柱下独立基础设计
柱下独立基础设计
柱下独立基础设计：
柱下独立基础，是为单个柱子设置的、不与其他基础相连的钢筋混凝土基础。
柱下独立基础设计：
1、计算基础上的轴力、弯矩、剪力，根据地勘报告，基础的耐久性要求，按规范要求来确定持力层及基础埋置深度；
2、根据地勘持力层承载能力值fak，修正成fa，计算基础底面积；重要工程还要做变形计算,满足规范要求；
3、根据拟定的地基净反力计算基础的抗弯、抗剪、抗冲切，确定基础每阶高度，配筋;
4、当持力层下卧软弱层时，还要验算下卧的承载能力；
5、最后，你画出的设计图必须满足规范的构造要求。
以上这些工作，就是独立基础设计。
当建筑物上部结构采用框架结构或单层排架结构承重时，基础常采用方行、圆柱形和多边形等形式的独立式基础，这类基础称为独立式基础.也称单独基础，是整个或局部结构物下的无筋或配筋基础.一般是指结构柱基，高烟囱，水塔基础等的形式．
独立基础分：阶形基础、坡形基础、杯形基础3种。
独立基础的特点一，一般只坐落在一个十字轴线交点上，有时也跟其它条形基础相连，但是截面尺寸和配筋不尽相同。
独立基础如果坐落在几个轴线交点上承载几个独立柱，叫做共用独立基础。
独立基础的特点二，基础之内的纵横两方向配筋都是受力钢筋，且长方向的一般布置在下面。
长宽比在3倍以内且底面积在20 m2以内的为独立基础(独立桩承台)。
第十二章 柱下独立基础设计完整版
第十二章 柱下独立基础设计§12.1 设计资料统计水文地质条件，自地表向下依次为： ⑴、耕植土：厚0.5m ，γ=18kN/m 3；⑵、粉质黏土：厚0.7~1.8m ，场内广布，地基承载力fk=240kpa ，γ=19.3kN/m 3； ⑶、卵石层：厚5-10m ，地基承载力fk=285kpa ； ⑷、地下水：场内地下水埋深4-4.2m 。
⑸、混凝土选用C30防水混凝土，钢筋选用HPB235和HRB335钢筋。
§12.2 确定基础地基承载力特征值⑴、选择基础埋深 d=1.2m ⑵、基础承载力的修正因为基础埋深d>0.5m ，需要对地基承载力进行修正 根据土的类别查表得 ηb =0.3 ηd =1.6 基础埋深范围内土的加权平均重度γm 为 3/76.182.17.03.195.018m kN m =⨯+⨯=γ先假定基底宽度不大于3m ，粘土地基承载力特征值a f 为()()kPa d f f m d ak a 2615.02.176.186.12405.0=-⨯⨯+=-+=γη§12.3 F 轴柱基础设计 §12.3.1基础底面尺寸确定由于基础底面面积主要有轴力决定，因此选择N 最大最不利内力组合，并反算出标准值进行计算。
⎪⎩⎪⎨⎧==⋅==kN V kN N mkN M N 82.596.163427.11max⎪⎩⎪⎨⎧==⋅==kN V kN N m kN M N kk k 5.474.128771.8max 先按中心荷载作用计算基础底面面积A 123k 143.52.1/2026174.1287mm mm kN kPa kN d f N A G a =⨯-=-=γ 考虑偏心不利影响，将基础底面积加大10%2221064.84.26.30.2~5.197.543.51.11.1mm m m b l A blmm mm A A =⨯=⨯===⨯==取考虑 因为基础宽度不大于3m ，因此不再修正a f§12.3.2 地基承载力验算基底抵抗矩()322184.56.34.26161m m m bl W =⨯⨯==基础及台阶上土自重N m kN mm m dA G G k 36.207/2064.82.132=⨯⨯==γ 基底边缘最大最小应力计算kPa kPa m kNm kN m kN kN W V M A G N p p 33.21014.216184.582.565.027.1164.836.20796.163465.032min max =⨯+⋅±+=+±+=验算基础底面应力()()，安全、，安全）、（kPa