柱下某钢筋混凝土独立基础设计

1、实用标准文案精彩文档柱下钢筋混凝土独立基础设计设计题目：某教学楼为多层现浇钢筋混凝土框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差 450mm。柱网布置如图所示。基础方案采用柱下钢筋混凝土独立基础。工程地质条件：该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察，工程地质资料：自上而下依次为:杂填土：厚约 0.5m,含部分建筑垃圾；粉质粘土：厚1.2m,软塑，潮湿，承载力特征值 fak=130KN/m 2;粘土：厚1.5m,可塑，稍湿，承载力特征值fak=210KN/m 2;全风化砂质泥岩：厚 2.7m,承载力特征值fak=230KN/m 2;强风化砂质泥岩：厚 3.0m,承载力特征值fak=300KN/

2、m 2;中风化砂质泥岩：厚 4.0m,承载力特征值fak=620KN/m 2;地基岩土物理力学参数表表1地层代号土名天然地基土重度(Y)孔隙比(e)凝聚力(c)内摩 擦角 ()压缩系数(a1-2)压缩模量(Es)抗压强度(frk)动力触探或标准贯入击数KN/m3KPa度MPaMPaMPa杂填土18粉质粘土200.6534130.2010.0粘土190.5825230.228.2全风化砂质泥岩2022300.8N=40强风化砂质泥岩2220253.0N63.5= 15中风化砂质泥岩2415404.0N63.5 = 25水文资料为：地下水对混凝土无侵蚀性，地下水位深度位于地表下1.5m。建筑物所处

3、场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化土。设计参数：柱截面尺寸为500mme 500mm。上部结构作用在 B轴柱底的荷载标准值为Fk=1615 KN , Mk =125 KN?m , Vk =60 KN ;上部结构作用在 B轴柱底的荷载效应基本组合 设计值为 F =2100 KN , M =163 KN?m , V =78 KN。根据以上提供的设计资料，完成以下内容的设计：（一）确定基础埋置深度（二）确定地基承载力特征值（三）确定基础的底面尺寸（四）持力层强度及下卧层验算（五）确定基础的高度（六）基础底板配筋计算（七）绘制基础结构施工图（含平面图、详图） ，提出必要的技术说明（八）编制设计计算

4、书柱下钢筋混凝土独立基础设计计算书1 .确定基础埋置深度地下水位于地表下1.5m且对混凝土结构无侵蚀性。而由于荷载值较大，故初步选定号土层为持力层。又取基础底面时最好取至持力层下0.5m,所以考虑取室外地坪到基础底面距离为 0.5+1.2+0.5=2.2m。2 .确定地基承载力特征值号土层承载力特征值fak=210KN/m 2;由于可塑号土层性质为可塑，则液限：0. 25 IL < 0.7,5则查表可得， 1V0.3, 4=1.6。基底以上土的加权平均重度为：3= 16.1KN /m。0.5 18 1 20 0.2 (20 -10) 0.5 (19 -10)0.5 1.2 0.5故持力层

5、承载力特征值 fa （先不考虑对基础宽度修正值）为:fa - fakd m(d -0.5)-210 1.6 16.1 (2.2 - 0.5) = 253.8Kpa上式d按室外地面算起。3 .确定基础的底面尺寸柱底荷载标准值为：Fk =1615KN,Mk =125KN m,VK =60KN o基础剖面图如下:基础剖面简图则基础平均埋置深度为：d = 1 2.2 2.2 0.45 1 - 2.425m2采用矩形基础。令基础长宽比为基础荷载因有偏心，初定时，将面积增大n = l / b = 1.25 ,则基础基底面积为 A = bl = 1.25b2。20%,则：1.25b:. 和1.2 1615f

6、a - Gdwhw253.8 -20 2.425 10 0.7=9.13m2故得：b ,2.70m,l -1.25b _ 3.38m因此，取：b =2.7m,l =3.4m , A = bl =9.18m2因b =2.7m <3m ,故无需再对地基承载力特征值进行修正。4.持力层强度及下卧层验算基础自重和基础上的回填土重 ：Gk = Gd - whw A= 20 2.425-10 0.7 9.18 = 380.97KN” Mk 125 60 2 2l-,偏心距：e0=-125 60 2.2 = 0.13m "= 0.57m,满足要求。Fk Gk 1615 380.976基底最大

