柱下独立基础课程设计汇本例题

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。

课程设计:题一：有一框架结构，4个框架柱均为800x800，如下图所示。

现已知1号柱，轴力F=850kN，弯矩Mx=10kN·M，My=20kN·M，剪力Vx=30kN,Vy=50kN；2号柱，轴力F=500kN，弯矩Mx=3kN·M，My=5kN ·M，剪力Vx=10kN,Vy=20kN；3号柱，轴力F=1100kN，弯矩Mx=15kN ·M，My=25kN·M，剪力Vx=2kN,Vy=3kN；4号柱，轴力F=1800kN，弯矩Mx=20kN·M，My=35kN·M，剪力Vx=50kN,Vy=10kN；地质报告如附图1-1’所示，基础持力层为第3层粘土层，地质参数如图所示。

要求为框架柱设计独立基础，并绘制基础平面图和剖面配筋图。

提示：1.基础进入第3层500mm；2.基础混凝土等级为C25，基础钢筋为2级钢；3.土容重均为18kN/M2；3.由于第4层为软弱下卧层，需验算软弱下卧层承载力，合理取用地基承载力,地基压力扩散角为5度，深度修正系数为1.0。

题二：有一框架结构，4个框架柱均为800x800，如下图所示。

现已知1号柱，轴力F=950kN，弯矩Mx=100kN·M，My=200kN·M，剪力Vx=2kN,Vy=3kN；2号柱，轴力F=600kN，弯矩Mx=3kN·M，My=5kN ·M，剪力Vx=150kN,Vy=120kN；3号柱，轴力F=2000kN，弯矩Mx=5kN ·M，My=2kN·M，剪力Vx=210kN,Vy=35kN；4号柱，轴力F=1500kN ，弯矩Mx=10kN·M，My=32kN·M，剪力Vx=52kN,Vy=11kN；地质报告如附图2-2’所示，基础持力层为第3层粘土层，地质参数如图所示。

要求为框架柱设计独立基础，并绘制基础平面图和剖面配筋图。

一、设计题目某教学楼为多层现浇框架结构，底层平面图布置如图一所示，已知上部结构传递至桩顶的荷载设计值为轴力N=1150KN，弯矩M=200KN·m，柱截面尺寸为800mm*600mm,土层分布及各土层的物理力学指标如表1所示，地下水距离地表2.0m,试设计此钢筋混凝土独立基础。

图1 底层平面布置土层序号土层名称层底埋深（m）容重γ（KN/m³）含水量ω（%）孔隙比e液性指数IL粘聚力（kpa）内摩擦角φ（°）压缩模量E（Mpa）①浅黄色粘土 5.0 19.4 27.8 0.79 0.23 33.0 18 11.9②褐黄色粉质粘土8.0 20.0 21.8 0.64 0.37 20.0 21.0 8.1③强风化泥质砂岩15.0 25.0 68.0 25.0 24.9二、主要内容（1）确定基础埋置深度（2）确定地基承载力特征值（3）确定基础地面尺寸（4）确定基础的高度（5）基础底板的配筋计算（6）绘制施工图（平面图，详图）三、具体要求（1）结构设计必须依据最新出版的有关技术规范或教程，设计图纸必须符合建筑制图国家标准，图面整洁美观，可采用手工或者Autocad软件绘制。

（2）设计说明书要求论据充分、调理清楚、文正句通，可采用手工抄写或电脑打印。

（3）必须严格遵守设计纪律，独立按时完成指导教师制定的各项设计任务，不得无故缺席或从事与设计无关的其它事务，有特殊情况必须经知道教师同意，否则作违纪处理。

四、完成后应上交的材料（1）基础平面布置图（1:100）（2）基础详图（底板配筋图、平面图、剖面图）（1:50）（3）设计说明书五、参考文献（1）《基础工程》，莫海鸿、杨小平等主编，中国建筑工业出版社。

（2）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中国建筑工业出版社。

（3）《土力学》（陈仲颐、周景星、王洪瑾编著，清华大学出版社）。

指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日设计过程：一、确定基础埋置深度由《建筑地基基础设计规范》（GB500007-2002）（下称《规范》）可知，在满足地基稳定和变形要求的前提下，地基宜浅埋，而基础埋深不宜小于0.5m和基础宜埋置在地下水位以上。

例题3-4 柱下单独基础设计某柱下锥形单独基础的底面尺寸为2200×3000mm, 上部结构柱荷载F=750kN，M＝110kNm，柱截面尺寸为400×400 mm，基础采用C20级混凝土，基础下设置100mm厚的混凝土垫层，拟选基础高度为h=500 mm。

