0 = 0.7 × 1.0 × 1100 × ( 0.3 + 0.555 ) × 0.555 = 365.4kN
7
c
OK
<
2）变阶处截面 取h1＝300mm， h01＝255mm l1＝1.2m， b1＝0.8m
b1 + 2h01 = 0.8 + 2 × 0.255 = 1.31m < b = 1.6m
b 柱纵筋在基础中的锚固通过在基础中预埋钢筋（插筋）来实现
①插筋的数量、直径以及钢筋种类与柱内纵筋受力钢筋相同 ②插筋的锚固长度满足 a要求，与纵筋的连接方法满足《砼结构设计规范》 规定 ③插筋下端宜做成直钩放在基底板钢筋网上，当符合下列条件之一时可仅将 四角插筋伸入底板钢筋网上，其余则锚固在基础顶面下 la或laE
1 2 M I = a1 [(2l + a′)( p j max + pI ) + ( p j max − pI )l ] 12 1 2 M I = （l − a′） (2b + b′)( p j max + p j min ) 48
� 求出M后，由此可计算底板长、 短边方向受力钢筋面积AsⅠ和AsⅡ 。
a =400 I c 1200
2400 偏心受压， l ac b bc 2 p [( − − h ) b − ( − − h ) ] 取pjmax j max 0 0 2 2 2 2 冲切力: 2 .4 0 .4 1.6 0.3
= 239.2 × [( = 168.2kN 2 − 2 − 0.555 ) × 1.6 − (
III
a =400 I c 1200
1 M I = (l − ac ) 2 ⎡ p j max + p j1 ) ( 2b + bc ) + ( p j max − p j ) b ⎤ ( ⎣ ⎦ 48 1 = (2.4 − 0.4) 2 [(239.3 + 191.8)(2 × 1.6 + 0.3) + (239.3 − 191.8) ×1.6] 48 = 132.1kN ⋅ m MI 132.1 × 10 6 As 1 = = = 1259 mm 2 0.9 f y h0 0.9 × 210 × 555
M IV 0.9 f y h01
11 Φ12 11Φ
29.2 × 10 6 = = 636 mm 2 A =1021mm2>651mm2 s 0.9 × 210 × ( 255 − 12 )
12
按构造要求配13φ10,
c
联合基础设计
概述
•a 双柱联合基础:相邻两柱公共的钢筋混凝土基础。 •类型： �矩形联合基础 � 梯形联合基础 � 联梁式联合基础 • 适用条件： 矩形和梯形联合基础一般用于柱距较小的情况。 底面形心尽可能接近荷载的合力。 �如果柱距较大，可在两个基础之间加设不着地的 联系梁形成梁式联合基础。
Fl—地基净反力设计值，Fl=PjAl am—冲切破坏锥体最不利一侧计算长度
� 偏心荷载作用时，将上式中的Pj 换成Pjmax则可。
图2.24
冲切破坏示意图
3
3
� 柱下钢筋混凝土独立基础 基础底板配筋—由抗弯验算定
�轴心或偏心荷载作用下，
对矩形基础，当满足：
► 台阶宽高比α≤2.5
►
偏心距e≤l/6
13
•联合基础的假定： 1、联合基础是刚性的； 2、基底压力线性分布； 3、受力地层土质均匀； 4、不考虑上部结构的影响。 •矩形联合基础： •设计步骤： 1、根据静力平衡条件，计算柱荷载合力作用点位置； 2、确定基础长度，使形心尽量与合力一致； 3、按地基承载力确定底面宽度； 4、计算基底净反力； 5、按静定结构确定基础内力，得弯矩和剪力图； 6、按受冲切和受剪承载力确定基础高度； ①受冲切承载力验算 ②受剪承载力验算 •梯形联合基础： 为使基底压力均匀分布，采用梯形基础。
h0
la (l ae )
0
a ae
100
17
抗冲切力
0.7 β hp f t ( b1 + h01 )h01 = 0.7 × 1.0 × 1100 × ( 0.8 + 0.255 ) × 0.255 = 207.1kN
8
c
OK
<
IV 1600 II 800
I
IV
b =300
2400
（3）配筋计算 基础长边方向的 弯矩设计值。取I—I截面
II