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柱下独立基础设计：
柱下独立基础，是为单个柱子设置的、不与其他基础相连的钢筋混凝土基础。
柱下独立基础设计：
1、计算基础上的轴力、弯矩、剪力，根据地勘报告，基础的耐久性要求，按规范要求来确定持力层及基础埋置深度；
2、根据地勘持力层承载能力值fak，修正成fa，计算基础底面积；重要工程还要做变形计算,满足规范要求；
3、根据拟定的地基净反力计算基础的抗弯、抗剪、抗冲切，确定基础每阶高度，配筋;
4、当持力层下卧软弱层时，还要验算下卧的承载能力；
5、最后，你画出的设计图必须满足规范的构造要求。
以上这些工作，就是独立基础设计。
当建筑物上部结构采用框架结构或单层排架结构承重时，基础常采用方行、圆柱形和多边形等形式的独立式基础，这类基础称为独立式基础.也称单独基础，是整个或局部结构物下的无筋或配筋基础.一般是指结构柱基，高烟囱，水塔基础等的形式．
独立基础分：阶形基础、坡形基础、杯形基础3种。
独立基础的特点一，一般只坐落在一个十字轴线交点上，有时也跟其它条形基础相连，但是截面尺寸和配筋不尽相同。
独立基础如果坐落在几个轴线交点上承载几个独立柱，叫做共用独立基础。
独立基础的特点二，基础之内的纵横两方向配筋都是受力钢筋，且长方向的一般布置在下面。
长宽比在3倍以内且底面积在20 m2以内的为独立基础(独立桩承台)。
第十二章 柱下独立基础设计§12.1 设计资料统计水文地质条件，自地表向下依次为： ⑴、耕植土：厚0.5m ，γ=18kN/m 3；⑵、粉质黏土：厚0.7~1.8m ，场内广布，地基承载力fk=240kpa ，γ=19.3kN/m 3； ⑶、卵石层：厚5-10m ，地基承载力fk=285kpa ； ⑷、地下水：场内地下水埋深4-4.2m 。
⑸、混凝土选用C30防水混凝土，钢筋选用HPB235和HRB335钢筋。
§12.2 确定基础地基承载力特征值⑴、选择基础埋深 d=1.2m ⑵、基础承载力的修正因为基础埋深d>0.5m ，需要对地基承载力进行修正 根据土的类别查表得 ηb =0.3 ηd =1.6 基础埋深范围内土的加权平均重度γm 为 3/76.182.17.03.195.018m kN m =⨯+⨯=γ先假定基底宽度不大于3m ，粘土地基承载力特征值a f 为()()kPa d f f m d ak a 2615.02.176.186.12405.0=-⨯⨯+=-+=γη§12.3 F 轴柱基础设计 §12.3.1基础底面尺寸确定由于基础底面面积主要有轴力决定，因此选择N 最大最不利内力组合，并反算出标准值进行计算。
⎪⎩⎪⎨⎧==⋅==kN V kN N mkN M N 82.596.163427.11max⎪⎩⎪⎨⎧==⋅==kN V kN N m kN M N kk k 5.474.128771.8max 先按中心荷载作用计算基础底面面积A 123k 143.52.1/2026174.1287mm mm kN kPa kN d f N A G a =⨯-=-=γ 考虑偏心不利影响，将基础底面积加大10%2221064.84.26.30.2~5.197.543.51.11.1mm m m b l A blmm mm A A =⨯=⨯===⨯==取考虑 因为基础宽度不大于3m ，因此不再修正a f§12.3.2 地基承载力验算基底抵抗矩()322184.56.34.26161m m m bl W =⨯⨯==基础及台阶上土自重N m kN mm m dA G G k 36.207/2064.82.132=⨯⨯==γ 基底边缘最大最小应力计算kPa kPa m kNm kN m kN kN W V M A G N p p 33.21014.216184.582.565.027.1164.836.20796.163465.032min max =⨯+⋅±+=+±+=验算基础底面应力()()，安全、，安全）、（kPa kPa f kPa p kPa f kPa kPa kPa p p a a 2.3132612.12.114.216)2(26124.213233.21014.21621max min max =⨯=<==<=+=+§12.3.3 计算基底净反力m lm kN kN kN m kN G N V M e 6.06102.936.20796.163482.565.027.1165.03-0=<⨯=+⨯+⋅=++=净偏心距2320max 2/14.1926.3102.961/23.18961/23.1896.34.296.1634m kN m m m kN l e bl F p m kN mm kNbl F p j j =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+==⨯==-§12.3.4 基础高度计算⑴、柱边截面初步选择高度h ＝650mm ，h 0＝610mmb c +2h 0＝0.6+2×0.61＝1.82m <b ＝2.4m ，则取b b =b c +2h 0。
