基础设计(独立基础)
独立地基基础设计
第八章 基础设计8.1 柱下独立基础设计8.1.1按持力层强度初步确定基础底面尺寸1.轴心荷载时要求k p ≤a f (8-1) 错误！未找到引用源。
A G F p k k k += (8-2)将(8-2)代入(8-1)，得基础底面积计算公式：k a G F A f dγ≥- (8-3) 式中：k p —相应于作用的标准组合时，基础底面处的平均应力值；a f —修正后的地基持力层承载力特征值；k F —相应于作用的标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值； k G —基础自重及基础上的土重，一般取k G G d γ=⋅；A —基础底面面积；G γ—基础及基础上填土的平均重度，一般取203/kN m ；d —基础埋深。
在轴心荷载作用下一般采用方形，即A b l ==。
2.偏心荷载作用要求 k p ≤a f (8-1) a k f p 2.1m a x ≤ (8-4) 式中： m ax k p —相应于作用的标准组合时，基础底面边缘的最大压力值。
对常见的单向偏心矩形基础（见图8-1）：当偏心距错误！未找到引用源。
6l e ≤时 m a xm i n k k k k M F G p lb W±=±∑ (8-5) 或 m a xm i n 61k k k F G e p lbb ±⎛⎫=± ⎪⎝⎭ 当偏心距6l e >时 错误！未找到引用源。
()m a x 23k k k F G p lk+= (8-6) 其中 2b k e =- 式中：,k k M F ∑∑—由上部结构传来的作用于基础底面形心处的轴向力、弯矩标准组合值 ；W —基础底面面积的抵抗矩,216W bl =；错误！未找到引用源。
l — 基础在弯矩作用方向的长度 ；e —偏心值； k k k G F M e +=∑ k —合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离。
图 8-1 基底压力分布确定矩形基础底面尺寸时，为了同时满足（8-1），（8-2）条件。
6.独立基础以及条形基础设计
C201.截面：锥形基础边缘高度不宜小于200mm，且两个方向坡度不宜大于1:3；阶形基础每阶基础高度宜为200~300mm2.配筋：受力筋：最小配筋率不应小于0.15%（一般按最小配筋率来初定截面）；最小直径不应小于10mm；钢筋间距不应大于200mm，不应小于100mm；分布筋：墙下条形基础纵向分布筋直径不应小于8mm，间距不应大于300mm；每延米分布筋面积不应小于受力钢筋面积的15%。
3.保护层：当有垫层是不应小于40mm，无垫层时不应小于70mm。
4.垫层：厚度不小于70mm，垫层混凝土等级不宜小于C10；5.计算：（计算过程均由探索者完成，直接看结果即可）由JCCAD中读取目标组合中最大轴力组合。
在探索者中，注意由于模型生成的是组合值，最好输入组合值，然后输入一个折减系数Ks。
探索者会计算地基的承载力（此时会自动算标准值）和基础配筋（此时自动使用组合值）a.冲切计算：对独立基础，当冲切破坏锥体在基础底面以内时，应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力；b.剪切计算：对当冲切破坏锥体在基础底面外时（即基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度的独立基础），以及墙下条形基础，应验算柱（墙）与基础交接处的基础受剪承载力。
c.底板配筋计算：直接按抗弯计算确定。
d.局部受压承载力计算：基础混凝土等级小于柱混凝土等级时需进行验算。
6.其它：a.独基和条基宽度大于2.5m时，底板受力筋的长度可截断10%。
b.当柱为小偏心或轴心受压且基础高度≥1200或者大偏心时基础高度≥1400时，可仅将四角插筋伸至底板钢筋网上，其余钢筋锚固在基础内（满足锚固长度即可）。
7.条形基础的其它要求：（条基计算结果由PKPM得出）a.条基的基础梁高度宜为柱距的1/4~1/8；翼板厚度不小于200mm，当大于250mm时宜采用变厚度翼板，其顶面坡度宜≤1:3；b.条基端部应挑出，挑出长度宜为第一跨的0.24倍c.柱与条基连接处，柱边到条基边距离不小于50mmd.条基基础梁顶筋全部贯通，底部贯通筋不应少于顶筋的1/3；e.其它详见《地基基础设计规范》8.3节。
独立基础的设计计算