(1) 最大基底净反力最接近下列哪个数值？(A) 80 kPa；(B) 120 kPa；(C) 150 kPa；(D) 165 kPa。

(2) 为验算基础受冲切承载力，取用的最大冲切荷载F l最接近下列哪个数值？(A) 187 kN；(B) 252kN；(C) 267kN；(D) 281 kN。

(3) 进行基础抗弯验算时，基础最大弯矩最接近下列哪个数值？(A) 75 kN-m；(B) 99 kN-m；(C) 183 kN-m；(D) 225 kN-m。

答案：(1)C；(2)B；(3)C。

题解： 1) 设计基本数据：根据构造要求，可在基础下设置100mm 厚的混凝土垫层，强度等级为C10。

基础高度为h =500 mm ，则基础有效高度h 0=0.5－0.05=0.45 m 。

从混凝土规范中可查得C20级混凝土 f t =1.1×103 kPa 。

2) 基底净反力计算kPa 80.3150.0= 0.32.2611102.20.3750 2min max j ⨯⨯±⨯=±=W M A F p 3) 基础高度验算 基础短边长度2.2=l m ，柱截面的宽度和高度a = b c ＝0.4m 。

0.1hp =β；a t =a =0.4m ；a b =a +2h 0=0.4+2×0.45=1.3 m < lm 85.02/)3.14.0( 2)(b t m =+=+=a a a有缘学习＋Ｖ星ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）由于02 h a l +> ，于是22200m 68.145.024.022.22.245.024.020.3 2222=⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--=h a l l h b b A c ljmax 150.0 1.68252 kN l l F p A ==⨯=kN 5.29445.085.0101.10.17.07.030m t hp =⨯⨯⨯⨯⨯=h a f β满足0m t hp 7.0h a f F l β≤条件，选用基础高度h =500 mm 合适。

课程设计说明书1．设计资料1.1工程地质条件哈尔滨某车间，位于松花江浸滩与一级阶地的过渡地带。

建筑场地地质情况复杂，地质由杂填土、亚黏土、淤泥质亚黏土及细粉砂组成如表1.1。

注:地下水位于粉、细砂层底1.2上部结构资料拟建建筑物为五层两跨钢筋混凝土框架结构，由三排柱组成，柱截面尺寸为400×600mm。

室外地坪标高同自然地面。

柱网布置如图1.1所示。

图1.1 柱网平面图1.3上部结构作用上部结构作用于柱底面荷载效应如表1.2所示。

柱 标准组合 准永久组合 基本组合 A 柱N （kN ） 2050 1845 2768 M （kN ·m ）305275412注：1、弯矩作用于跨度方向2、无深基础施工机具2.基础底面积确定2.1选择基础埋深深度人工填土不能作为持力层，选择亚粘土作为持力层设计冻深，由书公式（7.3）有：0d zs zw ze z z ψψψ=查书表7.4a ，7.4b ，7.5得：zs ψ =1.00，zw ψ =0.95，ze ψ =0.90。

2 1.000.950.90 1.71d z m =⨯⨯⨯=根据设计资料给出数据，人工填土厚 1.5m ，持力层选在亚粘土层处，故取d=2.0m 。

2.2基础类型及材料基础采用柱下独立基础，基础材料选用C25混凝土，及HPB235钢筋。

2.3地基承载力特征值根据亚粘土e=0.95，I L =0.65，查书表7.10得：b d 0 1.0ηη==， 。

基础以上的加权平均重度为：[]318.0 1.519(2 1.5)/2.018.25/m m kN γ=⨯+⨯-=地基承载力特征值a f （先不考虑对基础宽度修正）：(0.5)150 1.018.25(2.00.5)177.38kPa a ak d m f f d ηγ=+-=+⨯⨯-=2.4柱基底尺寸由书公式（7.16），基础底面积0A 满足：20205014.92177.3820 2.0k a G F A m f d γ≥==--⨯由于偏心力矩不大，基础底面积按20%增大，即：20A 1.217.90A m ==一般1.22.0lb= ，初步选择基础尺寸：2b=6.0 3.0=18.00m A l =⨯由于3b m =，故不需要对a f 进行修正。

某柱下独立基础例题————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：某柱下独立基础，如图所示阶梯形基础，基底尺寸为m m l b 6.16.2⨯=⨯，基础高度为mm h 600=，设100mm 厚C10素混凝土垫层，钢筋保护层厚度为40mm ，取mm a s 50=。

柱截面尺寸为mm mm 400500⨯。

基础混凝土采用C20)/1.1(2mm N f t =，基础顶面处由上部结构传来相应于作用的基本组合的弯矩值m kN M ⋅=100，轴向力kN F 650=，基本组合由永久作用控制。

