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柱下独立基础课程设计

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目录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)柱下独立基础设计1、工程地质条件3、岩土设计技术参数地基岩土物理力学参数如表1所示4、水文地质条件（1）拟建场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 。

5、上部结构荷载资料拟建建筑物是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，室外高差450mm 柱网布置如图1所示。

图1 柱网平面布置图6、上部结构作用上部结构作用在柱底的荷载效用标准组合值如表2所示，上部结构作用在柱底的荷载效用基本组合如表3。

7、材料基础梁混凝土强度为C30，受力筋为HRB400，箍筋采用HRB335级钢筋8、地基基础等级：丙级。

二、独立基础设计1.选择基础材料基础梁混凝土强度为C30，受力筋为HRB400，箍筋采用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。

1、确定基础的埋置深度：①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。

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

④号土层：细砂，层厚2.7m，中密，承载力特征值f ak=240KPa根据设计规和经验可知①、②和③号土层均不宜做为持力层,故考虑④号土层作为持力层，并且下挖持力层0.5m处作为基础的底面。

取室外地坪到基础底面为：d=0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m. 由于室外的高差为450mm,所以基础的平均埋深为：d=(3.7+4.15)/2=3.925m.avg具体细节如上图：基础剖面图所示。

2、计算修正后的地基承载力特征值：kpad f m KN ak a 33.371)5.07.3(68.130.3240)5.0(f /68.137.35.0)1021(5.1)104.19(2.0)1020(0.1205.0180.39-7,62.0e :14m d 3m d =-⨯⨯+=-+==⨯-+⨯-+⨯-+⨯+⨯===γηγη即有：重度：地基以上土的加权平均可知础工程》表查找教材《土力学与基知层为细沙持力层，查表根据设计资料可知：第3、确定基础地面尺寸： A 轴：满足要求）（荷载偏心距根据设计资料可求得总取】）（【）（故其面积为：Kpa k Kpak K K k k K K K G K ww G a Kb e bl G F p mL G F M F M e m l m KN Ad G m h d F A 96.438max 838.118min max minagv 2agv p 3.222.0616.23.25.3281339)61(43.06m 22.05.328133975.096284.6.2,3.2b 5.328425.210-205.12032000.6~653.4425.210-20-5.120-33.3711339)4.1~1.1(f )4.1~1.1(===⨯±⨯⨯+=±+==<=+⨯+=+=====⨯+⨯⨯⨯===⨯⨯⨯=+-=γγγ4、验算持力层承载力：.3.2,6.2,60.44533.3712.12.196.438max m b m l kpa f kpa F a k ===⨯=<=宽底面尺寸为所以最后确定基础的由5、验算软弱下卧层承载力：由于持力层下面的土层为第5号土层，为强风化砂质泥岩，很厚，中密，且承载力特征值为f ak =300kPa 大于第4号为持力层的土层，4号土层的承载力特征值为f ak =240kPa 的土层。

故不存在软弱下卧层，也不需要进行软弱下卧层的验算。

6、地基变形验算：根据《地基规》规定，对于设计等级为甲级、乙级的建筑均匀按地基变形设计；对于荷载较大、土层不均匀、地基承载力不高、设计等级我丙级的建筑物需要进行地基变形验算。

根据课程设计任务书所给定的资料，可以知道第5号土层为为强风化砂质泥岩，很厚、中密、均匀，且压缩模量Es=18Mpa 和地基承载力特征值f ak =300kPa 均比较大。

可知该地基属于高强度抵抗力地基所以该建筑物的地基不需要进行地基变形验算。

7、基础高度的确定： 1、计算基底净反力：80.1933.49412700.17.015.03.27.01/27.1,/300:2040030,5.0,3.2b 933.494)3.227.061(6.23.21741)61(43.06m 27.017418.0125369e 125,m .369,174122222200=⨯⨯+-=+-=====⨯+⨯⨯=+==<=⨯+======st ht t y t s p f b b C mm N f mm N f C HRB C m b m kpab e bl F p lN M KNV KM M KN F β的混凝土。

