柱下钢筋混凝土独立基础设计

1、柱下钢筋混凝土独立基础设计任务书（一）设计题目某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构，柱下独立基础，柱网布置如图所示, 试设计该基础。463II4沁f?.- 、*'31、cT-i3一 $叫AII（二）设计资料工程地质条件该地区地势平坦，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18 kN/m3，地基承载力特征值fak=230kN/m2,地下水位在-6.3m处。相关 数据可查阅规范。给定参数lOOkN m,水平荷载为20kN。 80kN m,水平荷载为15kN。 90kN m,水平荷载为15kN。柱截面尺寸为450mmX 450mm,在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合， 荷载

2、由上部结构传来有以下五种情况： 单柱轴心荷载为900kN，弯矩值为 单柱轴心荷载为850kN，弯矩值为 单柱轴心荷载为850kN，弯矩值为 单柱轴心荷载为800kN，弯矩值为70kN m,水平荷载为10kN。 单柱轴心荷载为800kN，弯矩值为50kN m,水平荷载为10kN。 材料选用混凝土：采用C20 （可以调整）（ft=1.1N/mm2）; 钢筋：采用HRB335 （可以调整）（fy=210 N/mm2）。（三）设计内容（只需设计一个独立基础）定基础埋置深度；定地基承载力特征值；确定基础的底面尺寸；确定基础的高度；基础底板配筋计算；绘制施工图（平面图、详图）。（四）设计要求计算书要求书写

3、工整、数字准确、图文并茂。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 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。（五）设计成果要求课程设计结束各位同学须按时提交以下成果并统一用档案袋装好：设计任务书一份；设计计算书一份；基础设计施工图纸一张（A1#图纸）图纸应该包括：基础平面布置图、 基础配筋图、基础配筋详图以及相应的剖面图等。（六）具体各组设计任务如下：（23人一组） 第一组：设计第种荷载下的柱下独立基础； 第二组：设计第种荷载下的柱下独立基础； 第三组：设计第种荷载下的柱下独立基础； 第四组：设计第种荷载下的柱下独立基础； 第五组：设计第种荷

4、载下的柱下独立基础。I设计资料一、设计题目柱下钢筋混凝土独立基础设计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 试设计该基础。1-3所示,tL_-Sa11111皿1111111詡f1luiM11!BIjCO891皿-r-=/ 口 -0.1-3柱网布置图二、设计资料（一）工程地质条件该地区地势平坦，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/m3,地基承载力特征值 fak=230kN/m2,地下水位在-6.3m处。（二）给定参数在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合，由上部结构70kNm 水平荷载为 10kN。柱截面尺寸为450mm< 450mm

5、传来轴心荷载为8000kN,弯矩值为（三）材料选用混凝土：采用C20 （可以调整）2(ft 1.1N / mm2)钢筋：采用HPB235（可以调整）（fy 210N /mm2）n设计内容一、设计依据1. 建筑结构设计术语2. 建筑结构荷载规范3. 砌体结构设计规范4. 建筑地基基础设计规范5. 混凝土结构设计规范6房屋建筑制图统一标准7.建筑结构制图标准(GB/T50087-97 )(GB 50009-2001 )(GB 50003-2001 )(GB 50007-2002 ) (GB 50010-2002 ) (GB/T50001-2001 ) (GB/T50105-2001 )二、设计步骤

6、（一）假定基础埋置深度 d=1.0m，将该独立基础设计为阶梯型，取基础高度为 分两级，室内外高差 450mm650m基础（二）确定地基承载力特征值fa假设bv 3m,因d=1.0m> 0.5m,故对地基承载力特征值只需进行深度修正fa fak nY(d-0.5)=230 1.0 X18X( 1.0-0.5)= 239（三）确定基础的底面尺寸1.初步估算基底面积首先按轴心受压估算一0 454( 1.圧)m= 1.225m2FkA0 >= 3.73fa Yd239 - 39 X1.225800考虑偏心荷载的影响，将 A增大20%A= 1.2A0= 1.2 X3.73= 4.476 m取