独立基础的设计计算独立基础是多层框架结构与排架结构常用的基础形式，相对于其他基础类型，设计较为简单，独立基础的设计也是各根据上部结构的需要，独立基础可以设计成为杯口结构；台阶式整体基础适于现浇柱结构。
种基础设计的基础。
基础一一适于预制柱独立基础设计，包括以下几方面：基础的埋置深度与基础底面面积基础的埋置深度的选择与其他基础相同，主要依据地基土层的分布原则进行处理，但如果基础坐落于坚硬的岩石上，则会加大施工难度。
此时米取的办法，经常是对于不同的基础，在施标咼或岩层，如果相临基础咼差不满足要求：较咼础基坑边缘的距离小于基础高差时，较低基础的基工中分别达到设计基础的边缘至较低基坑可以采用毛石混凝土回填（C20混凝土，400mm粒径毛石），至高基础的底面基础底面面积则根据基础底面荷载、地基强度、制要求等指标共同确定。
基础埋深、沉降控基础高度基础高度应满足两个要求：构造要求与混凝土受冲切承载力的要求。
构造要求是规范的基本要求。
而所谓冲切，与刚似，是指柱与基础交接处，由于柱的轴向力向混凝于混凝土的冲切。
性基础的刚性角类土内扩散所形成的对试验结果表明，当基础高度（或变阶处高度）不够时，柱传给基础的荷载将使基础发生冲切破坏，即沿柱边大致成45方向的截面被拉开而形成图角锥体破坏。
为了防止冲切破坏，必须使冲切面外的地基反力所产生的冲切力小于或等于冲切面处混凝土的受冲切承载力。
对矩形截面柱的矩形基础，在柱与基础父接处以及基础变阶处冲切问题的受冲切承载力可按下列临界公式计算：F i=0.7f t b m h o F i=p s Ab m = ( b t +b b ) /2 式中: b t --冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上 边长；当计算柱与基础交接处的受冲切承载 力时，取柱宽；当计算基础变阶处 的受冲切承载力时， 取上阶宽；b b --冲切破坏锥体 最不利一侧斜截面的 下边长；当计算柱与基 础交接处时，取柱宽加 两倍基础有效高度；当 计算变阶处时，取上阶 宽加两倍该处的基础 有效高度；b m ——冲切破坏 锥体斜截面的上边长 b t ，下边长b b的平均值；h o ――基础冲切破 坏锥体的有效高度；f t ――混凝土抗拉强度设计值；A ——考虑冲切荷载时取用的多边形面积，即图中的阴影面积， ABCDEF ； P s ――在荷 载设计值作 用下基础底 面单位面积 上的土反力 （可扣除 基础自身重力及其上土的重力） ，当为偏心荷载时可取最大的单位面积上 的反力。
基础工程课程设计(柱下独立基础)
础
基础工程课程设计
名:
号:
级:
指导教师:设计条件：
1、某框架结构建筑物设计安全等级为乙级，柱
网尺寸为6.5mX6.5m,柱截面尺寸为400mmX
400mmo经过上部结构验算，作用于基础顶面的 荷载效应准永久组合及标准组合分别为
F=2520kNห้องสมุดไป่ตู้Fk=2800kN,Mk=80kN.m（逆时针）,
eo=0.65,Il=0.5,Es=30MPa,fak=430kPa。
要求：设计该柱下基础
（提示：按照讲述的基础设计步骤进行， 注意需
要验算地基变形！）
地下水位在地面下6.0m处。
46.0〜10.0m，粘土，sat= 19kN/m3，e°=0.83,
Il=0.81,Es=6.0MPa,fak=280kPa;
510.0〜12.0m为淤泥质粘土，饱和容重
sat=仃.4kN/m3,fak=146kPa, 压 缩模量
Es=1.5MPa。
⑥12.0m以下为密实粘性土，sat=20kN/m3,
Hk=50kN（-），荷载效应基本组合由永久荷载控 制。
2、天然土层分布
10〜0.8m,填土， =仃kN/m3;
20.8〜2.0m，粉质粘土，=18kN/m3,Il=0.82,
Es=3.3MPa，fak=185kPa;
32.0〜6.0m，粉土（粘粒含量为8%）， =佃kN/m3，Es=5.5MPa，fak=300kPa;
独立基础设计
独立基础设计独立基础设计，上部结构计算后就呵以进行地基基础的设计了。
建筑物坐落在地层上，建筑物的全部荷载都是通过建筑结构的基础传到其下面的地基来承担。
地基基础是保证建筑物安全和满足使用要求的关键之一。
地基基础本身也是很复杂的一门学科，本文仅就本书工程实例所要用到的天然地基上的浅基础——独立基础进行说明，基础埋深D-1800MM。
一、地基基础设计要点1．1 地基基础设计的内容和原则地基基础设计设计包括基础设计和地基设计两部分。
基础设计包括基础形式的选择、基础埋置深度及基底面积大小、基础内力和断面计算等。
如果有地下室还要包括地下结构设计。
