柱下独立基础计算

柱下独立基础计算

项目名称 ：柱下独立基础课程设计班级 :

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一、基础埋深的确定

根据《建筑地基基础设计规范》G B 50007-2011(简称《地基规范》下同)第5.1.1和5.1.2条之规定结合题设地质条件，拟以第二层粉质黏土为持力层，并出于安全考虑 ，保守的将基础在持力层中嵌固

0.5m ,如图1-1所示。

图1-1：基础剖面示意图

故而求得基础埋深为：2+0.5 =2.5 m

二、地基承载力计算

根据题设条件求得基地以上土层的加权平均重度 为：

=（ 17.5× 2 +20.1× 0.5)/（ 2+0.5）=18.02Kn /m 3

根据《地基规范》第5.2.4条之规定，对其承载力特征值进行修正。考虑部分实际情况 ，并出于简化原则，暂不考虑对其宽度进行修正。即认为基础宽度小于等于3 m.。查《地基规范》表5.2.4查得

=0， =1.0根据修正公式2-1求得其修正后的承载力为：

3 0.5 ( 2-1)

=196+1.0× 18.02× 2=232.0 4 KPa

三、截面初选

在计算基础和回填土重度 时基础埋深d =0.5× (2.5+2.8)=2.65 m 根据《地基规范》第5.2.2条之规定，按式3-1确定基础底面积为

( 3-1)

=700/(232.04-20× 2.65)=3.91m 2 ,由于偏心不大，基础底面积按20% 扩大，即为4.69 m 2 取5 m 2 初步选择基础尺寸为：l=2.5 m ,b=2 m 因为l 、b均小于3m ，故而无需再对 进行修正。

四、持力层承载力验算

基础和回填土重： =20× 5× 2.65 =265 KN

偏心距按式4 -1确定如下：

( 4-1)

=82/(700+265)=0.08m 0满足。

基底最大压力：

1

=(700+265)× (1+6× 0.08/2.5)/5=230.06KN

<1.2 =278.45KN 满足要求。kPa

1

=(700+265)× (1-6× 0.08/2.5)/5=169.84KN >0 ,

满足要求。

五、软弱下卧层承载力验算

结合题设条件，确定本题应按地基规范》第5.2.7条之规定验算下卧层地基承载力。

软弱下卧层顶面处的自重应力

G u=17.5× 2+20.1× 2+（20.1-10）× 2.5 =100.45 kPa

软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度为：

=100.45/6.5=15.45KN/m 3

则软弱下卧层深度修正后的地基承载力特征值为：

=75 +1.0× 15.45× ( 6.5-0.5)=167.7 kPa

查《地基规范》表5.2.7 相关规定求得 / = 3.14,Z /b =2近似按 / =3查得其扩散角θ=23。 根据《地基规范》表5.2.4查得

=1.0故根据《地基规范》第5.2.7-2条之规定按式5-1计算软弱下卧层顶面处的附加压力值如下：

l

( 5-1)

=

l

=2.5× 2×（ 193-18.02× 2.5）÷ (2+2× 4tan23 )（2.5+2× 4tan23 ）=23.22k P a

根据《地基规范》第5.2.7-1条之规定按式5-2计算软弱下卧层的地基承载力如下：

( 5-2)

即100.45+23.22=123.67< =167.7 kPa，满足要求。

六、基础冲切验算

由前已确定基础地面尺寸为：l=2.5m ,b=2 m ,暂设基础高度为

0.5m ,其剖面如图6-1。

图6-1：基础剖面图

根据题设条件，基本组合设计值拟按《地基规范》第3.0.6条之规定采用，即F =1.35F K =1.35× 700=945KN ,G=1.35× 265=357.75 KN，