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。
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 =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；②～2.0m,粉质粘土,γ=18kN/m 3,I L =,Es=,f ak =185kPa ；③～6.0m,粉土粘粒含量为8%,γ=19kN/m 3, Es=,f ak =300kPa ； 地下水位在地面下6.0m 处; ④～10.0m,粘土,γsat =19kN/m 3,0e=,L I =, Es=,f ak =280kPa ；⑤～12.0m 为淤泥质粘土,饱和容重sat γ=m 3, f ak =146kPa,压缩模量s E =; ⑥12.0m 以下为密实粘性土,γsat =20kN/m 3,0e=,L I =, 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; 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;基础埋深为2+=;三．确定地基承载力特征值查表2-15得,;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 k=2800kN,M k=,H k=50kN;基础底面积为：由于偏心不大,基础底面积按20%扩大,即：初步选定基础底面积五．地基验算1.持力层地基承载力验算符合要求;偏心距：符合要求;基底最大压力：符合要求;2.抗冲切承载力验算1基底净反力：2判断冲切椎体是否在基础底面以内：基础有效高度：有垫层在基础底面以内;3计算参数符合要求;3.软弱下卧层验算⑤号土层为软土,需进行验算;查表2-15得,;由于,故应力扩散角.符合要求4.地基沉降计算第一层土：第二层土：第三层土：故计算时取至基底下第二层土;查表2-20可得：故取地基以下两层满足规范要求;查表2-18可得：满足要求; 六．配筋计算基底净反力：取18根直径20mm钢筋取18根直径16mm钢筋布筋如下图：。
【精品】柱下钢筋混凝土独立基础设计精品柱下钢筋混凝土独立基础设计，是指对柱式结构物（如桥梁、水坝、堤坝等）进行抗剪设计，安装结构物基础时，设计钢筋混凝土独立基础，来承载轴力、剪力和地震受力，尤其是大型结构物柱底安装基础时，独立基础可替代混凝土桩基础或桩集基础，从而减少桩基施工对环境的影响。
柱下钢筋混凝土独立基础的设计一般包括：结构设计、结构检验、混凝土工程测试、地基处理和原材料采购等，各项设计要求根据建筑物的荷载大小、规模，以及现场地质条件等因素进行全面评估，结合结构优化与节约，进行最佳设计方案确定。
1、地基处理安装结构物前，需要必要的地基处理，以确保结构安全可靠。
主要处理方案有：安装时保持柱下两侧的土体 + 埋深自耦合连接器 + 排水措施 + 受力状态简化等，以减少柱受力的影响，进而奠定该基础设计的坚实基础。
2、结构设计对于柱下钢筋混凝土独立基础，首先必须有合理的设计图，以及基础下深入地基、极限状态受力计算、混凝土浇筑面积、箍筋充填量等，并根据不同工况下计算出柱底深入地基、连接器深度、螺栓孔径及对地基做平整处理等问题，以确定柱受力状态分析。
3、结构检验在结构设计完成后，应对结构进行检验，以确定基础是否符合设计要求。
检验重点包括：设计荷载的极限状态受力计算；混凝土抗压及抗折强度符合要求；钢筋锈蚀、钢混凝土等截面尺寸符合设计要求；地基锚固及螺栓连接状态正常；其它满足工程要求等。
4、混凝土工程测试安装基础工程过程中，在混凝土浇筑之前，应进行全面检测，包括桩体振动、土体强度测试、螺栓锚固效果测试、混凝土材料质量KK检测等，并对混凝土进行抗折强度、抗压强度等工程测试，以保证基础下浇混凝土质量，减少承载轴力、剪力和地震受力等情况出现失灵的可能性。
5、原材料采购柱下钢筋混凝土独立基础设计过程中，原材料进行采购需要遵守技术要求，质量必须有保障，不仅应考虑物料价格，同时还需要考虑其质量、厂家信誉等因素，以确保承受力设计的工程质量。