地基设计包括地基土的承载力确定、地基变形计算、地基稳定性计算等。
如果地基承载力不足或压缩性很大而不能满足设计要求时还要包括地基处理。
基础设汁的原则如下：(1)地墓的强度和稳定性应有足够的安全度这个原则首先应保证基底压力不大于地基土的承载能力，防止其出现剪切破坏。
基底压力最大值不应大于地基的容许承载力，使地基土在建筑物荷载的作用下不会产生强度破坏。
另一方面，还应使地基土在各种可能的建筑荷载的组合作用下，具有足够的抗倾覆、抗滑移以及抵抗整休失稳的能力。
对经常受到水平荷载作用或者建造在斜坡上的建(构)筑物，尤其应该验算其稳定性。
基坑工程也应进行稳定性验算。
当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地F构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。
设计时要对建筑物和地基土加以综合、慎重考虑。
(2)地基变形应不超过建筑物的地基变形容许值地基的过大的变形不仅会影响建筑物的使用功能和外观，更重要的是可能由此产生次应力，从而引起基础的不利截面和卜部结构的损坏。
《地基规范》要求对设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计。
对《地基规范》所列的“可不作地基变形{十算设计等级为丙级的建筑物范围”以外的建筑物均应验算地基变形。
在基础设计中应把地基变形计算量和长期现场观测相结合；避免由于计算与实测存在着差别，易于引出错误的结论，从而造成不必要的浪费。
独立基础满堂基础课件
施工方便
设计应便于施工，提高 施工效率，减少施工难
度和成本。
环境保护
设计应考虑环境保护， 减少对周围环境和生态
的影响。
满堂基础的结构形式
01
02
03
04
平板基础
平板基础是一种常见的满堂基 础形式，适用于一般土质和岩
石地基。
条形基础
条形基础适用于长条形建筑物 ，能够承受较大的水平荷载。
箱形基础
独立基础与满堂基础的联合应用实例
总结词
施工工艺复杂
VS
详细描述
独立基础与满堂基础的联合应用需要综合 考虑两种基础的施工工艺和技术要求，因 此施工工艺较为复杂。在施工过程中，需 要严格控制施工质量和技术要求，以确保 基础的稳定性和可靠性。
独立基础与满堂基础的联合应用实例
总结词
适用范围有限
详细描述
独立基础与满堂基础的联合应用适用 于特定的情况和需求，如大型建筑物 或地质条件较为复杂的情况。在工程 实例中，联合应用的效果需要根据实 际情况进行评估和优化。
04
独立基础与满堂基础的施 工工艺
基础定位与放线
确定基础位置
根据施工图纸，确定基础的平面位置 和标高。
放线
在施工现场，按照设计要求，使用测 量仪器进行基础轴线和边线的放线工 作。
基坑开挖与清理
开挖方法
根据基础大小和土质情况，选择合适的开挖方法，如人工开 挖、机械开挖等。
清理
开挖完成后，清除基坑内的松土和杂物，确保基础底面平整 。
独立基础的承载能力计算
静载试验
通过静载试验，可以确定独立基 础的承载能力，确保其满足设计 要求。
计算模型
建立准确的计算模型，考虑各种 因素对独立基础承载能力的影响 ，进行精确计算。
钢筋混凝土独立基础工程施工
钢筋混凝土独立基础工程施工一、钢筋混凝土独立基础构造要求钢筋混凝土独立基础可分为现浇柱下独立基础和预制柱杯形基础，这里主要介绍现浇柱下独立基础的构造要求。
现浇柱下独立基础有锥形和阶梯形两种，如图5-19所示，其构造应符合下列要求:图5-19 现浇柱下独立基础(1)锥形基础的边缘高度不宜小于200mm; 阶梯形基础的每阶高度宜为300～500m，基础顶面每边从柱子边缘放出不小于50mm，以便柱子立模。
(2)垫层的厚度不宜小于70mm，垫层混凝土强度等级应为C10。
(3)基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm; 间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。
当有垫层时，钢筋保护层的厚度不小于40mm; 无垫层时，不小于70mm。
(4)混凝土强度等级不应低于C20。
(5)当柱下钢筋混凝土独立基础的边长大于或等于2.5m时，底板受力钢筋的长度可取边长的0.9倍并宜交错布置，如图5-19(a)所示。
(6)现浇柱的基础，其插筋的数量、直径以及钢筋种类应与柱内纵向受力钢筋相同。
插筋的锚固长度应满足相关要求，插筋与柱的纵向受力钢筋的连接方法应符合现行《混凝土结构设计规范》的规定。
