柱下独立基础课程设计.docx
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柱下独立基础课程设计
1、选择基础材料...........................................1
2、确定基础埋置深度.......................................2
3、计算地基承载力特征值...................................3
4、初步选择基底尺寸.......................................4
5、验算持力层的地基承载力.................................5
6、软弱下卧层的验算.......................................6
7、地基变形验算...........................................7
8、计算基底净反力.........................................8
9、验算基础高度...........................................9
10、基础高度（采用阶梯形基础）............................10
11、变阶处抗冲切验算......................................11
12、配筋计算..............................................12
13、确定A、B两轴柱子基础底面尺寸.........................13
15、B、C两轴持力层地基承载力验算..........................14
16、设计图纸...............................................15
柱下独立基础设计
1、工程地质条件
3、岩土设计技术参数
地基岩土物理力学参数如表1所示
表1
土
层
编
号
土的名称
重度γ
（kN/m3）
孔
隙
比
e
液性
指数
Il
粘聚
力c
（kPa）
内摩
擦角ø
（°）
压缩
模量Es
（MPa）
标准贯入
锤击数
N
承载力
特征值
fak
（kPa）
①
杂填土
18
②
粉质粘土
20
0.65
0.84
34
13
7.5
6
130
③
粘土
19.4
0.58
0.78
25
23
8.2
11
180
④
细砂
21
0.62
30
11.6
16
240
⑤
强风化砂质
泥岩
22
18
22
300
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。
5、上部结构荷载资料
拟建建筑物是多层全现浇框架结构，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柱网布置如图1所示。
图1柱网平面布置图
6、上部结构作用
上部结构作用在柱底的荷载效用标准组合值如表2所示，上部结构作用在柱底的荷载效用基本组合如表3。
表2柱底荷载效用标准组合值
题号
Fk
Mk
Vk
轴
轴
轴
轴
轴
轴
轴
轴
轴
1
975
1548
1187
140
100
198
46
48
44
2
1032
1615
1252
164
125
221
55
60
52
3
1090
1720
1312
190
150
242
62
66
57
4
1150
1815
1370
210
175
271
71
73
67
5
1218
1873
1433
235
193
297
80
83
74
6
1282
1883
1496
257
218
325
86
90
83
7
1339
1970
1560
284
242
355
96
95
89
8
1402
2057
1618
301
266
377
102
104
98
9
1500
2100
1650
330
295
395
112
109
110
10
1598
2205
1727
365
309
428
120
117
114
11
1360
2030
1590
250
252
360
100
98
92
12
1460
2098
1635
280
275
390
105
108
102
表3柱底荷载效用基本组合
题号
Fk
Mk
Vk
轴
轴
轴
轴
轴
轴
轴
轴
轴
1
1268
2012
1544
183
130
258
60
62
58
2
1342
2100
1627
214
163
288
72
78
67
3
1418
2250
1706
248
195
315
81
86
74
4
1496
2360
1782
274
228
353
93
95
88
5
1584
2435
1863
306
251
386
104
108
96
6
1667
2448
1945
334
284
423
112
117
108
7
1741
2562
2028
369
315
462
125
124
116
8
1823
2674
2104
391
346
491
133
136
128
9
1950
2730
2145
429
384
514
146
142
143
10
2078
2866
2245
455
402
557
156
153
149
11
1768
2639
2067
325
328
468
130
127
120
12
1898
2727
2126
364
358
507
137
140
133
7、材料
基础梁混凝土强度为C30，受力筋为HRB400，箍筋采用HRB335级钢筋
8、地基基础等级：
丙级。
2、独立基础设计
1.选择基础材料
基础梁混凝土强度为C30，受力筋为HRB400，箍筋采用HRB335级钢筋，预估基础高度0.75m。
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：
粉质粘土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值fak=130kPa。
3号土层：
粘土，层厚1.5m，稍湿，承载力特征值fak=180kPa。
4号土层：
细砂，层厚3.0m，中密，承载力特征值fak=240kPa。
5号土层：
强风化砂质泥岩，很厚，中密，承载力特征值fak=300kPa。
1、确定基础的埋置深度：
1号土层：
染填土，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fak=130KPa。
3号土层：
黏土，层厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值fak=180KPa。
4号土层：
细砂，层厚2.7m，中密，承载力特征值fak=240KPa
根据设计规范和经验可知
、
和
号土层均不宜做为持力层,故考虑
号土层作为持力层，并且下挖持力层0.5m处作为基础的底面。
取室外地坪到基础底面为：
d=0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m.由于室内外的高差为450mm,所以基础的平均埋深为：
=（3.7+4.15）/2=3.925m.
