柱下钢筋混凝土独立基础设计

柱下钢筋混凝土独立基础设计任务书（一）设计题目某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构，柱下独立基础，柱网布置如图所示，试设计该基础。

（二）设计资料⑴工程地质条件该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察：持力层为粘性土，土的天然重度为18 kN/m3，地基承载力特征值f ak=230kN/m2，地下水位在-6.3m处。

相关数据可查阅规范。

⑵给定参数柱截面尺寸为450mm×450mm，在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合，荷载由上部结构传来有以下五种情况：①单柱轴心荷载为900kN，弯矩值为100kN·m，水平荷载为20kN。

②单柱轴心荷载为850kN，弯矩值为80kN·m，水平荷载为15kN。

③单柱轴心荷载为850kN，弯矩值为90kN·m，水平荷载为15kN。

④单柱轴心荷载为800kN，弯矩值为70kN·m，水平荷载为10kN。

⑤单柱轴心荷载为800kN，弯矩值为50kN·m，水平荷载为10kN。

⑶材料选用混凝土：采用C20（可以调整）（f t=1.1N/mm2）；钢筋：采用HRB335（可以调整）（f y=210 N/mm2）。

（三）设计内容(只需设计一个独立基础)⑴定基础埋置深度；⑵定地基承载力特征值；⑶确定基础的底面尺寸；⑷确定基础的高度；⑸基础底板配筋计算；⑹绘制施工图（平面图、详图）。

（四）设计要求⑴计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂。

⑵制图要求所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为仿宋字。

（五）设计成果要求课程设计结束各位同学须按时提交以下成果并统一用档案袋装好：⑴设计任务书一份；⑵设计计算书一份；⑶基础设计施工图纸一张（A1#图纸）图纸应该包括：基础平面布置图、基础配筋图、基础配筋详图以及相应的剖面图等。

（六）具体各组设计任务如下：(2~3人一组)第一组：设计第①种荷载下的柱下独立基础；第二组：设计第②种荷载下的柱下独立基础；第三组：设计第③种荷载下的柱下独立基础；第四组：设计第④种荷载下的柱下独立基础；第五组：设计第⑤种荷载下的柱下独立基础。

柱下钢筋混凝土独立基础设计Ⅰ设计资料一、设计题目某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构，采用柱下独立基础，柱网布置如图1-3所示，试设计该基础。

1-3柱网布置图二、设计资料（一）工程地质条件该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察：持力层为粘性土，土的天然重度为18kN/m3，地基承载力特征值akf=230kN/m2，地下水位在-6.3m处。

（二）给定参数柱截面尺寸为450mm×450mm，在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合，由上部结构传来轴心荷载为8000kN，弯矩值为70kN·m，水平荷载为10kN。

（三）材料选用混凝土：采用C20（可以调整）（21.1N/mmtf=）钢筋：采用HPB235（可以调整）（2y210N/mmf=）Ⅱ 设计内容一、设计依据1.建筑结构设计术语 （GB/T50087-97）2.建筑结构荷载规范 （GB 50009-2001）3.砌体结构设计规范 （GB 50003-2001）4.建筑地基基础设计规范 （GB 50007-2002）5.混凝土结构设计规范 （GB 50010-2002）6房屋建筑制图统一标准 （GB/T50001-2001）7.建筑结构制图标准 （GB/T50105-2001）二、设计步骤（一）假定基础埋置深度d=1.0m ，将该独立基础设计为阶梯型，取基础高度为650m ，基础分两级，室内外高差450mm（二）确定地基承载力特征值a f 假设b ＜3m ，因d=1.0m ＞0.5m ，故对地基承载力特征值只需进行深度修正＝239]0.5﹚-﹙1.0×18×1.0[230＝0.5-d γη)m(d ++=ak a f f（三）确定基础的底面尺寸1.初步估算基底面积首先按轴心受压估算0A＝1.225m m ﹚20.45＝﹙﹙1.d + ＝3.73㎡1.225×239﹣39800＝d γfa －F ≥G K 0A考虑偏心荷载的影响，将0A 增大20%＝4.476㎡3.73×＝1.2＝1.2A 0A取矩形基础长短边之比/ 1.5l b =，＝1.73m m 1.54.476＝1.5A ＝b 取b=1.8m ， l =2.7m ＝4.86㎡2.7×＝1.8A（四）持力层强度验算 作用在基础形心的竖向力值、力矩值分别为 ﹚＝919.07K N 1.225×4.86×＝﹙﹙800＋2d A γ＝800＋＋G mK K F ﹚＝76.5K N 0.65×＝﹙﹙70＋1h ＝M＋V K Mm ＝0.4562.7＝6L ＝0.083m＜07.91976.5＝＋G F M ＝K K K 0e （符合规范要求）﹚2.70.083×6±﹙14.86919.07＝)L 6e ±(1A ＋G F ＝0K K k max k min P ＝286.8KPa 239×＝1.21.2f ≤a 154.23223.99＝a KP ＝2＋P P ＝k min k max K P ＝239KPa ＜f a ＝189.11KP 2＋154.2399.223a 故持力层满足要求（五）基础高度验算。

