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柱下独立基础设计计算书

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1页

二〇一四年十二月三十一日

柱下独立基础设计计算书

一、 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：kF=2205kN，kM=309kN·m，kV=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akf=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akf=130kPa。

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

④ 号土层：细砂，层厚2.7m，中密，承载力特征值akf=240kPa。

⑤ 号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值akf=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。

图一 基础剖面示意图

kF=2205kN

kM=309kN·m

kV=117kN 柱 柱下独立基础课程设计 班级：12土木工程（2）班

姓名： 丘俊宏

学号： 03230 如有你有帮助，请购买下载，谢谢！

2页 3、求地基承载力特征值af

根据黏土e=0.58，LI=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=[18×0.5+20×1+（20—10）×0.2+（19.4—10）×0.5] / 2.2=16.23kN/m³

持力层承载力特征值af（先不考虑对基础宽度修正）为：

af=akf+dm（d—0.5）=180+1.6×16.23×（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：kF=2205kN，kM=309kN·m，kV=117kN。

计算基础和回填土重kG时的基础埋置深度为：

d=1/2×（2.2+2.65）=2.425m

基础底面积为：

0A=kF/（af—Gd）=2205/（224.15—0.7×10—1.725×20）=12.07㎡

由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即

A=1.20A=1.2×12.07=14.48㎡

初步选定基础底面面积A=lb=4×4=16㎡

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

af=224.15+b（b—3）=224.15+0.3×19.4×（4—3）=229.97kPa

基础底面面积为：

0A=kF/（af—Gd）=2205/（229.97—0.7×10—1.725×20）=11.70㎡

A=1.20A=1.2×11.70=14.04㎡

实际采取基底面积为4×4=16㎡>14.04㎡

5、验算持力层地基承载力

基础和回填土重为： 如有你有帮助，请购买下载，谢谢！

3页 kG=Gd A=（0.7×10+1.725×20）×16=664kN

基底抵抗矩为：

W= l·2b/6=4×24/6=10.67m³

基底边缘最大与最小应力为：

maxminpkk=[（kF+kG）/A]±(kM/W)=[（2205+664）/（4×4）] ±[(309+117×0.8) /10.67]

217.05141.57kPa

验算基础底面应力

①（maxkp+minkp）/2=（217.05+141.57）/2=179.31kPa

②maxkp=217.05kPa<1.2af=1.2×229.97=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：