目录一、设计资料二、独立基础设计1、选择基础材料 (1)2、确定基础埋置深度 (2)3、计算地基承载力特征值 (3)4、初步选择基底尺寸 (4)5、验算持力层的地基承载力 (5)6、软弱下卧层的验算 (6)7、地基变形验算 (7)8、计算基底净反力 (8)9、验算基础高度 (9)10、基础高度（采用阶梯形基础） (10)11、变阶处抗冲切验算 (11)12、配筋计算 (12)13、确定A、B两轴柱子基础底面尺寸 (13)15、 B、C两轴持力层地基承载力验算 (14)16、设计图纸 (15)17、设计资料及设计任务进度...............................16-19柱下独立基础课程设计二、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0.75m。
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：粉质粘土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值f ak=130kPa。
③号土层：粘土，层厚1.5m，稍湿，承载力特征值f ak=180kPa。
④号土层：细砂，层厚3.0m，中密，承载力特征值f ak=240kPa。
⑤号土层：强风化砂质泥岩，很厚，中密，承载力特征值f ak=300kPa。
-0.45 +0.00Vk=96kNFk=1339KN 3.7m Mk=284KN.m基础剖面简图1、确定基础的埋置深度：由于该框架结构处于青海，则必须考虑土的冻账都基础的影响，则有： ：根据设计设计资料易知以上设计地面基础的顶面应低于设计遭受外界的破坏，所以同时为了避免基础外露不易浅于）规范规定基础的埋深（的控制：同时基础还受以下条件地基冻结条件所控制，故基础的埋置深度收到采用条形基础。
即有：得出查表为：基底平均压力测资料可知西宁地区的根据西宁地区的地质勘）（即：城市近郊，不冻胀图得出：粘性土依次和，教材查表《土力学与基础工程》三个参数依次参考最大冻结深度为西宁地区标准冻深为mm 100,m 5.01 1.098m,2.200021.1,2.2h 5-7,k 11002m,1.195.00.10.116.1-95.0,0.10.14-73-72-7,,-1.34m; 1.34m-1.16m,-;,max min max 000max min =+-=-==-=⨯⨯⨯=ψψψ==ψ=ψ=ψψψψ=ψψψ=-=h z d m pa z z z z z h z d d ze zw zs d ze zw zs ze zw zs ze zw zs d d① 号土层：染填土，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 。
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：建工班级：建工0903 学生姓名: 邓炜坤学号: ********** ****:***湖南工业大学科技学院教务部制2011年 12 月 1 日引言“土力学与地基基础”课程是土木工程专业及相关专业的主干课程，也是重要的专业课程。
“土力学与地基基础课程设计”是“土力学与地基基础”课程的实践教学环节，着手提高学生的综合应用能力，主要为了巩固与运用基础概念与基础知识、掌握方法以及培养各种能力等诸多方面。
作为建筑类院校专业课的一种实践教学环节，课程设计师教学计划中德一个有机组成部分；是培养学生综合运用所学各门课程的基本理论、基本知识和基本技能，以分析解决实际工程问题能力的重要步骤；是学生巩固并灵活运用所学专业知识的一种比较好的手段；也是锻炼学生理论联系实际能力和提高学生工程设计能力的必经之路。
课程设计的目的是：1.巩固与运用理论教学的基本概念和基础知识2.培养学生使用各种规范及查阅手册和资料能力3.培养学生概念设计的能力4.熟悉设计步骤与相关的设计内容5.学会设计计算方法6培养学生图子表达能力7.培养学生语言表达能力8.培养学生分析和解决工程实际问题的能力目录一、设计资料二、独立基础设计1、选择基础材料2、选择基础埋置深度3、计算地基承载力特征值4、初步选择基底尺寸5、验算持力层的地基承载力6、软弱下卧层的验算7、计算基底净反力8、验算基础高度9、基础高度（采用阶梯形基础）10、地基变形验算11、变阶处抗冲切验算12、配筋计算13、基础配筋大详图14、确定A、B两轴柱子基础底面尺寸15、A、B两轴持力层地基承载力验算16、设计图纸柱下独立基础课程设计一、设计资料3号题○B轴柱底荷载：○1柱底荷载效应标准组合值：F K=1720KN，M K=150KN·m，V K=66KN。
○2柱底荷载效应基本组合值：F=2250KN，M=195KN·m，V=86KN。