求（1）确定基底净反力值；（2）对柱与基础交接处进行抗冲切验算。

（3）对基础变阶处进行抗冲切验算 5001500350600250800160026001200解：（1）确定地基净反力值m b m G F M e k 43.06122.0205.16.16.235.165010035.1=<=⨯⨯⨯⨯+=+= 故地基反力及净反力呈梯形分布。

a j kP lb M A F p 72.2116.16.210066.16.2650622max =⨯⨯+⨯=+= （2）柱与基础交接处抗冲切验算)55050600(0mm h =-=mm l mm h a t 16001500550240020=<=⨯+=+222007975.0)55.024.026.1()55.025.026.2(6.1)22(212)22(m h a l h b b l A t t l =-----⨯=--⨯---=kN A p F l j l 85.1687975.072.211max =⨯==因mm mm h 800600<=，取0.1=hp βm h a h a a a a a t t t b t m 95.055.04.0222200=+=+=++=+= kN F kN h a f l m t hp 85.1683.4025509501.10.17.07.00=>=⨯⨯⨯⨯=β，满足要求。

. .基础工程课程设计(1) 柱下独立基础设计教育资料word. .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=2800kN，M=80kN.m(逆时针)，H=50kN(←)，荷载效应基本组合由永久荷载控kkk制。

2、天然土层分布?3=17kN/m，填土，～0.8m①0；?3=18kN/m2.0m，粉质粘土，②0.8～，I=0.82，Es=3.3MPa，f=185kPa；akL?3=19kN/m8%)，，粉土(粘粒含量为③2.0～6.0m， Es=5.5MPa，f=300kPa；ak地下水位在地面下6.0m处。

?eI3 =280kPa； Es=6.0MPa=0.81，6.0④～10.0m，粘土，，=19kN/m=0.83，f，?E3=1.5MPa。

饱和容重=17.4kN/m ⑤10.0～12.0m为淤泥质粘土，压缩模量，，aksat L0f=146kPa ak ssat?e I3 =430kPaf。

Es=30MPa⑥12.0m以下为密实粘性土，=20kN/m=0.65，=0.5，，，aksat L0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！）教育资料word. .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0.95m。

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0.5m。

基础埋深为2+0.5=2.5m。

三．确定地基承载力特征值，查表2-15得, 。

ｃ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=2800kN，M=80kN.m，H=50kN。

课程设计:题一：有一框架结构，4个框架柱均为800x800,如下图所示。

现已知1号柱，轴力F=850kN 弯矩Mx=10kN・M My=20kN・M 剪力Vx=30kN,Vy=50kN 2 号柱，轴力F=500kN 弯矩Mx=3kN・ M My=5kN-M 剪力Vx=10kN,Vy=20kN 3 号柱，轴力F=1100kN 弯矩Mx=15kN -MMy=25kN- M 剪力Vx=2kN,Vy=3kN 4 号柱，轴力F=1800kN 弯矩Mx=20kN M, My=35kN- M,剪力Vx=50kN,Vy=10kN 地质报告如附图1-1 '所示，基础持力层为第3层粘土层，地质参数如图所示。

要求为框架柱设计独立基础，并绘制基础平面图和剖面配筋图。

提示:1.基础进入第3层500mm 2.基础混凝土等级为C25,基础钢筋为2级钢；3. 土容重均为18kN/M; 3.由于第4层为软弱下卧层，需验算软弱下卧层承载力，合理取用地基承载力，地基压力扩散角为5度 ,深度修正系数为1.0。

题二：有一框架结构，4个框架柱均为800x800 ,如下图所示。

现已知1号柱，轴力F=950kN 弯矩Mx=100kN M, My=200kN- M,剪力Vx=2kN,Vy=3kN 2 号柱，轴力F=600kN 弯矩Mx=3kN・ M, My=5kN-M 剪力Vx=150kN,Vy=120kN 3 号柱,轴力F=2000kN,弯矩Mx=5kN-M, My=2kN- M 剪力Vx=210kN,Vy=35kN 4 号柱，轴力F=1500kN ,弯矩Mx=10kN・ M My=32kN- M,剪力Vx=52kN,Vy=11kN 地质报告如附图2-2 '所示，基础持力层为第3层粘土层，地质参数如图所示。