maxminssp=F/A±M/W=[2866/（4×4）] ±[(402+153×0.8) /10.67]228.28129.98kPakPa

7、基础高度（采用阶梯形基础）

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：0h=h—45=755mm

因为bb=tb+20h=0.5+2×0.755=2.01m

所以进行受冲切承载力验算（见图二）。

① 柱边基础截面抗冲切验算

l=4m，b=2.8m，bb=2.1m，tb=0.5m，可

得：mb=（bb+tb）/2=（500+2010）/2=1255mm

因偏心受压，sp取maxsp=228.28kPa，tf=1.27N/2mm=1270kPa，hp=1。根据如有你有帮助，请购买下载，谢谢！

4页 公式得：

C=2210.7tthpsbbfp=2240.5127010.71228.28=3.22

0h=755mm>12（2ttbbC）=12×(0.5+20.53.22)=681.40mm

满足要求。

② 变阶处抗冲切验算

由于有

tb=2.25m，0h=400—45=355mm

所以

bb=tb+20h=2.25+2×0.355=2.96m

取bb=2.96m。因此，可得

mb=（bb+tb）/2=（2.25+2.96）/2=2.61m

因偏心受压，sp取maxsp=228.28kPa，tf=1.27N/2mm=1270kPa，hp=1。根据公式得：

C=2210.7tthpsbbfp=2242.25127010.71228.28=2.24

0h=355mm>12（2ttbbC）=12×(2.25+22.252.24)=226.16mm

满足要求。

8、配筋计算

① 基础台阶宽高比为875/400=2.19<2.5。

② 偏心距为：e=M/N=（402+153×0.8）/2866=0.18

③ 柱与基础交界处的弯矩，由公式得

=148×240.5×240.5×2664228.28129.9816

=597.11kN·m 如有你有帮助，请购买下载，谢谢！

5页 =597.11×610N·mm

1sA=100.9yMhf=6100.9597.11755300=2929.162mm

④ 变阶处的弯矩，由公式得：

=148×242.25×242.25×2664228.28129.9816

=180.01 kN·m

=180.01×610N·mm

2sA=200.9yMhf=6100.9180.01355300=1878.042mm

比较1sA和2sA，应按1sA配筋，实际配26 12@160，则钢筋根数为

n=4000160+1=26

sA=113.1×26=2940.62mm

⑤ 因为该基础为正方形基础，所以两向配筋均按26 12@160配筋。

9、基础配筋大样图

基础配筋大样图二所示。

10、 确定A、C两轴柱子基础底面尺寸

由柱下独立基础课程设计任务书得：10号荷载A、C两柱子基底荷载分别如下：A轴：kF=1598kN，kM=365kN·m，kV=120kN。

C轴：kF=1727kN，kM=428kN·m，kV=114kN。

由前面计算得持力层承载力特征值（未进行宽度修正前）af=224.15kPa，计算基础和回填土重kG时的基础埋置深度d=2.425m，

①A轴基础底面积为：

0A=kF/（af—Gd）=1598/（224.15—0.7×10—1.725×20）=8.75㎡

基础底面积按20%增大，即

A=1.20A=1.2×8.75=10.5㎡ 如有你有帮助，请购买下载，谢谢！

6页 初步选定基础底面面积A=lb=3.5×3=10.5㎡，且b=3m，不需要再对af进行修正。

②C轴基础底面积为：

0A=kF/（af—Gd）=1727/（224.15—0.7×10—1.725×20）=9.46㎡

基础底面积按20%增大，即

A=1.20A=1.2×9.46=11.35㎡

初步选定基础底面面积A=lb=4×3=12㎡>11.35，且b=3m，不需要再对af进行修正。

11、A、C两轴持力层地基承载力验算

①A轴承载力验算：

基础和回填土重为：

kG=Gd A=（0.7×10+1.725×20）×10.5=435.75kN

基底抵抗矩为：

W= l·2b/6=3×23.5/6=6.13m³

基底边缘最大与最小应力为：

maxminpkk=[（kF+kG）/A]±(kM/W)=[（1598+435.75）/（3.5×3）] ±[(365+120×0.8) /6.13]

268.89118.49kPa

验算基础底面应力

①（maxkp+minkp）/2=（217.05+141.57）/2=193.69kPa

②maxkp=268.98kPa=1.2af=1.2×224.15=268.98kPa，安全。

所以，最后确定基础底面面积长3.5m，宽3m。

①C轴承载力验算：

基础和回填土重为：

kG=Gd A=（0.7×10+1.725×20）×12=498kN

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独立基础设计计算书

独立基础设计计算书

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： 道 桥

班 级：道桥1001

学生姓名: 豹 哥

学 号:

1000000000

指导教师: 周 老 师

湖南工业大学科技学院教务部 制

2012年 12 月 9 日

第 1 页 目录

1 引言 .............................................................................................................................................. 2

1．1 基础课程设计目的 ....................................................................................................... 2

1．2 基础课程设计基本要求 ............................................................................................... 2

1.2.1 说明书（计算书）的要求 ................................................................................. 3

1.2.2 基础施工图纸的要求 ......................................................................................... 3

2、柱下独立基础设计 ..................................................................................................................... 3

柱下独立基础计算书

柱下独立基础计算书

第 1 页 共 12 页 J—1、

一、 基础设计（fak=180kPa）

1. 基础上荷载

Nk=3116kN.m N=3852kN。m

Mxk=—6kN.m Mx=-8kN.m

Myk=—41kN。m My=—51kN.m

Qxk=—82kN Qx=-101kN

Qyk=49kN Qy=61kN

轴向力最大标准组合 轴向力最大基本组合

基础埋深为2.5m,地下水位为未知，不考虑。

2. 确定基础底面尺寸及地基承载力验算

查规范,粉质黏土的承载力修正系数为：ηb=0，ηd=1.6 (只进行深度修正)

fa=fak+ηbγ(b—3）+ηdγm（d-0。5)=180+1。6×18×（2.5—0.5）=237。6kPa

(1)基础底面尺寸的确定

在轴力荷载F作用下,基础底面积A´为：

A´=Nk/（fa—γmd)=3116/（237.6—18×2.5)=16。17m2

选取基础尺寸为:A=4.1×4.1=16.81m²,取基础高度为700mm。

(2)地基承载力验算

W=bl2/6=4.13/6=13。25m3

基础底面的压力为:

pk=(Fk+Gk）/A±Mxk/Wx

=（3116+16.81×2。5×18)/ 16。81±(6+82×0.7)/11.49=230.37±5.52

pkmax=235。89kPa<1.2fa=1。2×237。6=285.12kPa

Pkmin=224。85kPa〉0，均满足要求。

(3)受冲切承载力验算

进行冲切计算式,按由柱边起成45°的冲切角椎体的斜面进行验算。

柱下钢筋混凝土独立基础设计

柱下钢筋混凝土独立基础设计

1 一、课程设计任务书

（一）设计题目

柱下钢筋混凝土独立基础设计

（二）工程概况

某五层两跨钢筋混凝土框架结构车间，柱网平面布置见附图1-1，柱截面尺寸bc×ac=400×600mm，各柱相应于荷载效应标准组合、基本组合及准永久组合时作用于基础顶面荷载，见表1-1。

表1-1 柱底荷载效应标准组合值

题号 Fk(kN) Mk (kN•m) Vk (kN)

A轴 B轴 C轴 A轴 B轴 C轴 A轴 B轴 C轴

1 975 1548 1187 140 100 198 46 48 44

2 1032 1615 1252 164 125 221 55 60 52

3 1090 1730 1312 190 150 242 62 66 57

4 1150 1815 1370 210 175 271 71 73 67

5 1218 1873 1433 235 193 297 80 83 74

6 1282 1883 1496 257 218 325 86 90 83

7 1339 1970 1560 284 242 355 96 95 89

8 1402 2057 1618 231 266 377 102 104 98

9 1534 2140 1677 335 288 402 109 113 106

10 1598 2205 1727 365 309 428 120 117 114

注：弯矩作用于跨度方向，且各轴线弯矩的作用方向相同。

可近似的取荷载效应基本组合的设计值为标准组合的1.35倍，荷载效应准永久组合的设计值为标准组合的0.8倍。

（三）工程地质资料

1．土层分布（自上而下）

（1）人工填土，稍湿，松散，含煤灰，厚1.5 m，天然容重γ=19.2kN/m3；

（2）粉质粘土，呈黄褐色，可塑，厚5.0 m，天然容重γ=18.8kN/m3，压缩模量ES=5.1Mpa，地基承载力特征值fak=230kN/m2；

柱下独立基础设计算例

柱下独立基础设计算例

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=97.18

10.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。