柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一、柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)任務(wù)書（一）設(shè)計(jì)題目某教學(xué)樓為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，柱網(wǎng)布置如圖4-7所示，試設(shè)計(jì)該基礎(chǔ)。（二）設(shè)計(jì)資料⑴工程地質(zhì)條件該地區(qū)地勢(shì)平坦，無相鄰建筑物，經(jīng)地質(zhì)勘察：持力層為粘性土，土的天然重度為18kN/m3,地基承載力特征值4k=230kN/m2,地下水位在-7.5m處，無侵蝕性，標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.0m（根據(jù)地區(qū)而定）。⑵給定參數(shù)柱截面尺寸為350mmX500mm,在基礎(chǔ)頂面處的相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，由上部結(jié)構(gòu)傳來軸心荷載為680kN,彎矩值為80kN-m,水平荷載為10kN。⑶材料選用混凝土：采用C20（可以調(diào)整）（ft=1.1N/mm2）鋼筋：采用HPB235（可以調(diào)整）（f=210N/mm2）（三）設(shè)計(jì)內(nèi)容 7⑴確定基礎(chǔ)埋置深度⑵確定地基承載力特征值⑶確定基礎(chǔ)的底面尺寸⑷確定基礎(chǔ)的高度⑸基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算⑹繪制施工圖（平面圖、詳圖）（四）設(shè)計(jì)要求⑴計(jì)算書要求書寫工整、數(shù)字準(zhǔn)確、圖文并茂。⑵制圖要求所有圖線、圖例尺寸和標(biāo)注方法均應(yīng)符合新的制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖紙上所有漢字和數(shù)字均應(yīng)書寫端正、排列整齊、筆畫清晰，中文書寫為仿宋字。⑶設(shè)計(jì)時(shí)間三天。二、柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(一)確定基礎(chǔ)埋置深度d同前所述(二)確定地基承載特征值fa同前所述fa=fak+nby(b—3)+n/mm—0.5)(三)確定基礎(chǔ)的底面面積“"" dmFA三一匚一

f-y~義h式中各符號(hào)意義同前所述 a(四)持力層強(qiáng)度驗(yàn)算Pkmax

kminP+PP=——kmax kmink 2式中 pk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值(kPa)；pkmax——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值(kPa)；pkmin——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面邊緣的最小壓力值(kPa)；Fk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值kN)；Gk——基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重(kN)；A 基礎(chǔ)底面面積(m2)；e0 偏心距(m)；fa——修正后的地基承載力特征值(kPa)；l——矩形基礎(chǔ)的長(zhǎng)度(m)。(五)確定基礎(chǔ)的高度式中Fl——相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)作用在&上的地基土凈反力設(shè)計(jì)值(kN)；B——受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)h不大于800mm時(shí)，B取1.0；當(dāng)大于等于2000mm時(shí)，B取0.9,其間按線性內(nèi)插法取用；f——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(kPa)；am——沖切破壞錐體最不利一側(cè)計(jì)算長(zhǎng)度(m)；h0——基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度(m)。(六)底板配筋計(jì)算A=——l——； M=—(l-a1(2b+b)Cp +p)si0.9hf 148zzjmaxji°yA=——u—； M=~(b-b1(21+a% +p)sii0.9hf II48z z jmax jmin0y式中AsI、AsII——分別為平行于l、b方向的受力鋼筋面積(m2)；MI、MII——分別為任意截面I-I、II-II處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的彎矩設(shè)計(jì)值(kN?m)；l、b——分別為基礎(chǔ)底面的長(zhǎng)邊和短邊(m)；fy——鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)；pjmax、pjmin——相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的基礎(chǔ)底面邊緣最大和最小地基凈反力設(shè)計(jì)值（kPa）；pj1、p——任意截面I-I、II-II處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的基礎(chǔ)底面地基凈反力設(shè)計(jì)值（kPa）；az、bz——分別為平行于基礎(chǔ)長(zhǎng)邊和短邊的柱邊長(zhǎng)（m）；（七）繪制施工圖（2號(hào)圖紙一張）合理確定繪圖比例（平面圖1：100、詳圖1：20~1：30）、圖幅布置；符合《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》。三、參考文獻(xiàn).中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.孫維東主編.土力學(xué)與地基基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50003-2001）.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.沈克仁主編.地基與基礎(chǔ).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993四、設(shè)計(jì)實(shí)例.設(shè)計(jì)題目某教學(xué)樓為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，柱網(wǎng)布置如圖4-7所示，在基礎(chǔ)頂面處的相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，由上部結(jié)構(gòu)傳來的軸心荷載為680kN,彎矩值為80kN-m,水平荷載為10kN。柱永久荷載效應(yīng)起控制作用，柱截面尺寸為350mmX500mm，試設(shè)計(jì)該基礎(chǔ)。圖4-7柱網(wǎng)布置圖.工程地質(zhì)情況該地區(qū)地勢(shì)平坦，無相鄰建筑物，經(jīng)地質(zhì)勘察：持力層為粘性土（nb=0、nd=1.0）,土的天然重度為18kN/m3,矗=230kN/m2,地下水位在-7.5m處，無侵蝕性，標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.0m（根據(jù)地區(qū)而定）。.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