要求为框架柱设计独立基础，并绘制基础平面图和剖面配筋图。

提示：1.基础进入第3层600mm 2.基础混凝土等级为C25,基础钢筋为2级钢；3. 土容重均为18kN/M; 3.由于第4层为软弱下卧层，需验算软弱下卧层承载力，合理取用地基承载力，地基压力扩散角为10度，深度修正系数为1.1标高(m)16.00 14.00 12.00工程地质剖面图1-1'ZCK16 31.9132.00 ①素填土1.50 (30.41)30.00 0 28.00 - 粘土26.00 24.00 22.00 20.00 18.00 15.00 (16.91)8.40 (23.51) 0 --------------0 12.00 (19.91)0 ③fak=400kPa Es=15.0MPa④坡残积粘土fak=120kPa Eo=5.0MPa⑤粉质粘土fak=450kPa Es=25.0MPaLs⑦ 石灰岩fa=2500kPa frk=65.2MPa20.00 (11.91)X3Ls工程地质剖面图2-2'标高(m)ZCK16 31.9132.0030.0028.0026.0024.0022.0014.00-17' 0③ 粘土fak=400kPa Es=15.0MPa-20.00 (11.91)20.0018.0016.008.40 (23.51) 0—- -④坡残积粘土0 fak=80kPa Eo=3.0MPa012.00 (19.91)⑤粉质粘土fak=450kPa Es=25.0MPa12.00-15.00 (16.91)1.50 (30.41)①素填土⑦ 石灰岩fa=2500kPa frk=65.2MPa计算示例：1•软弱下卧层验算:地面3 软弱下卧层Es2i.i 基本资料 i.i.i 工程名称：工程一1.1.2 基础类型：矩形基础，底边宽度b = 2000mm,底边长度I = 2000mm 1.1.3 基础高度 H = 400mm ,基础混凝土容重 丫 c = 25.00kN/m 1.1.4相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的轴力值Fk =1300kN1.1.5基础埋置深度d 二2500mm ；第一层土（持力层上面）土层厚度di 二 2000mm ,土的重度 丫 1 = 18kN/m ; 持力层土的重度 丫 2 = 18kN/m 1.1.6地基压力扩散线与垂直线的夹角 9 = 30° 1.1.7软弱下卧层地基承载力特征值 fak = 100kPa,地基承载力修正系数n d = 0.51.1.8软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度丫 m = 20kN/m ,软弱下卧层顶面埋置深度 dz = 8400mm1.2计算结果///// / 引/ ////2 J 丿1持力层/ Es1Fk+ X X X X X-Gk地下水位* '1.2.1软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值fazfaz = fak + n d * 丫m * (d - 0.5) = 100+0.5*20*(8.4-0.5) = 179.0kPa 1.2.2 基础自重、土重标准值Gk基础自重Gk1 = 丫c * Vc = 25*1.6 = 40.0kN基础上的土重Gk2 = 丫* (I * b * d - Vc) = 18*(10-1.6) = 151.2kN Gk = Gk1 + Gk2 =191.2kN1.2.3相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处附加压力值pz基础底面至软弱下卧层顶面的距离z = dz - d = 5900mmpk = (Fk + Gk) / A = (1300+191.2)/4 = 372.8kPapc = 丫1 * d1 + 丫2 * (d - d1) = 36+9 = 45.0kPa对于矩形基础的pz值，可按基础规范式5.2.7-3简化计算：pz = I * b * (pk - pc) / [(b + 2z * tan 0) * (I + 2z * tan 0 )]=2*2*(372.8-45)/(8.813*8.813) = 16.9kPa1.2.4软弱下卧层顶面处土的自重压力值pcz丫m' = (18*2+18*6.4)/8.4 = 18.00kN/mpcz = 丫m' * dz = 18*8.4 = 151.2kPa1.2.5当地基受力层范围内有软弱下卧层时，应按下式验算：pz + pcz < faz (基础规范式5.2.7-1)pz + pcz = 16.9+151.2 = 168.1kPa < faz = 179.0kPa,满足要求。

课程设计:题一：有一框架结构，4个框架柱均为800x800，如下图所示。

现已知1号柱，轴力F=850kN，弯矩Mx=10kN·M，My=20kN·M，剪力Vx=30kN,Vy=50kN；2号柱，轴力F=500kN，弯矩Mx=3kN·M，My=5kN ·M，剪力Vx=10kN,Vy=20kN；3号柱，轴力F=1100kN，弯矩Mx=15kN ·M，My=25kN·M，剪力Vx=2kN,Vy=3kN；4号柱，轴力F=1800kN，弯矩Mx=20kN·M，My=35kN·M，剪力Vx=50kN,Vy=10kN；地质报告如附图1-1’所示，基础持力层为第3层粘土层，地质参数如图所示。