插筋的下端宜做成直钩，放在基础底板钢筋网上。
当符合下列条件之一时，可仅将四角的插筋伸至底板钢筋网上，其余插筋锚固在基础顶面下La 或La E(有抗震设防要求时)处，如图5-20(b)所示:①柱为轴心受压和偏心受压，基础高度大于和等于1200mm;②柱为大偏心受压，基础高度大于等于1400mm。
图5-20 柱插筋构造布置二、钢筋混凝土独立基础设计(一)设计思路1. 确定基础埋置深度d2. 确定地基承载特征值fafa =fak+ηbγ(b－3) +ηdγm(d－0.5) (5-1)3. 确定基础的底面面积持力层强度验算:式中: pk——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值(kPa);pkmax——相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值(kPa);pkmin——相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最小压力值(kPa);Fk——相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值(k N);Gk——基础自重和基础上的土重(k N);A——基础底面面积(m2);e——偏心距(m);fa——修正后的地基承载力特征值(kPa);l——矩形基础的长度(m)。
独立基础设计计算书
独立阶梯柱基计算书一、示意图基础类型：独立阶梯柱基计算形式：验算截面尺寸平面:剖面:二、基本参数1．依据规范《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2002）《简明高层钢筋混凝土结构设计手册（第二版）》2．几何参数：已知尺寸：B1 = 1400 mm, A1 = 1400 mmH1 = 250 mm, H2 = 250 mmB3 = 1000 mm, A3 = 1000 mm无偏心：B2 = 1400 mm, A2 = 1400 mm基础埋深d = 1.50 m钢筋合力重心到板底距离a s = 80 mm3．荷载值：(1)作用在基础顶部的基本组合荷载F = 1500 kNM x = 0.00 kN·mM y = 0.00 kN·mV x = 0.00 kNV y = 0.00 kN折减系数K s = 1.35(2)作用在基础底部的弯矩设计值绕X轴弯矩: M0x = M x－V y·(H1＋H2) = 0.00－0.00×0.50 = 0.00 kN·m绕Y轴弯矩: M0y = M y＋V x·(H1＋H2) = 0.00＋0.00×0.50 = 0.00 kN·m(3)作用在基础底部的弯矩标准值绕X轴弯矩: M0xk = M0x/K s = 0.00/1.35 = 0.00 kN·m绕Y轴弯矩: M0yk = M0y/K s = 0.00/1.35 = 0.00 kN·m4．材料信息：混凝土：C45 钢筋：HRB4005．基础几何特性：底面积：S = (A1＋A2)(B1＋B2) = 2.80×2.80 = 7.84 m2绕X轴抵抗矩：Wx = (1/6)(B1+B2)(A1+A2)2 = (1/6)×2.80×2.802 = 3.66 m3绕Y轴抵抗矩：Wy = (1/6)(A1+A2)(B1+B2)2 = (1/6)×2.80×2.802 = 3.66 m3三、计算过程1．修正地基承载力f ak = 160.00 kPa修正后的地基承载力特征值f=f ak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）(GB5007-2002-5.2.4压实土)a=160+1.5×16.94×1=185.41kpa2．轴心荷载作用下地基承载力验算计算公式：按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）下列公式验算：p k = (F k＋G k)/A (5.2.4－1)F k = F/K s =1500/1.35 = 1111.11 kNG k = 20S·d = 20×7.84×1.50 = 235.20 kNp k = (F k＋G k)/S = (1111.11＋235.20)/7.84 = 171.72 kPa ≤f a，满足要求。
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基础设计
工程概况
边柱采用柱下独立扩展基础，中柱采用双柱联合基础。