7、压应力:pk maxFk Gk 1 R1615 380.97 1 69.183.4= 267.2Kpa ： 1.2fa =304.6Kpa基底最小压应力:pk min1.阻= 1615 380.97 1 .9.186 0.133.4= 167.6Kpa >0 ,满足要求。_ pkmaxpkminPk=2267.2 167.6= 217.4Kpa < fa =253.8Kpa ,满足要求。则:M ek0 = NF pjmnx =pj 1.6eo= 228.8 1 -6 0.16293.33.4164.3Kpa由于不存在软弱下卧层，故无需对下卧层进行验算。计算基底净反力：柱底荷载效应基

8、本组合设计值为:F =2100 KN , M =163 KN?m , V =78 KN。净偏心距为:163 78 2.2 =0.16m21002100Kpa = 228.8Kpa3.4 2.7基础边缘处的最大和最小净反力为:5 .确定基础的高度1 ：柱边截面柱边截面冲切验算简图如下:柱边截面冲切验算简图基础选用 C20 混凝土，HRB400 级钢筋，查得 ft =1.10N / mm2, fy =360N / mm2垫层采用 C10混凝土。初步选定基础高度h=800mm,分两个台阶，每阶段高度均为400mm。则：h0 = 800 -40-20 mm = 750mm , bc = 500 mm

9、, lc=500mm。0.2cc因为：h <800mm,所以 Php =1.0 o pbc+2h0= 500 2 750 mm=2000mm :二 b-2700mm因偏心受压，故计算时 pj取pjmax。则冲切力：*P-：。-%)=293.3父色050.751父2.7空050.75 J心22)122)j= 518.41KN抗冲切力：0.7)pft bc+h0 h0 =0.7 1.0 1100 0.5 0.75 0.75 = 721.88KN A518.41KN ,满足要求。2:变阶处截面变阶处截面冲切验算简图如下:3G0 8bO 8S0 3SC1 3九1变阶处截面冲切验算简图对下阶：h|

10、 =400mm,h01 = 400 - 40 - § mm = 350mm取：li =1.7m,bi =1.35m,则 b+2h=(1.35+ 2乂0.35 )m=2.05m<b = 2.7m则冲切力：pjmax J 一； 一3 b 一；9一一 3 nzgsa/3417 一0.35卜2.7一1 红一1350.35 JI 22 J 122 J j=364.98KN抗冲切力： 0.7加1bl+h0i h0i=0.7 1.0 1100 1.35 0.35 0.35= 458.15KN >364.98KN ,满足要求。6 .基础底板配筋计算选用 HRB40ca钢筋，fy =360

11、N / mm2。计算简图如下图所示：偏心荷载作用下的独立基础简图1:基础长边方向IVII由于长边方向有偏心，故米用公式:对I-I截面:MiPjl1,2= K（Pjmax Pji 川a。）（2b+。 48_ l acPj min -2|Pj max p j min彳 3.4 0.5门= 164.3 293.3-164.32 3.4= 238.3Kpa1.2则：MiPjmax , Pjl l -ac2b bc48= （293.3 + 238.3 X 3.4 0.5 f （2父 2.7 十 0.5 ） 48Mi0.9fyhb=549.5KN *m2=2261mm549.5 1062mm0.9 360

12、 750.一l L同理,对 III-III 截面： p.1u = p. . +（ p. p.）pjIIIpjmin2ipjmaxpjmin34 17 = 164.3 293.3-164.32 3.4= 261.1Kpa则：MiH12pjmax Pjiii 111 -l12b bi481c_,2 cc, c=293.3261.13.4-1.7 22.71.35=225.3KNAsmMiii0.9fyh0i些 106 mrm mmm?0.9 360 350比较Asi与Asm ,应按Asi配筋，现于2.7m宽度范围内配钢筋 G12140,，2700222根数 n=+1=20 （根），As =20 x

13、 113.1mm2 = 2262mm2 > 2261mm2 1402：基础短边方向由于短边方向没有偏心，故采用公式:Mii £ pj2max Pjmin ）8也）（21+%）。设采用例0钢筋，短边方向钢筋铺在长边方向钢筋之上,则:hoii 10cc=800 -40-12 - 一 mm = 733mm2对 II-II1. 2截面，MiiPjmax . Pjminb -。21%48=表（293.3 +164.3 X 2.7 0.5 2 （2 父 3.4 + 0.5）= 336.8KN，m对 IV-IVAsiiMii0.9fyh°ii336.8 10622mm = 1418mm 0.9 360 733截面，MIV=L（ Pjmax + Pjmin ）8一B f （2l ）4812=293.3 +164.3 X 2.7 1.352 父 3.4 +1.748Asiv= 147.7KN mMiv0.9fyh0iV147.7 10622mm = 1369mm0.9