可得垫层采用级的钢筋的混凝土采用有题意可知净偏心距合值：取柱底荷载有效基本组2、计算基础的有效高度：.7104075040h .mm 350,mm 7005064046640h 466466.0)80.15.05.0(21)(210''220mm h h mm h mm m C b b h o t t =-=-===+=+===++-⨯=++-=为：则基础的实际有效高度取两级台阶，个厚厚度为设计时采用基础的底板（有垫层）：所以基础底板的厚度为8、对基础进行冲切承载力验算： 1、柱边基础截面冲切验算:满足要求；抗冲切力为：即有：生了偏心受压偏心力的作用，从而产由于该独立基础受到了因此，可得：取上述计算结果可得：由本设计的设计资料和,293988.78871.025.11027.10.17.07.0293])71.025.023.2(3.2)71.025.026.2[(933.494])22()22[(p .125025.1225.02a 0.2a ,3.292.171.025.025.0,3.2,6.230hp 22000KN KN h a f F KNh b b b h a l p A F mm m a a m m b m h a a mb a m b m l m t tt s l s l b t m b t b c t >=⨯⨯⨯⨯⨯===---⨯--⨯=-----====+=+===<=⨯+=+=====β2、变阶处抗冲切验算：满足要求抗冲切力为：冲切力为：因此可得：取即有：由上述资料可知：,392.35236.40231.046.11027.10.17.07.0392.352])31.0215.123.2(3.2)31.023.126.2[(933.494)22()22[(46.128.115.12a a ,m 8.1a 3.277.131.0215.12a 31040350,3.1,15.130hp '220101'''''01''01'KN KN h a f F KNh b b b h a l p A p F ma mb m h a mmh m a m b a m t t ts s s l bt m b t b t t l >=⨯⨯⨯⨯⨯===---⨯--⨯=-----===+=+===<=⨯+=+==-====β9、计算基础底板配筋：向配筋。

的钢筋，沿基础底面双根附表表得：实际采用查钢筋混凝土配筋面积：基础底板每：基础底板受力钢筋面积的弯矩为：计算得柱与基础交界处基础台阶宽高比为：200@229,02.4576.23.22733bl m 127337103009.010947.1549.0/10947.154.947.154)]6.23.235.1280.203933.494()15.13.22)[(5.06.2(481)]2)(2[()-(481,5.203.23507102'2260s 262min max 2Φ=⨯===⨯⨯⨯==⨯==⨯⨯-+⨯+⨯-⨯=-++=<=mm A A mm h f M A mm N m KN G A G p p b b a l M S Sy K t t10、验算正截面受弯承载力：2302max 2max min max min 24127103009.010816.4609.0.816.460)933.49436.377()15.13.22()5.06.2(481p )2()(481147.436)933.49436.377(21p 21360.377)80.203933.494(6.225.06.280.203)(2p -1mm h f M A mKN p b b a l M Kpap Kpap p l a l p y S k ez t c k ez k k ck ez =⨯⨯⨯===+⨯+⨯⨯-⨯=++-==+⨯=+=-⨯⨯++=-++=I I I I ）（则有弯矩为：）（为：悬臂部分净反力平均值为：截面），柱边的净反力、对于柱边（2、验算变阶处正截面受弯承载力进行配筋。

为参考对象结构的安全应以的配筋大小，为了保证和比较）（则有弯矩为：I I I =⨯⨯⨯===+⨯+⨯⨯-⨯=++-==-⨯⨯++=-++=S S S y S k e t l k k l k A A A mm h f M A m KN p b b a l M Kpap p la l p III 230III 2max III 2III min max min eIII 11967103009.010257.2299.0.257.229)933.494765.413()15.13.22()15.16.2(481p )2()(481765.413)80.203933.494(6.2215.16.280.203)(2p2、按基础短边方向进行正截面受弯承载力验算：由于基础受单向偏心荷载作用，故在基础短边方向的基底反力可按均匀 分布计算： 2302min max 2min max 3.14027103009.010838.2689.0.838.268)933.49480.203()5.06.22()5.03.2(481))(2()b (481-1367.349)80.203933.494(21)(21mm h f M A m KN P P a l a M Kpa P P P y S k k c c k k S =⨯⨯⨯===+⨯+⨯⨯-⨯=++-=II II =+⨯=+=I I I I I I ：根据应知条件有弯矩为力验算：）进行正截面受弯承载、对柱边（截面2602min max 2V 14953103009.010135.1259.0.135.125)933.49480.203()3.16.22()15.13.2(481))(2()b b (481V -V 2mm h f M A mKN P P a l M y S k k l l =⨯⨯⨯===+⨯+⨯⨯-⨯=++-=I I I I ：根据应知条件有弯矩为截面）弯承载力（、短边变阶处正截面受为准。

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基础工程课程设计柱下独立基础

基础工程课程设计柱下独立基础

标准文档柱下独立基础课程设计姓名：班级：学号：指导老师：罗晓辉目录一、设计任务书....................................... - 3 -二、不考虑地基处理和角边柱影响中柱的沉降验算 ......... - 3 -三、地基处理后边柱J-1基础设计....................... - 5 -四、地基处理后边柱J-2的设计......................... - 8 -五、地基处理后角柱J-3的设计........................ - 11 -六、地基处理后中柱J-4的设计........................ - 13 -七、地基处理后中柱J-5的设计........................ - 15 -八、基础结构布置平面图.............................. - 17 -一、设计任务书采用柱下独立基础方案。