基础埋深不宜大于原有建筑物基础埋深且大于0.5m ；阶梯形基础每阶高度宜为300~500mm ；混凝土等级不低于C20，选用C30；基础保护层厚度40mm ，垫层厚度100mm ，混凝土等级采用C20；钢筋选用HRB400级钢筋；室外地坪－0.45m 。
独立基础设计（5号轴线B 柱）
13.1 独立基础示意图
1 选型
初步确定基础埋深－2.5m ，满足大于合肥地区最大冻土深度－1.6m ，同时基础底面处于粘土层。
土的平均重度γm =20kN/m 3，ηb =0.3，ηd =1.6。
修正后的地基承载力特征值：
()()5.03-+-+=d b f f m d b ak a γηγη
b <3m 时，取b =3m ；取d =3.0m ，则
()()()kPa 3045.05.2206.12405.03=-⨯⨯+=-+-+=d b f f m d b ak a γηγη
kPa 2642401.11.1=⨯=>ak f ，取kPa 304=a f
取内力组合值：m kN 98.20⋅-=M ，kN 03.1531=N ，kN 49.17-=V ，则
2G 0m 03.65
.22030403.1531=⨯-=-≥d f N A a γ 考虑偏心：()()20m 05.963.65.11.1-=-=A A ，取2m 00.9=A ，m 0.3==b l
2 地基承载力计算
取H =500mm ，计算基底净反力。
偏心矩：m 015.05
.20.92003.15315.049.1798.200,=⨯⨯+⨯+==F M e n 基础边缘处最大、最小净反力：
0213.51kPa kPa 28026.72kPa 20.3015.06100.903.1981610,max
,min ,>=<=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯±⨯=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛±=a n n n f l e bl F P kPa 280kPa 11.2200
.95.20.92003.1531G <=⨯⨯+=+=+=
A Ad F A G F p k k k k γ 故地基承载力满足要求。
3 基础抗冲切验算 柱边基础截面抗冲切验算
m 0.3==b l ，m 5.0==c t a a ，m 5.0=c b ，m m 450505000=-=h m 0.3m 4.145.025.020=<=⨯+=+b h a t ，取m 4.1=b a
故冲切破坏椎体落在基础底面以内。
m 95.02
4.1
5.02=+=+=b t m a a a ，因偏心受压，取kPa 72.226max ,==n n P p 冲切力：⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--=200max ,2222h b b b h a l P F c c n l kN 03.39945.025.020.30.345.025.020.372.2262=⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯= 抗冲切力：
kN 03.993kN 93.42745.095.01043.10.17.07.030>=⨯⨯⨯⨯⨯=h a f m t hp β（满足） 4 配筋计算
选用HRB400级钢筋（2mm N 360='=y y f f ），基础长边=基础短边，取配筋相同。
以柱边为例计算：
柱边净反力：
()()kPa 22.22151.21372.2260
.325.00.351.2132min ,max ,min ,=-⨯⨯++=-++=n n c n n P P l a l P P 悬臂部分净反力平均值：
()()kPa 97.22322.22172.2262121max ,=+=+n n P P 弯矩：
()()()()5.00.325.00.32497.2232224122max ,+⨯⨯-⨯=+-⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=c c n n b b a l P P M m kN 12.379⋅=
配筋：
260mm 27.2600450
3609.01012.3799.0=⨯⨯⨯==h f M A y s 故长边、短边均按A s =2600mm 2，实配C 20@100（A s =3142mm 2）。