要求为框架柱设计独立基础，并绘制基础平面图和剖面配筋图。

提示：1.基础进入第3层500mm；2.基础混凝土等级为C25，基础钢筋为2级钢；3.土容重均为18kN/M2；3.由于第4层为软弱下卧层，需验算软弱下卧层承载力，合理取用地基承载力,地基压力扩散角为5度，深度修正系数为1.0。

题二：有一框架结构，4个框架柱均为800x800，如下图所示。

现已知1号柱，轴力F=950kN，弯矩Mx=100kN·M，My=200kN·M，剪力Vx=2kN,Vy=3kN；2号柱，轴力F=600kN，弯矩Mx=3kN·M，My=5kN ·M，剪力Vx=150kN,Vy=120kN；3号柱，轴力F=2000kN，弯矩Mx=5kN ·M，My=2kN·M，剪力Vx=210kN,Vy=35kN；4号柱，轴力F=1500kN ，弯矩Mx=10kN·M，My=32kN·M，剪力Vx=52kN,Vy=11kN；地质报告如附图2-2’所示，基础持力层为第3层粘土层，地质参数如图所示。

要求为框架柱设计独立基础，并绘制基础平面图和剖面配筋图。

《基础工程》课程设计姓名：班级：学号：东莞理工学院2012年5月1 设计题目柱下独立基础设计2 设计任务本课程设计的任务是完成单柱下的独立基础的设计与验算。

通过本次设计使学生能够运用已学过的扩展基础设计理论和方法，理解基础设计的基本原理，掌握基础设计的步骤和方法。

3 设计资料（1）上部结构资料某教学实验楼，上部结构为六层钢筋混凝土框架体系，其框架、主梁、次梁均为现浇整体式，混凝土强度等级C30。

（2）建筑场地资料地基与基础设计等级为乙级。

拟建场地位于市区内，地势平坦。

建筑场地位于非地震区，不考虑地震影响。

建筑场地地下水为潜水，地下水位距地表2.5m。

据已有资料分析，该场地地下水对混凝土无腐蚀性。

建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见附表1。

（3）设计规范建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）混凝土结构设计规范（GB 50010--2002）（4）设计荷载建筑室内地面标高为±0.00，室外地面标高为-0.30m，，柱底标高-0.8m。

柱网图见图1柱截面尺寸：500mm×500mm柱底荷载标准组合值：A轴F₁=1706KN M₁=298KN/m V₁=100KNB轴F₁=1520KN M₁=242KN/m V₁=109KNC轴F₁=1315KN M₁=221KN/m V₁=102KN其中弯矩M k和水平力V k均为横向。

表1 地基土物理力学性质指标图1 柱网平面图4 独立基础设计（1） 选择基础材料基础采用C30混凝土，HPB300级钢筋，预估计基础高度1m （2）选择基础埋深取室外地面到基础底面为h=0.5+1=1.5m（3）求地基承载力特征值f a根据粘土e=1.02，I L =0.7，查表得ηb =0.3，ηd =1.6。

基底以上土的加权平均中毒为 m γ =5.15.182.08.04.185.05.17⨯+⨯+⨯=18.11KN/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 a f =kPa d k f m d a 98.178)5.05.1(1.186.1150)5.0(=-⨯⨯+=-+γη 上式d 按室外地面算起。

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 =80kN.m(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；②0.8～2.0m ，粉质粘土，γ=18kN/m 3，I L =0.82，Es=3.3MPa ，f ak =185kPa ；③2.0～6.0m ，粉土(粘粒含量为8%)，γ=19kN/m 3， Es=5.5MPa ，f ak =300kPa ； 地下水位在地面下6.0m 处。

④6.0～10.0m ，粘土，γsat =19kN/m 3，0e =0.83，L I =0.81， Es=6.0MPa ，f ak =280kPa ； ⑤10.0～12.0m 为淤泥质粘土，饱和容重sat γ=17.4kN/m 3， f ak =146kPa ，压缩模量s E =1.5MPa 。

⑥12.0m 以下为密实粘性土，γsat =20kN/m 3，0e =0.65，L I =0.5， 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0.95m。

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0.5m。

基础埋深为2+0.5=2.5m。

三．确定地基承载力特征值f a’ρｃ=8%，查表2-15得,ηb=0.5,ηd=2.0。

基底以上土的加权平均重度为：γm=17×0.8+18×1.2+19×0.52.5=17.88kN/m3持力层承载力特征值为：f a’=f ak+ηd γm(d−0.5)=300+2×17.88×(2.5−0.5)=371.52kPa四．确定基础底面尺寸取柱底荷载标准值：F k=2800kN，M k=80kN.m，H k=50kN。