kPa f kPa p kPa f kPa kPa kPa p p a a 2.3132612.12.114.216)2(26124.213233.21014.21621max min max =⨯=<==<=+=+§12.3.3 计算基底净反力m lm kN kN kN m kN G N V M e 6.06102.936.20796.163482.565.027.1165.03-0=<⨯=+⨯+⋅=++=净偏心距2320max 2/14.1926.3102.961/23.18961/23.1896.34.296.1634m kN m m m kN l e bl F p m kN mm kNbl F p j j =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+==⨯==-§12.3.4 基础高度计算⑴、柱边截面初步选择高度h ＝650mm ，h 0＝610mmb c +2h 0＝0.6+2×0.61＝1.82m <b ＝2.4m ，则取b b =b c +2h 0。
第三章--柱下独立基础设计
承载力特征值的修正：
f a f a k b b 3 d m d 0 . 5
3.3 钢筋混凝土独立基础设计
一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸 设计时，先选定埋深d并初步选择基底尺寸，求
得持力层承载力设计值fa ，在按下列条件验算并调整
尺寸直至满足设计要求。 1、对于中心受压基础：
（条形）
fa Gd
注意： d为基础平均埋深。
3.2 地基承载力的确定
1、地基承载力： 地基在保证其稳定的前提下，满足建筑物各类变形要 求时的承载能力。
2、地基承载力的确定方法： a、根据《规范》表格确定； b、按静载荷试验方法确定； c、根据土的强度理论计算确定； d、根据相邻条件相似的建筑物经验确定。
按地基载荷试验确定地基的承载力特征值： 在现场通过一定尺寸的载荷板对扰动较
少的浅部地基土体直接加荷，所测得的成 果一般能反映相当于1~2倍载荷板宽度的 深度以内土体的平均性质。
0
p
s
按载荷试验成果确定 地基承载力特征值
承载力特征值的确定：
1.当p~s曲线上有比例界限
时，取该比例界限所对应的荷载值； 2.当极限荷载小于对应比例界限的荷载
值的2倍时，取极限荷载值的一半； 3.当不能按上述二点确定时，如压板面
合理选择地基持力层。另外，选择基础 埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态。 （渗流力、浮托力）
四、相邻建筑物的基础埋深 当存在相邻建筑物时，新建建筑物的基
础埋深不宜大于原有建筑物的基础埋深。 当埋深大于原有建筑物的基础埋深时，
两基础之间应保持一定净距，其数值应根 据原有建筑物荷载大小、基础型式和土质 情况而定。
第三章 柱下独立基础设计
地基基础设计必须根据建筑物的用途 和安全等级、平面布置和上部结构类型， 充分考虑建筑场地和地基岩土条件，结合 施工条件以及工期、造价等各方面要求， 合理选择地基基础方案，因地制宜、精心 Hale Waihona Puke 计，以保证建筑物的安全和正常使用。
柱下独立基础精选全文
（4）基础构造处理，以防止发生其他问题。
2
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：
p N F G ≤ AA
fa
fa
—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；
F A
对于偏压基础:
p j max
j m in
F A
M W
7
（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。
8
冲切破坏面
9
Fl 0.7hp ft amh0
式中:
冲切荷载 Fl p j Al