材料采用C25，基底设置C15、厚度100mm 的混凝土垫层；配筋采用Ⅱ级普通圆钢筋。

承受轴心荷载的基础底板一般采用正方形，若偏心荷载则采用矩形底板，其长宽比采用1.2。

设计计算内容：（1）在不考虑地基处理和角、边柱的影响时，中柱按地基承载力确定的基础底面积是否满足沉降要求？（2）若通过地基处理（地基处理深度从基础底面以下5.5m 内），使得地基承载力设计值达到160kPa ，进行如下设计计算：1）根据地基强度确定中柱、角与边柱的（角与边柱需考虑100kN ·m 的力矩荷载。

力矩作用方向根据右手螺旋法则确定，且指向柱网平面惯性轴）柱下基础底面尺寸；2）基础配筋、冲切验算；3）完成有关计算部分的计算简图、基础配筋图等。

二、不考虑地基处理和角边柱影响中柱的沉降验算不考虑地基处理和角、边柱的影响时，中柱按地基承载力确定的基底面积是否满足沉降要求？（1）按承载力确定基础尺寸由勘察报告可知，基础的埋深为2.4m ，持力层为粘土层。

柱下独立基础课程设计

柱下独立基础课程设计

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=13m KN持力层承载力特征值f a （先不考虑对基础宽度修正）为aka 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 。

基础工程课程设计--钢筋混凝土柱下独立基础

基础工程课程设计--钢筋混凝土柱下独立基础

《基础工程》课程设计任务书（一）上部结构资料某框架结构柱网图如下，柱截面为400*400mm 2，F1=724kN ，F2=1424kN ，F3=2024kN 。

（二）地质资料经探测，地层岩性及土的物理力学性质如下表。

地下水埋深为5m ，无腐蚀性。

层号土名状态密实度 厚度 密度 含水量 孔隙比 I P I L 压缩系数 标贯击数 压缩模量 mg/cm 3 % Mpa -1 N 63.5 MPa 1 人工填土 可塑 稍密 2 2.022 粉土 可塑 中密3 2.02 21 0.6 7 0.21 0.21 12 8 3 粉质粘土 软塑 中密 5 2.01 23.9 0.75 12 0.82 0.35 6.6 5.64 粉土 可塑 中密 2 2.02 25 0.66 11.4 5粉土可塑密实未揭开2.02250.6120.4F1 F2F2F1F2F3F3F2 F1F2F2 F1钢筋混凝土柱下独立基础1、选择持力层设基础埋深d=2.5m ，这时地基持力层为粉土2、计算地基承载力特征值，并修正根据标贯击数N=12查表得：kPa f ak 156)140180(10151012140=-⨯--+=因为埋深d=2m>0.5m ，故还需对ak f 进行修正设基础底面宽度不大于3m 。