课程设计:题一：有一框架结构，4个框架柱均为800x800，如下图所示。

现已知1号柱，轴力F=850kN，弯矩Mx=10kN·M，My=20kN·M，剪力Vx=30kN,Vy=50kN；2号柱，轴力F=500kN，弯矩Mx=3kN·M，My=5kN ·M，剪力Vx=10kN,Vy=20kN；3号柱，轴力F=1100kN，弯矩Mx=15kN ·M，My=25kN·M，剪力Vx=2kN,Vy=3kN；4号柱，轴力F=1800kN，弯矩Mx=20kN·M，My=35kN·M，剪力Vx=50kN,Vy=10kN；地质报告如附图1-1’所示，基础持力层为第3层粘土层，地质参数如图所示。

要求为框架柱设计独立基础，并绘制基础平面图和剖面配筋图。

提示：1.基础进入第3层500mm；2.基础混凝土等级为C25，基础钢筋为2级钢；3.土容重均为18kN/M2；3.由于第4层为软弱下卧层，需验算软弱下卧层承载力，合理取用地基承载力,地基压力扩散角为5度，深度修正系数为1.0。

题二：有一框架结构，4个框架柱均为800x800，如下图所示。

现已知1号柱，轴力F=950kN，弯矩Mx=100kN·M，My=200kN·M，剪力Vx=2kN,Vy=3kN；2号柱，轴力F=600kN，弯矩Mx=3kN·M，My=5kN ·M，剪力Vx=150kN,Vy=120kN；3号柱，轴力F=2000kN，弯矩Mx=5kN ·M，My=2kN·M，剪力Vx=210kN,Vy=35kN；4号柱，轴力F=1500kN ，弯矩Mx=10kN·M，My=32kN·M，剪力Vx=52kN,Vy=11kN；地质报告如附图2-2’所示，基础持力层为第3层粘土层，地质参数如图所示。

要求为框架柱设计独立基础，并绘制基础平面图和剖面配筋图。

1 柱下独立基础课程设计1.1设计资料1.1.1地形拟建建筑地形平整1.1.2工程地质条件自上而下土层依次如下：①号土层：杂填土，层厚0.5m 含部分建筑垃圾。

②号土层：粉质粘土，层厚1.2m ，软塑，潮湿，承载力特征值ak f 130KPa =。

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

④号土层：细砂，层厚2.7m ，中密，承载力特征值k 240Kpa a f =。

⑤号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值300ak f KPa =。

1.1.3岩土设计参数表1.1 地基岩土物理学参数1.1.4水文地质条件1) 拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性。

2) 地下水位深度：位于地表下1.5m 。

1.1.5上部结构材料拟建建筑物为多层全现浇框架结构，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 。

柱网布置图如图1.1所示：1.1.6材料混凝土强度等级为2530C C -，钢筋采用235HPB 、HPB335级。

1.1.7本人设计资料本人分组情况为第二组第七个，根据分组要求及参考书柱底荷载效应标准组合值及柱底荷载效应基本组合值选用⑦题号B 轴柱底荷载.①柱底荷载效应标准组合值:k K K F 1970KN M 242KN.m,V 95KN ===， 。

②柱底荷载效应基本组合值:k K K F 2562KN M 315KN.m,V 124KN ===，. 持力层选用④号土层，承载力特征值k F 240KPa =，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 。

1.2独立基础设计1.2.1选择基础材料基础采用C25混凝土，HPB235级钢筋，预估基础高度0.8m 。

1.2.2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。

你、 拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位于地表下1.5m 。

独立基础计算书例题课程设计:题一：有一框架结构，4个框架柱均为800x800，如下图所示。

现已知1号柱，轴力F=850kN，弯矩Mx=10kN·M，My=20kN·M，剪力Vx=30kN,Vy=50kN；2号柱，轴力F=500kN，弯矩Mx=3kN·M，My=5kN·M，剪力Vx=10kN,Vy=20kN；3号柱，轴力F=1100kN，弯矩Mx=15kN·M，My=25kN·M，剪力Vx=2kN,Vy=3kN；4号柱，轴力F=1800kN，弯矩Mx=20kN·M，My=35kN·M，剪力Vx=50kN,Vy=10kN ；地质报告如附图1-1’所示，基础持力层为第3层粘土层，地质参数如图所示。

要求为框架柱设计独立基础，并绘制基础平面图和剖面配筋图。

提示：1.基础进入第3层500mm；2.基础混凝土等级为C25，基础钢筋为2级钢；3.土容重均为18kN/M2；3.由于第4层为软弱下卧层，需验算软弱下卧层承载力，合理取用地基承载力,地基压力扩散角为5度，深度修正系数为。

