柱下独立基础设计计算书

柱下独立基础课程设计

12 土木工程（2）班

班

级：

姓

丘俊宏

名：

学

号：1208080703230

二0—四年十二月三十一日

柱下独立基础设计计算书

设计资料

B轴柱下独立基础，10号荷载：

柱底荷载效应标准组合值：F k=2205kN M k=309kN - m V k=117kN。

柱底荷载效应基本组合值：F=2866kN M=402kN m V=153kN

持力层选用③号土层，承载力特征值f ak=180kPa,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

二、独立基础设计

1、选择基础材料

基础采用C25混凝土，HRB335级钢筋，预估基础高度0.8m。

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：粉质黏土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值f ak=130kPa

③号土层：黏土，层厚1.5m,可塑，稍湿，承载力特征值f ak=180kPa

④号土层：细砂，层厚2.7m,中密，承载力特征值f ak=240kPa

⑤号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值f ak =340kPa

拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位于地表下 1.5m。

取基础底面高时最好取至持力层下0.5m，本设计取③号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+0.5=2.2m.由此得基础剖面示意图，如图一所示。

3、求地基承载力特征值f a

根据黏土e=0.58 ，I L =0.78 ，查表得b=0.3，d=1.6。基底以上土的加权平均重度为：m=[18 X 0.5+20 X 1+(20—10) X 0.2+ (19.4 —10) X 0.5] / 2.2=16.23kN / m 3 持力层承载力特征值f a (先不考虑对基础宽度修正)为：

f a=f ak+ d m(d—0.5) =180+1.6X16.23X(2.2—0.5) =224.15kPa 上式d 按室外地面算起。

4、初步选择基地尺寸

取柱底荷载标准值：F k =2205kN, M k =309kN • m V k=117kN=

计算基础和回填土重G k 时的基础埋置深度为：

d=1/2X(2.2+2.65) =2.425m

基础底面积为：

A0=F k/ ( f a—G d) =2205/ (224.15 —0.7 X 10—1.725 X 20) =12.07 m2 由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即

A=1.2A0=1.2X12.07=14.48 m

初步选定基础底面面积A=l b=4X 4=16m

因基底宽度超过3m地基承载力特征值还需重新进行宽深修正。地基承载力特征值宽深修正

f a=224.15+ b (b—3) =224.15+0.3 X19.4X (4—3) =229.97kPa

基础底面面积为：

A0=F k/( f a—G d) =2205/(229.97—0.7X10—1.725X20) =11.70 m A=1.2

A0=1.2X11.70=14.04 m

实际采取基底面积为4X4=16m>14.04m

5、验算持力层地基承载力

基础和回填土重为:

G k = G d A= (0.7 X 10+1.725 X 20)x 16=664kN

基底抵抗矩为:

W= l • b 2 / 6=4 X 42 / 6=10.67m3

基底边缘最大与最小应力为：

=[(F k + GQ /A] ±

( M k /W)=[(2205+664) / (4X 4)] ± [(309+117 X 0.8) / 10.67]

217.05

141.57 kPa

验算基础底面应力

®( P kmax +P kmin ) / 2= (217.05+141.57 ) / 2=179.31kPa< f a =229.97kPa,安全。 ② p kmax =217.05kPa<1.2 f a =1.2 X 229.97=275.96kPa ，安全。 所以，最后确定基础底面面积长 4m,宽4m

6、计算基底净反力

取柱底荷载效应基本组合设计值： F=2866kN M=402kN m V=153kN

基础边缘处的最大和最小净反力为：

kmax

P kmin

P；需=F/ A±M/ W=[2863 (4X 4)]±[(402+153 X 0.8) /

10.67]

7、基础高度（采用阶梯形基础）228.28 kPa 129.98 kPa

图二冲切验算简图

（a ）柱下冲切

（b ）变阶处冲切

初步选定基础高度h=800mm 分两个台阶，每阶高度均为400mm 有垫层

则有： h 0 =h 45=755mm

因为 b b =b t +2 h 0 =0.5+2 X 0.755=2.01m

l =4m , b=2.8m, b b =2.1m, b t =0.5m,可

得：b m = ( b b + b t ) / 2= (500+2010 / 2=1255mm

因偏心受压，P s 取 P smax =228.28kPa , f t =1.27N / mm 2=1270kPa hp =1。根据 公式得:

h 0 =755mmi ( b t 、厂C ) =* X ( 0.5+ . 0.52一3.22 )=681.40mm 满足要求。

②变阶处抗冲切验算 由于有

b t =2.25m, h o =400—45=355mm

所以

b b = b t +2h 0 =2.25+2 X 0.355=2.96m

取b b =2.96m 。因此，可得

b m = ( b b +b t ) /2= (2.25+2.96 ) / 2=2.61m

因偏心受压，p s 取 p smax =228.28kPa , f t =1.27N / mm 2 =1270kPa, hp

=1。根据

公式得：

C=

b 2 b t 2

42 0.52

1 0.7

hp P

s

0.7 1

1270 228.28

=3.22