柱下独立基础设计

柱下独立基础设计基础的主要受力取自柱在基顶的截面Ⅲ—Ⅲ的不利内力组。如图所示，若基底土反力均布，则称为轴压基础，否则称为偏压基础。

柱下基础设计的主要内容有四项：（1）按地基承载力确定基础底面面积，以防止基础底板面积过小，基底应力超过地基承载力造成地基破坏；（2）按基础冲切承载力确定基础高度，以防止基础高度不足，发生沿柱周边与基底连线约呈45°方向的冲切面的拉开破坏；（3）按基础受弯承载力确定底板上的双向受力钢筋，以防止扩展式基础因底板双向悬挑受力，造成控制截面的弯曲破坏；（4）基础构造处理，以防止发生其他问题。1.地基承载力计算轴心受压基础设基底面积为A、反力为P，则设计应满足公式：≤—修正后的地基承载力设计值，按《建筑地基基础设计规范》的相应规定计算采用；—基础自重和基础上土重的重力设计值；设基础埋深d，近似取基础及上覆土重力密度平均值，则，代入上式可得：求得后，只要选定基底的一个边长，则可求知另一边长。偏心受压基础基础边缘的最大和最小反力为：—作用于基础底面形心处力矩设计值；—与对应的基础底面的抵抗矩，取代入上式则:计算知：当e＜b/6时，pmin＞0，说明此时基底土反力呈梯形分布；当e=b/6时，pmin=0，此时基底土反力呈全三角形分布；当e＞b/6时，pmin＜0，说明此时基底面积与土部分脱离，土反力呈部分三角形分布，此时pmax计算如下：设土反力分布长度为3a，则合力作用点距基础近边为a，且所以:偏压基础基底面积的应满足的设计条件公式为：考虑到Pnax仅发生在基础边缘，为节省，式中将地基承载力的设计值提高20%是可行的。工程设计一般采用试算法，即先假设基底面积：定出面积尺寸，然后验算是否满足两个条件公式，若不满足，则按估计加大尺寸后再算，直到满足为止。2.基础冲切承载力计算计算是在按构造要求确定出初步的基础高度后进行的。（1）基底净反力的概念使基础构件产生冲切效果的基底应力称为基底净反力，用Pj表示。对于轴压基础：对于偏压基础:（2）基础冲切承载力计算对最常见的矩形截面柱下的矩形基础，，应分别验算柱与基础交接处和基础变阶处的冲切承载力，见图。为简便起见，验算时取一个最不利冲切破坏锥面即可，只要该面不坏，则其他锥面也不会破坏。另外，对于冲切破坏锥面大于基础底面积的情形，冲切破坏永远不会发生，故不必验算。冲切破坏面式中:冲切荷载计算长度:―受冲切承载力截面高度影响系数对于矩形柱柱下矩形基基础，由图图不难看出出：当基底宽度度小于四棱棱台底面宽宽度时，则则：3基础受弯弯承载力计计算在基底净反反力作用下下，柱下单单独基础可可视为双向向挑出并固固定于柱周边的的悬臂板，，为分析方方便，将基基础倒置，，视底板为为四边悬挑的变变截面悬臂臂板，按对对角线，把把基础底板板分成四块块梯形面积，近近似把每块块面积上的的合力视为为作用在该该悬臂方向向的荷载，当为为阶形基础础时，还应应再取变阶阶截面为配配筋控制截截面计算。一种近似的的计算办法法是：沿长边取弯弯矩控制截截面Ⅰ-ⅠⅠ，利用：：控制弯矩=合力×合合力作用点点到控制截截面的距离离，可得：：式中：b——矩形基础础长边；L—矩形基基础短边；；hc—柱截截面或变阶阶截面长边