题二：有一框架结构，4个框架柱均为800x800，如下图所示。

现已知1号柱，轴力F=950kN，弯矩Mx=100kN·M，My=200kN·M ，剪力Vx=2kN,Vy=3kN；2号柱，轴力F=600kN，弯矩Mx=3kN·M，My=5kN·M，剪力Vx=150kN,Vy=120kN；3号柱，轴力F=2000kN，弯矩Mx=5kN·M，My=2kN·M，剪力Vx=210kN,Vy=35kN；4号柱，轴力F=1500kN，弯矩Mx=10kN·M，My=32kN·M，剪力Vx=52kN,Vy=11kN ；地质报告如附图2-2’所示，基础持力层为第3层粘土层，地质参数如图所示。

要求为框架柱设计独立基础，并绘制基础平面图和剖面配筋图。

一、设计题目某教学楼为多层现浇框架结构，底层平面图布置如图一所示，已知上部结构传递至桩顶的荷载设计值为轴力N=1150KN，弯矩M=200KN·m，柱截面尺寸为800mm*600mm,土层分布及各土层的物理力学指标如表1所示，地下水距离地表2.0m,试设计此钢筋混凝土独立基础。

图1 底层平面布置土层序号土层名称层底埋深（m）容重γ（KN/m³）含水量ω（%）孔隙比e液性指数IL粘聚力（kpa）内摩擦角φ（°）压缩模量E（Mpa）①浅黄色粘土 5.0 19.4 27.8 0.79 0.23 33.0 18 11.9②褐黄色粉质粘土8.0 20.0 21.8 0.64 0.37 20.0 21.0 8.1③强风化泥质砂岩15.0 25.0 68.0 25.0 24.9二、主要内容（1）确定基础埋置深度（2）确定地基承载力特征值（3）确定基础地面尺寸（4）确定基础的高度（5）基础底板的配筋计算（6）绘制施工图（平面图，详图）三、具体要求（1）结构设计必须依据最新出版的有关技术规范或教程，设计图纸必须符合建筑制图国家标准，图面整洁美观，可采用手工或者Autocad软件绘制。

（2）设计说明书要求论据充分、调理清楚、文正句通，可采用手工抄写或电脑打印。

（3）必须严格遵守设计纪律，独立按时完成指导教师制定的各项设计任务，不得无故缺席或从事与设计无关的其它事务，有特殊情况必须经知道教师同意，否则作违纪处理。

四、完成后应上交的材料（1）基础平面布置图（1:100）（2）基础详图（底板配筋图、平面图、剖面图）（1:50）（3）设计说明书五、参考文献（1）《基础工程》，莫海鸿、杨小平等主编，中国建筑工业出版社。

（2）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中国建筑工业出版社。

（3）《土力学》（陈仲颐、周景星、王洪瑾编著，清华大学出版社）。

指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日设计过程：一、确定基础埋置深度由《建筑地基基础设计规范》（GB500007-2002）（下称《规范》）可知，在满足地基稳定和变形要求的前提下，地基宜浅埋，而基础埋深不宜小于0.5m和基础宜埋置在地下水位以上。

江西应用技术职业学院课程设计说明书课程名称：基础工程课程设计设计题目：柱下独立基础设计专业：建筑工程技术专业班级 11建工01班学生姓名: 张指导教师:宗亮土木工程系2011年 12 月 27 日目录一、设计资料二、设计任务三、独立基础设计计算书1、选择基础埋置深度2、计算地基承载力特征值3、初步选择基底尺寸4、验算持力层的地基承载力5、计算基底净反力6、基础高度（采用阶梯形基础）7、验算基础高度8、变阶处抗冲切验算9、配筋计算10、基础配筋大详图11、确定A、B两轴柱子基础底面尺寸12、设计图纸（附图纸）三、设计技术说明及主要参考文献柱下独立基础课程设计一、设计资料Kz1：N=600KN，MX=150KN·m，My=120KN·m Kz2：N=750KN，My=175KN·mKz3：N=900KN，MX=100KN·m，My=110KN·mKz4：N=500KN，MX=150KN·m，My=150KN·m Kz5：N=1000KN，MX=135KN·mKz6：N=850KN，MX=105KN·m，My=115KN·m Kz7：N=500KNKz8：N=700KN Kz9：N=800KN，MX=200KN·m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300mm。

