1、柱下鋼筋混凝土獨立基礎設計設計題目：某教學樓為多層現澆鋼筋混凝土框架結構，室外地坪標高同自然地面，室內外高差 450mm。柱網布置如圖所示。基礎方案采用柱下鋼筋混凝土獨立基礎。該地區地勢平坦，無相鄰建筑物，經地質勘察，工程地質資料：自上而下依次為:雜填土：厚約 0.5m,含部分建筑垃圾；粉質粘土：厚1.2m,軟塑，潮濕，承載力特征值fak=130KN/m 2;粘土：厚1.5m,可塑，稍濕，承載力特征值fak=210KN/m 2；全風化砂質泥巖：厚2.7m,承載力特征值fak=230KN/m 2;強風化砂質泥巖：厚3.0m,承載力特征值fak=300KN/m 2;中風化砂質泥巖：厚4.0m,承載

2、力特征值fak=620KN/m 2;地基巖土物理力學參數表表1地層代號土名天然地基土重度(Y)孔隙比(e)凝聚力(c)內摩 擦角 ()壓縮系數(a1-2)壓縮模量(Es)抗壓強度(frk)動力觸探或標準貫入擊數KN/m3KPa度MPa 1MPaMPa雜填土18粉質粘土200.6534130.2010.0粘土190.5825230.228.2全風化砂質泥巖2022300.8N=40強風化砂質泥巖2220253.0N63.5 = 15中風化砂質泥巖2415404.0N63.5 = 25水文資料為：地下水對混凝土無侵蝕性，地下水位深度位于地表下1.5m。建筑物所處場地抗震設防烈度為7度，場地內無可液

3、化土。設計參數：柱截面尺寸為500mme 500mm。上部結構作用在 B軸柱底的荷載標準值為Fk=1615 KN , Mk =125 KN?m , Vk =60 KN ;上部結構作用在 B軸柱底的荷載效應基本組合 設計值為 F =2100 KN , M =163 KN?m , V =78 KN。根據以上提供的設計資料，完成以下內容的設計：（一）確定基礎埋置深度（二）確定地基承載力特征值（三）確定基礎的底面尺寸（四）持力層強度及下臥層驗算（五）確定基礎的高度（六）基礎底板配筋計算（七）繪制基礎結構施工圖（含平面圖、詳圖） ，提出必要的技術說明（八）編制設計計算書柱下鋼筋混凝土獨立基礎設計計算書1

4、 .確定基礎埋置深度地下水位于地表下1.5m且對混凝土結構無侵蝕性。而由于荷載值較大，故初步選定號土層為持力層。又取基礎底面時最好取至持力層下0.5m,所以考慮取室外地坪到基礎底面距離為 0.5+1.2+0.5=2.2m。2 .確定地基承載力特征值號土層承載力特征值fak=210KN/m 2；由于可塑號土層性質為可塑，則液限：0.25 IL 0.75,則查表可得，b=0.3, d=1.6。基底以上土的加權平均重度為：316.1KN /m。0.5 18 1 20 0.2 (20 10) 0.5 (19 10) m0.5 1.2 0.5故持力層承載力特征值fa (先不考慮對基礎寬度修正值)為：fa

5、fakd m(d 0.5) 210 1.6 16.1 (2.2 0.5) 253.8Kpa上式d按室外地面算起。3 .確定基礎的底面尺寸柱底荷載標準值為：Fk 1615KN ,Mk 125KN m,VK 60KN。基礎剖面圖如下：1d 2.2 2.2 0.452.425m2基礎剖面簡圖則基礎平均埋置深度為:采用矩形基礎。令基礎長寬比為n l/b 1.25 ,則基礎基底面積為 A bl 1.25b2。基礎荷載因有偏心，初定時，將面積增大 20%,則：1.25b2 英fa Gd whw1.2 1615253.8 20 2.425 10 0.79.13m2故得:因此,因bGkGdwhw A 20 2

6、.425 10 0.79.18 380.97KN偏心距：e0MkFkGk125 60 2.21615 380.970.13m - 60.57m, 滿足要求。b 2.70m,l 1.25b 3.38m取：b 2.7m,l 3.4m, A bl 9.18m22.7m 3m ,故無需再對地基承載力特征值進行修正。4.持力層強度及下臥層驗算基礎自重和基礎上的回填土重基底最大壓應力:FkGk .pkmax16e0l1615 380.976 0.139.183.4267.2Kpa 1.2 fa 304.6Kpa基底最小壓應力:FkGkpk min.1A6e0l1615 380.976 0.139.183.