持力层选用○4号土层，承载力特征值f ak=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。
二、独立基础设计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。
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：粉质粘土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值f ak=130kPa。
③号土层：粘土，层厚1.5m，稍湿，承载力特征值f ak=180kPa。
④号土层：细砂，层厚3.0m，中密，承载力特征值f ak=240kPa。
⑤号土层：强风化砂质泥岩，很厚，中密，承载力特征值f ak=300kPa。
拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位深度：位于地表下1.5m。
取基础地面高时最好至持力层下0.5m，本设计取○4号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础地面为0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m。
由此得到基础剖面示意图如下图所示。
基础剖面简图3.求地基承载力特征值f a根据细沙e=0.62，查表得b η=2.0，d η=3.0。
基地以上土的加权平均重度为7.35.0115.14.92.010-201205.018⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=）（m γ=13.683m 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)=240+3.0×13.68×(3.7-0.5)=371.33KPa上式d 按室外地面算起。
4.初步选择基础尺寸取柱底荷载标准值：F K =1720KN ，M K =150KN·m ，V K =66KN 。
计算基础和回填土G K 时的基础埋置深度为 d=)15.47.3(21+=3.925m 基础底面积为A 0=246.520725.1102.233.3711720m d f F G a k =⨯-⨯-=-γ 由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即A=1.2A 0=1.2×5.46=6.56m 2初步选定基础地面面积272.64.28.2m lb A =⨯==，且b =2.4m<3m 不需要再对f a 进行修正。
5.验算持力层地基承载力基础和回填土重为KN dA G G k 32.39056.6)20725.1105.2(=⨯⨯+⨯==γ偏心距为m G F M e k k k k 096.032.21108.20232.39017208.066150==+⨯+=+=<m l 47.06= min k p >0，满足要求。
基地最大压力：kPa l e A G F P k k k k 95.387)8.2096.061(56.632.3901720)61(max =⨯++=++=<1.2f a (=445.60kPa)所以，最后确定基础底面长2.8m ，宽2.4m 。
6.计算基地净反力取柱底荷载效应基本组合值：F=2250KN ，M=195KN·m ，V=86KN 。
净偏心距为22508.0861950⨯+==N M e n =0.12m 基础边缘处的最大和最小净反力为kPa kPa n n n l e lb F P 82.42177.2470max min )8.212.061(8.22250)61(=⨯±=±=7.基础高度（采用阶梯型基础）柱边基础截面抗冲切验算（如下图）冲切验算简图（柱下冲切）冲切验算简图（变阶处冲切）l=2.8m ，b=2.4m ，m a m b a c c t 5.0,5.0===。
初步选定基础高度h=800mm ，分两个台阶，每个台阶均为400mm 。
0h =800-（40+10）=750mm （有垫层），则m h a a t b 25.15.020=+=+=<b=2.4m取m a b 2=.因此，可得mm a a a b t m 1250220005002=+=+= 因偏心受压，n p 取max n p =421.87kPa ，所以冲切力为KNh b b b h a l P Fl c c n 12.388])75.025.024.2(4.2)75.025.028.2[(87.421])22()22[(2200max =---⨯--=-----= 抗冲切力为=07.0h a f m t hp β0.7×1×1.25×103×1.25×0.75=820.31KN >323.44KN 满足要求。