具体细节如上图：
基础剖面图所示。
2、计算修正后的地基承载力特征值：
3、确定基础地面尺寸：
A轴：
4、验算持力层承载力：
5、验算软弱下卧层承载力：
由于持力层下面的土层为第5号土层，为强风化砂质泥岩，很厚，中密，且承载力特征值为fak=300kPa大于第4号为持力层的土层，4号土层的承载力特征值为fak=240kPa的土层。
故不存在软弱下卧层，也不需要进行软弱下卧层的验算。
6、地基变形验算：
根据《地基规范》规定，对于设计等级为甲级、乙级的建筑均匀按地基变形设计；对于荷载较大、土层不均匀、地基承载力不高、设计等级我丙级的建筑物需要进行地基变形验算。
根据课程设计任务书所给定的资料，可以知道第5号土层为为强风化砂质泥岩，很厚、中密、均匀，且压缩模量Es=18Mpa和地基承载力特征值fak=300kPa均比较大。
可知该地基属于高强度抵抗力地基所以该建筑物的地基不需要进行地基变形验算。
7、基础高度的确定：
1、计算基底净反力：
2、计算基础的有效高度：
8、对基础进行冲切承载力验算：
1、柱边基础截面冲切验算:
2、变阶处抗冲切验算：
9、计算基础底板配筋：
10、验算正截面受弯承载力：
2、验算变阶处正截面受弯承载力
2、按基础短边方向进行正截面受弯承载力验算：
由于基础受单向偏心荷载作用，故在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算：
11、确定B轴和C轴柱子的基础底面尺寸：
由柱下独立基础课程设计任务书得知：
7号的B轴和C轴两柱子的基底荷载分别如下：
B轴：
FK=1970KN，MK=242KN·m，VK=95KN。
C轴：
FK=1560KN，MK=355KN·m，VK=89KN。
2、由前面的计算资料得知持力层承载力特征值371.33
13、根据以上的计算，可以绘制出基础平面布置图、独立基础大祥图。
基础平面图
设计说明：
1、
0.000相当于绝对标高建筑图。
2、本工程持力层选4号土层，地基承载力特征值
。
3、材料：
基础梁混凝土强度为C30，受力筋为HRB400，箍筋采用HRB335级钢筋
3、保护层40mm。
4、垫层做法：
混凝土C20.厚100mm，出基础边100mm。
5、未尽事宜，请按现行相关规范执行。
主要参考文献：
（要求按国标GB7714—87《文后参考文献著录规则》书写）
[1]赵明华.土力学与基础工程.第3版.武汉：
武汉理工大学出版社，2009
[2]周景星.基础工程.第2版.北京：
清华大学出版社，2007
[3]吴培明.混凝土结构（上）.第2版.武汉：
武汉理工大学出版社，2003
[4]《建筑结构荷载规范》（GB50009——2001）.中国建筑工业出版社，2002
[5]《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002）.中国建筑工业出版2002
[6]《混凝土结构设计规范》（GB50010——2001）.中国建筑工业出版社，2002
[7]程小川，周莉莉.土木工程专业土力学与地基基础课程设计指南.第1版.北京：
中国水利水电出版社，2009
[8]将隆敏，刘锡军.混泥土结构设计原理.第1版.长沙：
中南大学出版
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