7、4167.6Kpa 0,滿足要求。PkmaxPkminpk2一F =2100 KN,M =163 KN?m , V =78 KN。267.21676_ 217.4Kpa fa 253.8Kpa ,滿足要求。由于不存在軟弱下臥層，故無需對下臥層進行驗算。計算基底凈反力：柱底荷載效應基本組合設計值為:凈偏心距為:則:ek0Pjlb163 78 2.2 0.16m21002100Kpa 228.8Kpa3.4 2.7基礎邊緣處的最大和最小凈反力為:pjminx pj 1 6eko228.8 1 6 30416293.3 Kpa164.35.確定基礎的高度1 ：柱邊截面柱邊截面沖切驗算簡圖如下:柱邊截

8、面沖切驗算簡圖基礎選用 C20 混凝土，HRB400 級鋼筋，查得 ft 1.10N / mm2, fy 360N / mm2墊層采用 C10混凝土。初步選定基礎高度h=800mm,分兩個臺階，每階段高度均為400mm。20則：h0800 40 一 mm 750mm, bc 500mm, 1c 500mm。2因為：h 800mm,所以 hp 1.0。 pb+2h0= 500 2 750 mm=2000mm b 2700mm c 0因偏心受壓，故計算時Pj取Pjmax。2則沖切力:p j maxbbc2 2293.33.40.50.752.72.7收 0.75518.41KN抗沖切力：0.7 h

9、pft bc+h0 h00.7 1.0 1100 0.5 0.75 0.75721.88KN 518.41KN ,滿足要求。2:變階處截面變階處截面沖切驗算簡圖如下:取：l11.7m,b11.35m,則匕+2廿 1.35 20.35 m=2.05m b 2.7m則沖切力:pj max293.33.41.70.352.72.721.350.3523G0 8bO 8S0 3SC一3九1364.98KN抗沖切力：0.7 hpft b1+hd h010.7 1.0 1100 1.35 0.35 0.35458.15KN 364.98KN ,滿足要求。6.基礎底板配筋計算選用 HRB40ca鋼筋，fy

10、360N/mm-變階處截面沖切驗算簡圖20對下階：h| 400mm,h01400 40 一 mm 350mm 。計算簡圖如下圖所示：IVII偏心荷載作用下的獨立基礎簡圖1:基礎長邊方向由于長邊方向有偏心，故米用公式:一 1,2 ，M I p j maxp jllac2bbc。48l a.對 I-I 截面： 力 pjmin_2l Pjmax pjmin3.4 0.5164.3 293.3 164.32 3.4238.3Kpa1.則：M IpjmaxpjIl481= 293.3 238.32ac 2b b cc23.4 0.52 2.7 0.548=549.5KN ?mAsMI0.9fyh0549

11、.5 1062mm0.9 360 7502261mm2同理，對 III-III 截面： pjIII pjminl-l pjmax pjmin3 4 1 72 3.4164.3 293.3 164.3261.1Kpa1. . 2人:M IIIpjmax pjIII l l1 2b bi4812=293,3 261.1 3.4 1.7 2 2.7 1.3548=225.3KN ?m4225.3 106 mm, 1987mm20.9fyho1 0.9 360 350比較Asi與Asm ,應按Asi配筋，現于2.7m寬度范圍內配鋼筋12140 ,，2700222根數 nzlrr1 20 （根），As2

12、0 113.1mm22262mm22261mm21402：基礎短邊方向由于短邊方向沒有偏心,Mii故采用公式：1p j max p j min482bbc2lac 。設采用10鋼筋，短邊方向鋼筋鋪在長邊方向鋼筋之上,則:h°ii10800 40 12 一 2mm 733mm1. 2對 ii-ii 截面，Mu Pj max Pjmin b bc2l %48293.3 164.3 2.7 0.5 2 2 3.4 0.548336.8KN ?mAsiiMii336.8 1060.9fyh0ii0.9 360 7332 mm1418mm212對 iV-iV 截面，Miv Pjmax Pjmin b b121al48293.3 164.3 2.7 1,35 2 2 3.4 1.748147.7KN ?mAsiVMiV147.7 1060.9fyh0iV0.9 36