M=1.35× M=110.7KN .m.。

基础底面反力设计值e y=M /( F+G )=110.7/(945 +357.75)=0.085m ，因e y≤b /6=0.333 y方向小偏心。

1

=(945+357.75)× (1+6× 0.085/2.5)/5=313.7kPa

1

=(945+357.75)× (1+6× 0.085/2.5)/5=207.4kPa

1、计算地基净反力极值

P j m a x=P m a x-G/A=313.7-357.75/5 =242.15kPa

2 、柱对基础的冲切验算

1）因 ( H≤800) βh p=1.0

2）x方向柱对基础的冲切验算

x冲切面积 A l x= (A1-h c/2-h o)×(b c+2× h o)+(A1-h c/2-h o)2= (1.-0.3/2-0.46 )×(0.3+2× 0.46)+(1. -0.3/2-0.46)22)=0.628m 2

x冲切截面上的地基净反力设计值F

l x

=A l x× P j m a x=0.628×

242.15=152.07kN ，因 γo× F l x≤0.7×βh p× f t× b m× h o =0.7× 1× 1.43× 760× 460=349.95kN ，所以x方向柱对基础的冲切满足规范要求

3）y方向柱对基础的冲切验算

y冲切面积 A l y= (B1-b c/2-h o)×(A1+A2)-(A1-h c/2-h o)2/2-(A2-h c/2-h o)2/2 = (1.25-0.3/2-0.46)×(1+1)-(1 -0.3-0.46)2/2-(1-0.3-0.46)2/2=1.128m2 y冲切截面上的地基净反力设计值

F l y=A l y× P j m a x=1.128× 242.15=273.15kN，因γo× F l y≤0.7×βh p× f t× a×h o =0.7× 1× 1.43× 760× 460=349.95kN，y方向柱对基础的冲切满足规范要求。

七、基础受剪承载力验算

1. 计算剪力

p k=( F k+G k)/A=(700+265)/50=193kPa

A'=(A1+A2)× (b2-0.5× b c)=(1000+1000)× (1250-0.5× 300)

=2.2m 2,

V s=A'× p k=2.2× 193=424.6 kN

基础底面短边尺寸大于柱宽加两倍基础有效高度，不需验算受剪承载力！

八 、柱下基础的局部受压验算

因为基础的混凝土强度等级大于等于柱的混凝土强度等级，所以不用验算柱下扩展基础顶面的局部受压承载力。

九、基础受弯计算

因M≠0,并且 e

≤b y/6=0.086m ,y方向单向受压且小偏心

y

a=(B y-h c)/2=(2-0.3)/2=0.85m ,P=((b y-a)×(P m a x-P m i n)/b y)+P m i n

=((2 -0.85)×(313.7-207.4)/2)+207.4=268.52kPa

MΙ =1/ 48×(B x-b c)2×(2× B y+h c)×(P m a x+P m i n-2× G / A)

=1/ 48×(2.5-0.3)2×(2× 2+0.3)×(313.7+207.4-2× 357.75/5) =163.89kN .m

MⅡ=1/12× a 2×((2× b x+b c)×(P m a x+P-2× G /A)+(P m a x-P)× b x)

=1/12× 0.85 2×(( 2× 2.5+0.3)×(313.7+268.52-2×

357.75/5)+(313.7-268.52)× 2.5)=146.93kN.m

十、计算配筋

1. 计算基础底板x方向钢筋

As x=γo× M1 /(0.9× h o× f y)

=1.0× 163.89× 106/(0.9× 4600× 300) =1319.6m m 2

As x1=As x/b y=1319.6/2=660 m m 2/m

As x1=max(Asx1,ρm i n× H×1000)=max(660, 0.15%× 500× 1000) =750m m 2/m

选择钢筋　12@150, 实配面积为754mm2/m。

2. 计算基础底板y方向钢筋

As y=γo× M2 /(0.9× h o× f y)

=1.0× 146.93× 106/(0.9× 460× 300) =1183mm2

As y1=As y/b x=1183/2.5=473.2m m 2/m

As y1=max(As y1,ρm i n× H× 1000)=max( 473.2, 0.15%× 500× 1000) =750m m 2/m

选择钢筋　12@150, 实配面积为754m m2/m。

十、配筋图