现选用混凝土强度等级C20，钢筋HPB235，查得混凝土C20 21.1N /mm t f =，钢筋HPB235 2y 210N /mm f =地基净反力＝A1.35G －＝1.35P A G －＝P K max max max j P 269.31KPa ﹚KPa 4.86 1.225×4.86×20×1.35－223.99×﹙1.35= ＝A1.35G －＝1.35P A G －＝P K min min min j P 175.14KPa ﹚KPa 4.86 1.225×4.86×20×1.35－154.23×﹙1.35=设h=650mm ，有垫层基础，则0h =650-40=610mm ；下阶1h =350mm,上阶01h =310mm ；z1a =1200mm ，z1b =800mm 。

基础高度及配筋如图1-4图1-4基础高度及配筋图柱边截面：.8m ＝1.67m＜b＝10.61×＝0.45＋2＋2h 0z b ＝2A 00z ﹚h ＋h ﹙b ＝﹙0.45+0.61﹚×0.61＝0.65㎡ 20c 01﹚－h 2b －2b ﹚b－﹙－h 2a －2L ＝﹙c A2－0.61﹚20.45－21.8－﹙1.8×－0.61﹚20.45－22.7＝﹙＝0.923㎡ ＝248.57KN 269.31KN ×＝0.923P ＝A m ax j 11F ＝248.57KN ＝500.5KN＞F 0.65KN ×1100×1.0×＝0.7A f β7.012t hp符合要求变阶处截面：z101b 2h 0.820.311.42m b 1.6m ++⨯===﹤符合要求21110101222()()22222.4 1.2 1.60.8[(0.31) 1.6(0.31)]m 0.4559m 2222z z a b b b A h b h =-----=--⨯---=2210101()[(0.80.31)0.31]0.3441z A b h h m =++⨯==11(0.4559279.99)127.65jmax F A p kN kN==⨯=210.70.7 1.011000.3441264.96127.65hp t f A kN F kNβ=⨯⨯⨯=>=（六）底板配筋计算1、计算基础长边方向，Ⅰ—Ⅰ截面Ⅲ—Ⅲ截面比较s I A 和s A Ⅲ，应按s I A 配筋，在 1.6m 宽度范围内配12Φ14@130钢筋As=11842mm ＞1156.902mm ）2、计算基础短边方向，Ⅱ—Ⅱ截面22()22.40.5[127.33(279.99127.33)]/219.56/2 2.4z jI jmin jmax jmin l a p p p p l kN m kN m +=+-+=+-=⨯21121()(2)()481[(2.40.5)(2 1.60.35)(279.99219.56)]133.3848z z jmax j M l a b b p p kN m kN m =-++=-⨯++⋅=⋅6220s 133.38101156.900.90.9210610I I y M A mm mm f h ⨯===⨯⨯12()22.4 1.2127.33(179.99127.33)241.83/2 2.4z jI jmin jmax jmin l a p p p p l kN m +=+-+=+-=⨯21121()(2)()481(2.4 1.2)(2 1.60.80)(279.99241.83)62.6248z z jmax jI M l a b b p p kN m =-++=-⨯++=⋅Ⅲ6220s 62.621010680.90.9210310y M A mm mm f h ⨯===⨯⨯ⅢⅢ2min 21()(2)()481[(1.60.35)(2 2.40.50)(279.99127.33)]70.2748z z jmax j M b b l a p p kN m kN m =-++=-⨯++⋅=⋅ⅡⅣ—Ⅳ截面比较As Ⅱ和As Ⅳ，应按As Ⅱ配筋，在 2.4m 宽度范围内按构造配12Φ12@180钢筋（As=6282mm ＞609.512mm ） （七）绘制施工图（见附录）620s 70.2710609.510.90.9210610y M A mm f h ⨯===⨯⨯ⅡⅡ211min 21()(2)()481[(1.60.8)(2 2.4 1.2)(279.99127.33)]32.5948z z jmax j M b b l a p p kN m kN m =-++=-⨯++⋅=⋅Ⅳ6220s 32.5910556.230.90.9210310y M A mm mm f h ⨯===⨯⨯ⅣⅣ。