计算长度:
am
at
ab 2
hp ―受冲切承载力截面高度影响系数
10
11
对于矩形柱下矩形基础，由图不难看出：
Al
b 2
hc 2
h0 l
l 2
bc 2
2
h0
当基底宽度小于四棱台底面宽度时，则：
W —与对应的基础底面的抵抗矩，
取 W l b2 6
e M N 代入上式则:
pmax
m in
N bl
1
6e b
4
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Fra bibliotek 基础近边为a，且
柱下独立基础设计算例
柱下独立基础设计算例设计要求：设计一座独立柱基础，承受一个柱子的荷载。
柱子的尺寸为0.4米×0.4米，柱子的荷载为1000千牛，土壤的容重为18千牛每立方米，承载力因子为3.5，地下水位以下，土壤的重度为15千牛每立方米。
设计流程：1.根据柱子的尺寸，计算出柱子的面积为0.16平方米。
2.根据柱子的荷载和承载力因子，计算出柱子的设计承载力为1000/3.5=285.71千牛。
3.计算柱子的单位面积承载力为285.71/0.16=1785.69千牛每平方米。
4.根据土壤容重和重度，计算出土壤的有效重度为(18-15)=3千牛每立方米。
5.根据单位面积承载力和土壤的有效重度，计算出土壤的承载力为1785.69/3=595.13千牛每平方米。
6.根据柱子的设计承载力和土壤的承载力，计算出柱子的有效直径为285.71/595.13=0.48米。
7.选择柱子的实际直径为0.5米，计算出柱子的截面积为0.1963平方米。
8.根据柱子的截面积和土壤的有效重度，计算出柱子的自重荷载为0.1963×15=2.94千牛。
9.根据柱子的设计承载力和柱子的自重荷载，计算出柱子的荷载调整系数为285.71/2.94=97.1810.根据柱子的设计承载力和荷载调整系数，计算出柱子根底面积为285.71/97.18=2.94平方米。
11.根据柱子根底面积，计算出柱子的底面直径为√(2.94/π)=1.93米。
12.根据柱子的底面直径和柱子的实际直径，选择环形基础，内径为0.5米，外径为2米。
13.根据基础的形状和尺寸，计算出基础的面积为π(2^2-0.5^2)=12.57平方米。
14.根据基础的面积和柱子的底面积，计算出基础的底面压力为285.71/12.57=22.7千牛每平方米。
设计结果：根据上述计算，设计出的柱下独立基础为环形基础，内径为0.5米，外径为2米。
基础的底面压力为22.7千牛每平方米，满足设计要求。
基础工程课程设计(柱下独立基础)
基础工程课程设计1 柱下独立基础设计姓名：学号：班级：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6.5m ×6.5m,柱截面尺寸为400mm ×400mm;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=2520kN ；F k =2800kN,M k =逆时针,H k =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,γ=17kN/m 3；②～2.0m,粉质粘土,γ=18kN/m 3,I L =,Es=,f ak =185kPa ；③～6.0m,粉土粘粒含量为8%,γ=19kN/m 3, Es=,f ak =300kPa ； 地下水位在地面下6.0m 处; ④～10.0m,粘土,γsat =19kN/m 3,0e=,L I =, Es=,f ak =280kPa ；⑤～12.0m 为淤泥质粘土,饱和容重sat γ=m 3, f ak =146kPa,压缩模量s E =; ⑥12.0m 以下为密实粘性土,γsat =20kN/m 3,0e=,L I =, Es=30MPa,f ak =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一． 