7、矩形基础长短边之比l/b 1.5,= 1.73mb=1.8m, l =2.7mA = 1.8 X2.7 = 4.86 m（四）持力层强度验算作用在基础形心的竖向力值、力矩值分别为Fk + G k = 800+ YAd= ( 800+ 2X4.86 X1.225)= 919.07KNMk= M+V h= ( 70+1 X0.65)= 76.5KNe0=- =輕=0.083mvFk + G k 919.07L 2.7=0.45m“66(符合规范要求)112 1413O mckmax Fk +G K 6e0919.07Pkmin =(1 +)=(AL 4.86223 99=一 KPa <1.2

8、fa= 1.2 X239= 286.8KPa 154.23Pkmax + P kmin223.99+ 154.23Pk= = 189.11K Pavfa= 239KPa1 ±6)2.72故持力层满足要求（五）基础高度验算。现选用混凝土强度等级 C20,钢筋HPB235查得混凝土 C20 ft 1.1N/mm2，钢筋 HPB235 fy 210N/mm2地基净反力G = 1 35P max _ _ 1.35Gk =AA(1.35 X223.99 1.35以86 *.225)a 269.31KPaPj max =P maX4.86Pj min = p min G = 1.35Pmin 1

9、.35GK =AA(1.35 X154.23 1.35 a X4.86 *.225)a 175.1434.86设h=650mm有垫层基础，贝J ho =650-40=610mm下阶h1 =350mm上阶 h01 =310mrp az1=1200mm bz1=800mm 基础高度及配筋如图1-4-0.450raz 6S0KN±0.000*1004CIOS混凝十垫层§柱边截面:图1-4基础高度及配筋图bz+ 2ho= 0.45 +2 X0.61= 1.67m< b=l .8mA2= ( bz+ ho) ho =( 0.45+0.61 )X 0.61 = 0.65/ Lac

10、 , 、1,b bc2Ai= ( h 0 ) b ( h 0 )2 2 2竺-0.61)X1.8-(空-0.61)2222= 0.923二 L2=(222Fi = A 1 Pjmax = 0.923 X269.31KN = 248.57KN0.7 EpftA2= 0.7 X1.0 X1100 X0.65KN = 500.5KN>F 1 = 248.57KN符合要求变阶处截面：bz1 2h010.8 2 0.311.42m < b 1.6mA(2 yF4h0i)b (2 b2h0i)2乎 0.31) 1.6(160.8 2 2 20.31)2m20.4559m2(bzihoi)hoi

11、(0.80.31)20.310.3441m2FiAiPjmax (0.4559 279.99)kN127.65kN0.7hp ft A2 0.7 1.0 1100 0.3441 264.96kNFi 127.65kN符合要求（六）底板配筋计算1 、计算基础长边方向,I I截面PjlPjmin 2!( Pjmax P jmin )2 4 0 522127.33 (279.99 127.33) kN / m219.56kN /m2 2.4M112 (Iaz) (2b bz) (P jmax Pj1)4812一(2.40.5)2(2 1.6 0.35)(279.99219.56) kN m 133.

12、38kN m48M IAsi133.38 106 mm2O.9fyh00.9 210 6101156.90mm2m m截面148(l丄(2.4482az1)(2 bbz1)( Pjmax PjI )1.2)2(2 1.6 0.80)(279.99241.83)62.62kN mPji127.331az1 z、2! ( P jmaxP jmin )2 4 1 2 (179.99 127.33)2 2.42241.83kN /mAsm0.9fyho62.62 106 mm21068mm20.9 210 310比较As和AsmAs=1184mm2 > 1156.90 mm2）2、计算基础短边方

13、向, n n截面，应按Asi配筋，在 1.6m宽度范围内配1214130钢筋1 2M n-(b bz)2(2l az)( PjmaxPjmin)4812一(1.6 0.35) (2 2.4 0.50)(279.99127.33) kN m 70.27kN m48As n70.27 1060.9fyh)0.9 210 6102609.51mmivw截面i543Pjmin )1 248(b bzJ az1)( Pjmax32.59kN m (1.6 0.8)2(2 2.4 1.2)(279.99127.33)kN m48Asv32.59 1060.9 fyh)0.9 210 310mm2556.23mm2比较As n和Asv，应按Asn配筋，在2.4m宽度范围内按构造配1212180钢筋2 2(As=628 mm > 609.51 mm )_JalJ nTiJ-A'AjsaJ