8.变阶处抗冲切验算由于有m b a t 2.11==，m a 4.11=，mm h 3505040001=-=所以9.135.022.1201=⨯+=+=h a a t b <b=2.4m取m a b 9.1=。
因此，可得m a a a b t m 55.129.12.12=+=+=冲切力为 KNh b b b h a l P Fl n 06.329])35.022.124.2(4.2)35.024.128.2[(87.421])22()22[(220101max =---⨯--=-----= 抗冲切力为KN h a f m t hp 69.47435.155.11025.117.07.030=⨯⨯⨯⨯⨯=β>329.06KN满足要求。
9.配筋计算选用HPB235级钢筋，2210mm N fy =。
（1）基础长边方向。
对于Ⅰ-Ⅰ截面（柱边），柱边净反力为kPap p la l p p n n c n nI 36.35059.10277.247)77.24787.421(6.55.08.277.247)(2min max min =+=-⨯++=-++= 悬臂部分净反力平均值为kPa p p nI n 12.386)36.35087.421(21)(21max =+=+ 弯矩为m KN b b a l P P M c c nI n I ⋅=⨯⨯=+-+=07.4513.53.22412.386)2())(2(24122max2601.31827502109.01007.4519.0mm h f M A y I sI =⨯⨯⨯== 对于截面Ⅲ-Ⅲ（变阶处），有kPa p p la l p n n n 66.4481.1746.54.18.277.247)(2p min max 1min nIII =⨯++=-++= m KN b b a l P P M nIII n III ⋅=⨯⨯⨯+=+-+=08.2230.64.122487.42166.448)2())(2(2412121max 26018.15733502109.01008.2239.0mm h f M A y III sI =⨯⨯⨯== 比较sI A 和sIII A ,应按sI A 配筋，实际配16φ16@135As=3217.6mm 2>3182.1mm 2（2）按基础短边方向。
因为该基础受单向偏心荷载作用，所以，在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算，取kPap p p n n n 82.334)77.24787.421(21)(21min max =+=+=对于Ⅰ-Ⅰ截面（柱边）弯矩为m KN a l b b p M c c n II ⋅=+⨯-=+-=21.307)5.06.5()5.14.2(2482.334)2()(2422 2603.21677502109.01021.3079.0mm h f M A y II sII =⨯⨯⨯==对于ⅠV-ⅠV 截面（变阶处） 弯矩为m KN a l b b p M nIV ⋅=+⨯-=+-=62.140)4.16.5()2.14.2(2482.334)2()(24212126018.21253502109.01062.1409.0mm h f M A y IV sIV=⨯⨯⨯== 比较sII A 和sIV A ,应按sII A 配筋，实际配11φ16@200As=2212.1mm 2>2167.3mm 210.基础配筋大样图 基础配筋大样图如下图所示11.确定○A 、○C 轴柱子基础底面尺寸由柱下独立基础课程设计任务书得：3号题○A 、○C 两柱子基底荷载分别如下。
○A 轴：F K =1090KN ，M K =190KN·m ，V K =62KN 。
○C 轴：F K =1:312KN ，M K =242KN·m ，V K =57KN 。
由前面计算得持力层承载力特征值kPa f a 33.371=，计算基础和回填土重k G 时的基础埋深d=3.925m ，○A 轴基础底面积为2046.320725.1102.233.3711090m df F A G a k=⨯-⨯-=-=γ 基础底面积按20%增大，即2015.446.32.12.1m A A =⨯==初步选定基础地面面积为28.40.24.2m lb A =⨯==（大于4.15m 2），且b <3m ，不需要再对a f 进行修正。