选择基础类型及材料选择柱下独立基础,基础采用C20混凝土,HPB235级钢筋,预估基础高度; 二．选择持力层确定基础埋深选择③号土层为持力层,基础进入持力层;基础埋深为2+=;三．确定地基承载力特征值查表2-15得,;基底以上土的加权平均重度为：持力层承载力特征值为：四．确定基础底面尺寸取柱底荷载标准值：F k=2800kN,M k=,H k=50kN;基础底面积为：由于偏心不大,基础底面积按20%扩大,即：初步选定基础底面积五．地基验算1.持力层地基承载力验算符合要求;偏心距：符合要求;基底最大压力：符合要求;2.抗冲切承载力验算1基底净反力：2判断冲切椎体是否在基础底面以内：基础有效高度：有垫层在基础底面以内;3计算参数符合要求;3.软弱下卧层验算⑤号土层为软土,需进行验算;查表2-15得,;由于,故应力扩散角.符合要求4.地基沉降计算第一层土：第二层土：第三层土：故计算时取至基底下第二层土;查表2-20可得：故取地基以下两层满足规范要求;查表2-18可得：满足要求; 六．配筋计算基底净反力：取18根直径20mm钢筋取18根直径16mm钢筋布筋如下图：。
【精品】柱下钢筋混凝土独立基础设计
【精品】柱下钢筋混凝土独立基础设计精品柱下钢筋混凝土独立基础设计，是指对柱式结构物（如桥梁、水坝、堤坝等）进行抗剪设计，安装结构物基础时，设计钢筋混凝土独立基础，来承载轴力、剪力和地震受力，尤其是大型结构物柱底安装基础时，独立基础可替代混凝土桩基础或桩集基础，从而减少桩基施工对环境的影响。
柱下钢筋混凝土独立基础的设计一般包括：结构设计、结构检验、混凝土工程测试、地基处理和原材料采购等，各项设计要求根据建筑物的荷载大小、规模，以及现场地质条件等因素进行全面评估，结合结构优化与节约，进行最佳设计方案确定。
1、地基处理安装结构物前，需要必要的地基处理，以确保结构安全可靠。
主要处理方案有：安装时保持柱下两侧的土体 + 埋深自耦合连接器 + 排水措施 + 受力状态简化等，以减少柱受力的影响，进而奠定该基础设计的坚实基础。
2、结构设计对于柱下钢筋混凝土独立基础，首先必须有合理的设计图，以及基础下深入地基、极限状态受力计算、混凝土浇筑面积、箍筋充填量等，并根据不同工况下计算出柱底深入地基、连接器深度、螺栓孔径及对地基做平整处理等问题，以确定柱受力状态分析。
3、结构检验在结构设计完成后，应对结构进行检验，以确定基础是否符合设计要求。
检验重点包括：设计荷载的极限状态受力计算；混凝土抗压及抗折强度符合要求；钢筋锈蚀、钢混凝土等截面尺寸符合设计要求；地基锚固及螺栓连接状态正常；其它满足工程要求等。
4、混凝土工程测试安装基础工程过程中，在混凝土浇筑之前，应进行全面检测，包括桩体振动、土体强度测试、螺栓锚固效果测试、混凝土材料质量KK检测等，并对混凝土进行抗折强度、抗压强度等工程测试，以保证基础下浇混凝土质量，减少承载轴力、剪力和地震受力等情况出现失灵的可能性。
5、原材料采购柱下钢筋混凝土独立基础设计过程中，原材料进行采购需要遵守技术要求，质量必须有保障，不仅应考虑物料价格，同时还需要考虑其质量、厂家信誉等因素，以确保承受力设计的工程质量。
柱下独立基础设计(共10张PPT)
单层排架、多层框架结构一般采用独立基础、条形基础和桩基础。 按基础受弯承载力计算板底配筋；
3. 按基础受弯承载力计算板底配筋； 力计算板底配筋； 当有垫层时，受力钢筋的保护层厚度不宜小于35mm，无垫层时不宜小于70mm。
1.确定基础底面尺寸
已知：上部结构传来的力（轴力、弯矩和剪力标准值）、地基 承载力特征值，确定基础底边长。
1）轴心受压 2）偏心受压
计算步骤：
1）按轴压计算公式初步确定基础底面面积；
2）考虑偏心影响，将初定基底面积扩大10％～40%； 3）确定基底边长比值 l / b=1.5～2.0； 4）计算基础底面边缘最大和最小压应力； 5）按地基承载力验算公式进行验算。