⑴確定基礎(chǔ)的埋置深度dd=Z0+200=(1000+200)mm=1200mm根據(jù)GB50007-2002規(guī)定，將該獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成階梯形，取基礎(chǔ)高度為650mm,基礎(chǔ)分二級(jí)，室內(nèi)外高差300mm，如圖4-8所示?；冒H打才”..心段111ii也1陣馴Imu工JL削小幻阿EH打才”..心段111ii也1陣馴Imu工JL削小ImbiL門；?F:：圖4-8基礎(chǔ)高度和底板配筋示意⑵確定地基承載特征值fa(1.2-0.5)]kN/m2=242.6kN/m2假設(shè)b<3m,因d=1.2m>0.5m故只需對(duì)地基承載力特征值進(jìn)行深度修正,f=f+nY(d(1.2-0.5)]kN/m2=242.6kN/m2akdm⑶確定基礎(chǔ)的底面面積h=-2+1=m=1.35m680f—Yxh242.6-18x1.35680f—Yxh242.6-18x1.35m2=3.11m2考慮偏心荷載影響，基礎(chǔ)底面積初步擴(kuò)大12%,于是A'=1.2A=1.2x3.11m2=3.73m2取矩形基礎(chǔ)長(zhǎng)短邊之比l/b=1.5,即l=1.5b,A '3.73 1uq——=二——=1.58m\-1.5 1.5取b=1.6m則l=1.5b=2.4mA=lXb=2.4X1.6m=3.84m2⑷持力層強(qiáng)度驗(yàn)算作用在基底形心的豎向力值、力矩值分別為F+G=680kN+YAh=(680+20x3.84x1.35)kN=783.68kNMKk=M+Vh=(80+10x0.65)kN?m=86.5kN?m86.5783.68m=°-1m<4=個(gè)=04m符合要求。pkmax

kmin6e——pkmax

kmin6e——0-

l783.68(3.84kN/m2=260.21kN/m；147.96kN/m2<1.茗=1.2X242.6kN/m2=291.12kN/m2PjJp…—PjJp…—kmax kmin2 kN/m2=204.09kN/m2<fa=242.6kN/m2故持力層強(qiáng)度滿足要求。⑸基礎(chǔ)高度驗(yàn)算現(xiàn)選用混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20,HPB235鋼筋，查得混凝土ft=1.1N/mm2=1100kN/m2,鋼筋f=210N/mm2。地基凈反力G 1.35Gp=p--=1.35p kjmax maxA kmaxA=(1.35x260.21-1.35x20x3.84x1.35=(1.35x260.21-1.35x20x3.84x1.353.84)kN/m2pjmin=314.83kN/m2G1”=p--=1.35pminAkmin1.35G KA=(1.35x147.96-1.35x20x3.84x1.353.84)kN/m2=163.3kN/m=163.3kN/m2由圖4-8可知，h=650mm,h0=610mm；下階h1=350mm，h01=310mm；41=1200mm，bz1=800mm。1）柱邊截面bz+2h0=(0.35+2X0.61)m=1.57m<b=1.6m(l(la7)——t--h122 0)b-Jh]222 0)\2\2-0.61)m2'絲-竺-0.611x1.6-116-些I2 2 )I2 2=0.5438m2=(b+h%=(0.35；0.61)x0.61m2=0.5856m2F=Ap=0.5438x314.83kN=171.2kN0.7pfA=0.7x1：0x1100x0.5856kN=450.91kN>F1=171.2kN符合要求：2)變階處截面bz1+2h01=(0.8+2X0.31)m=1.42m<b=1.6m(l-A-h]122 01J(2.41.2、-0.31(2.41.2、-0.31x1.6-J(1.60.8、-0.31Jm2=0.4559m2=(b+h尢=(0：8+0.31Jx0.31m2=0.3441m2F=Ap=0.4559x314.83kN=143.53kN0.7PfA=0.7x1.0x1100x0.3441kN=264.96kN>F1=143.53kN符合要求。hpt2⑹基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算1)計(jì)算基礎(chǔ)的長(zhǎng)邊方向，I-I截面柱邊地基凈反力TOC\o"1-5"\h\zl+a( )P=P+T-P)jI jmin 2l jmaxjmin=163.3+2.4+0.5(314.83-163.3)kN/m2_ 2x2.4 _=254.85kN/m2M=—(l-a)(2b+b)(p +p)I48z zjmaxjI=—(2.4-0.5、(2x1.6+0.35)614.83+254.85，N.m48=152.1kN?mIII-III截面:AsIM 1—

0.9fh0152.1x106III-III截面:AsIM 1—

0.9fh0152.1x106 mm2=1319.28mm20.9x210x610PjIII=P+1；:1(P —P)jmin2ljmaxjmin=163.3+2.4+1.2(314.83-163.3)kN/m22x2.4MIII=276.95kN/m2=—(1-a)(2b+b工+p)48 z1 z1jmaxjIII=—(2.4-1.2)2(2x1.6+0.8)314.83+276.95)kN.m48=71.01kN?m71.01x106mm2=1211.98mm2sIII0.9fh0.9x210x310比較AsI和ASIII，應(yīng)按0Asi配筋，在平行于1方向1.6m寬度范圍內(nèi)配12@12@140(&曰356mm2>1319.28mm2)。2)計(jì)算基礎(chǔ)的短邊方向，II-II截面MII=—(b-b)(21+aL+pMII48 z zjmaxjmin=—(1.6-0.35)2(2x2.4+0.5)314.83+163.3，N.m48=82.49kN?m,M82.49x106A= II-= mm2=715.5mm2sii 0.9fh0.9x210x610w-w