二、设计任务三、独立基础设计计算书 柱KZ 11.选择基础材料基础采用C25混凝土，HPB235级钢筋，预估基础高度0.8m 。

2.选择基础埋置深度 基础埋置深度为2.5m3.求地基承载力特征值f a 查表得b η=0.3，d η=1.6。

基地以上土的加权平均重度为m γ=17.363m KN持力层承载力特征值f a （先不考虑对基础宽度修正）为ak a f f =+m γηd （d-0.5)=200+1.6×17.36×(2.5-0.5)=256KPa上式d 按室外地面算起。

基础工程课程设计————某小区住宅楼桩基础设计一：设计资料1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为四层，物理力学指标见下表。

勘查期间测得地下水混合水位深为2.0m,地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。

建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载：V = 3200kN, M=400kN m，H = 50kN；柱的截面尺寸为：400×400mm；承台底面埋深：D ＝ 2.0m。

2、根据地质资料，以黄土粉质粘土为桩尖持力层，钢筋混凝土预制桩断面尺寸为300×300，桩长为10.0m3、桩身资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值fc＝15MPa，弯曲强度设计值为fm＝16.5MPa，主筋采用：4Φ16，强度设计值：f y＝310MPa4、承台设计资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值为fc＝15MPa，弯曲抗压强度设计值为fm＝1.5MPa。

、附：1）：土层主要物理力学指标；2）：桩静载荷试验曲线。

附表二：桩静载荷试验曲线二：设计要求：1、单桩竖向承载力标准值和设计值的计算；2、确定桩数和桩的平面布置图；3、群桩中基桩的受力验算4、承台结构设计及验算；5、桩及承台的施工图设计：包括桩的平面布置图，桩身配筋图，承台配筋和必要的施工说明；6、需要提交的报告：计算说明书和桩基础施工图。

三：桩基础设计 （一）：必要资料准备1、建筑物的类型机规模：住宅楼2、岩土工程勘察报告：见上页附表3、环境及检测条件：地下水无腐蚀性，Q —S 曲线见附表 （二）：外部荷载及桩型确定1、柱传来荷载：V = 3200kN 、M = 400kN ∙m 、H = 50kN2、桩型确定：1）、由题意选桩为钢筋混凝土预制桩； 2）、构造尺寸：桩长L ＝10.0m ，截面尺寸：300×300mm 3）、桩身：混凝土强度 C30、cf＝15MPa 、mf＝16.5MPa4φ16yf＝310MPa4）、承台材料：混凝土强度C30、cf＝15MPa 、mf＝16.5MPat f＝1.5MPa（三）：单桩承载力确定1、 单桩竖向承载力的确定： 1）、根据桩身材料强度（ϕ＝1.0按0.25折减，配筋 φ16）2()1.0(150.25300310803.8)586.7p ScyR kNff A A ϕ''=+=⨯⨯⨯+⨯=2）、根据地基基础规范公式计算： 1°、桩尖土端承载力计算：粉质粘土，LI＝0.60，入土深度为12.0m100800(800)8805pa kPa q-=⨯= 2°、桩侧土摩擦力： 粉质粘土层1：1.0LI= ，17~24sakPa q= 取18kPa粉质粘土层2：0.60LI= ，24~31sakPa q= 取28kPa28800.340.3(189281)307.2pippasia Ra kPaqq lA μ=+=⨯+⨯⨯⨯+⨯=∑3）、根据静载荷试验数据计算：根据静载荷单桩承载力试验Q s -曲线，按明显拐点法得单桩极限承载力550ukN Q=单桩承载力标准值：55027522uk kN QR === 根据以上各种条件下的计算结果，取单桩竖向承载力标准值275akN R=单桩竖向承载力设计值1.2 1.2275330k kN R R ==⨯=4）、确桩数和桩的布置：1°、初步假定承台的尺寸为 223m ⨯ 上部结构传来垂直荷载： 3200V kN = 承台和土自重： 2(23)20240G kN =⨯⨯⨯= 32002401.1 1.111.5330F G n R ++=⨯=⨯= 取 12n =根 桩距 ：()()3~43~40.30.9~1.2S d m ==⨯= 取 1.0S m = 2°、承台平面尺寸及柱排列如下图：桩平面布置图1：100桩立面图（四）：单桩受力验算： 1、单桩所受平均力：3200 2.6 3.6220297.912F G N kPa R n ++⨯⨯⨯===<2、单桩所受最大及最小力：()()max max min2240050 1.5 1.5297.960.5 1.5iF G nMx Nx+⨯⨯+=±=±=⨯⨯∑3、 单桩水平承载力计算： 150 4.212i H kPa n H === ， 3200266.712i V == 4.211266.763.512H V ==<< 即i V 与i H 合力 与i V 的夹角小于5∴单桩水平承载力满足要求，不需要进一步的验算。