2.基础高度确定
根据柱与基础交接处混凝土抗冲切承载力要求确定。
Fl 0.7hpftbmh0
bm(bt bb)/2 Fl ps A
计算阶梯形基础的受冲切承载力截面位置
3.底板钢筋计算
基础类型：独立基础、柱下条形基础、十字交叉基础、伐板基础、箱形基础和桩基础 根据柱与基础交接处混凝土抗冲切承载力要求确定。 构造处理及施工图绘制 已知：上部结构传来的力（轴力、弯矩和剪力标准值）、地基承载力特征值，确定基础底边长。 （2）基础本身的安全性、耐久性。 单层排架、多层框架结构一般采用独立基础、条形基础和桩基础。 基础底板的边长大于时2. 基础选型应考虑的主要因素:（1）上部结构的结构形式、层数、荷载的大小、结构的重要性； 按基础受弯承载力计算板底配筋； 3）确定基底边长比值 l / b=1. 轴心受压基础的底面一般采用正方形； 基础下通常要做低强度混凝土（宜采用C10）垫层，其厚度宜为50～100mm。 基础工程是隐蔽工程。 当有垫层时，受力钢筋的保护层厚度不宜小于35mm，无垫层时不宜小于70mm。 对于现浇柱基础，如与柱不同时浇灌，其插筋的根数及直径应与柱内纵向受力钢筋相同。 锥形基础的边缘高度不宜小于200mm；
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杯型基础
式子（2.7.2）确定基础底面积A （2）选择基础底面宽度b A/b即为另一边长l 偏心受压基础的设计 （1）按轴心受压基础初步估算底面面积 （2）计算基础底面内力 （3）计算基础压力值 （4）验算地基承载力
2、基础高度的验算
验算的原因 基础在承受柱传来的荷载时,如果柱的周 边或变阶处的高度不够，将会沿这些界 面产生冲切破坏。 验算时若不满足书上式子（2.7.9），应 增大基础高度，并重新进行验算，直至 满足为止。当基础底面落在从柱边或变 阶处向外扩散的45度线以内时，不必验 算该处的基础高度。
4、基础配筋构造要求
（1）基础采用混泥土强度等级不应低于C20；垫层混泥土强度等 级应为C10 （2）垫层的厚度一般为100mm，不宜小于70mm （3）垫层四周应伸出基础100mm （4）钢筋宜采用HRB400，HRB335级或HPB300级 （5）基础底板受力钢筋直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm， 也不宜小于100mm。短边方向的钢筋应置于长边方向的钢筋之上 （6）当有垫层时，钢筋保护层的厚度不应小于40mm；无垫层时不 应小于70mm (7)当柱下钢筋混凝土独立基础的边长大于或等于2.5m，底边的受 力钢筋长度可取边长的0.9倍，并宜交错布置 （8）当柱为轴心受压或小偏心受压且t/h2>=0.65时，或大偏心受 压且t/h2>=0.75时，杯壁可不置筋;当柱为轴心受压或小偏心受压 且0.5<=t/h2<=0.65时，杯壁可按书上148页表2.7.1构造配筋；其 它情况应按计算配筋
柱下独立基础的设计
组长： 组员：
主要内容 1、基础底面尺寸的确定 2、基础高度的验算 3、基础底板配筋计算 4、基础配筋构造要求
基础的分类
（1）按使用的材料分为：灰土基础、砖基础、毛石 基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础。 （2）按埋置深度可分为：浅基础、深基础。埋置深 度不超过5M者称为浅基础，大于5M者称为深基础。 （3）按受力性能可分为：刚性基础和柔性基础。 （4）按构造形式可分为条形基础、独立基础、满堂 基础和桩基础。
3、基础配筋的计算
（1）轴心受压基础 基础底板两个方向的配筋均应取柱与基础交 接处和基础变阶处计算所得钢筋截面面积的 较大者。 （2）偏心受压基础 对于矩形基础，当台阶的高宽比tan a<=2.5 时和偏心矩e<=b/6时，才可应用式（2.7.14） 或式（2.7.15）计算基础底板相应截面的弯 矩。