查表得修正系数ηb =0.5，ηd =2.0 则修正后的地基承载力特征值为f a =f ak + ηd γm (d-0.5)=156+2×20.2×(2.5-0.5)=236.8kPa3、计算基础所需底面尺寸基础埋深d=2m ，分析该框架结构柱网布置图可知，柱子受三种不同荷载，把受荷载为724KN 的基础作第一类基础，受荷载为1424KN 的基础为第二类基础，受荷载为2024KN 的基础为第三类基础 （1）、第一类基础，其轴心荷载F1=724KN ，则有：m d f F b G a 69.15.2208.23674.072411=⨯-⨯=-≥γ取1b =1.7m ，因b ＜3m ，不必进行承载力宽度修正（2）、第二类基础，其轴心荷载为F2=1424KN ，则有：m d f F b G a 38.25.2208.23674.0142422=⨯-⨯=-≥γ取2b =2.4m ，因b ＜3m ，不必进行承载力宽度修正（3）、第三类基础，其轴心荷载为2024KN ，则有：m d f F b G a 83.25.2208.23674.0202433=⨯-⨯=-≥γ取3b =2.9m ，因b<3m ，不必进行承载力宽度修正4、验算软弱层强度和沉降量(1)持力层承载力验算1）第一类基础kPa f a 8.236=基底处总竖向力：KN G F k k 26.6805.2207.174.07242=⨯⨯+⨯=+基基底平均压力：kPa f kPa A G F P a k k k 8.23638.2357.126.6802=<==+=（可以） 2）、第二类基础kPa f a 8.236=基底处总竖向力：KN G F k k 76.13415.2204.274.014242=⨯⨯+⨯=+基基底平均压力：kPa f kPa A G F P a k k k 8.23694.2324.276.13412=<==+=（可以） 3）、第三类基础kPa f a 8.236=基底处总竖向力：KN G F k k 26.19185.2209.274.020242=⨯⨯+⨯=+基基底平均压力：kPa f kPa A G F P a k k k 8.23609.2289.226.19182=<==+=（可以） （2）软弱下卧层承载力验算1）第一类基础由43.16.5/8/21==s s E E 50.047.17.1/5.2/>==b z 查表得︒=47.21θ393.0tan =θ，下卧层顶面处的附加应力：kPa z b z l P lb cd k 78.39)393.05.227.1()5.22.2038.235(7.1)tan 2)(tan 2()(22z =⨯⨯+⨯-⨯=++-=θθσσ 下卧层顶面处的自重应力：kPa cz 1015.22.205.22.20=⨯+⨯=σ 下卧层承载力特征值：m KN zd czm /2.20=+=σγkPa f az 06.240)5.05(2.204.18.112=-⨯⨯+=验算：az z cz f kPa <=+=+78.14010178.39σσ（可以） 经验算，基础底面尺寸及埋深满足要求2）第二类基础由43.16.5/8/21==s s E E 50.004.14.2/5.2/>==b z 查表得︒=04.21θ385.0tan =θ，下卧层顶面处的附加应力：kPa z b z l P lb cd k 18.56)385.05.224.2()5.22.2094.232(4.2)tan 2)(tan 2()(22z =⨯⨯+⨯-⨯=++-=θθσσ 下卧层顶面处的自重应力：kPa cz 1015.22.205.22.20=⨯+⨯=σ 下卧层承载力特征值：m KN zd czm /2.20=+=σγkPa f az 06.240)5.05(2.204.18.112=-⨯⨯+=验算：az z cz f kPa <=+=+18.15710118.56σσ（可以） 经验算，基础底面尺寸及埋深满足要求 3）第三类基础由43.16.5/8/21==s s E E 50.086.09.2/5.2/>==b z 查表得︒=86.20θ381.0t a n =θ，下卧层顶面处的附加应力： kPa z b z l P lb cd k 69.64)381.05.229.2()5.22.2009.228(9.2)tan 2)(tan 2()(22z =⨯⨯+⨯-⨯=++-=θθσσ 下卧层顶面处的自重应力：kPa cz 1015.22.205.22.20=⨯+⨯=σ 下卧层承载力特征值：m KN zd czm /2.20=+=σγkPa f az 06.240)5.05(2.204.18.112=-⨯⨯+=验算：az z cz f kPa <=+=+69.16510169.64σσ（可以）经验算，基础底面尺寸及埋深满足要求（3）、验算沉降量分析柱网布置图可得，只须验算四个基础的沉降量即可，分别设为a 、b 、c 、d ，如下图所示：ab cdehfg1）、计算基础a 的沉降kN mm l E r a aa/0544.088.07.184.011202=⨯⨯-=-=ωμδkN mm r E ab /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδkN mm r E ad/00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδ mmF F F s ad ab aa a 25.55142400557.0142400557.07240544.0221=⨯+⨯+⨯=⋅+⋅+⋅=δδδ 2）、计算基础b 的沉降kN mm l E r b bb /0385.088.04.284.011202=⨯⨯-=-=ωμδkN mm r E ba /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδkN mm r E bc /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδkN mm r E be /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδmmF F F F s be bc ab bb b 06.78142400557.020*******.072400557.014240385.02312=⨯+⨯+⨯+⨯=⋅+⋅+⋅+⋅=δδδδ 3）、计算基础c 的沉降kN mm l E r c cc /0319.088.09.284.011202=⨯⨯-=-=ωμδkN mm r E cb /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδkN mm r E ch /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδkN mm r E cf /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδkN mm r E cd /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδmmF F F F F s cd cf ch cb cc c 55.99142400557.0142400557.020*******.0142400557.020240319.022323=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=⋅+⋅+⋅+⋅+⋅=δδδδδ 4）、计算基础d 的沉降kN mm l E r b dd/0385.088.04.284.011202=⨯⨯-=-=ωμδkN mm r E dg/00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδ kN mm r E dc /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδkN mm r E da /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδmmF F F F s da dc dg dd d 23.7472400557.020*******.072400557.014240385.01312=⨯+⨯+⨯+⨯=⋅+⋅+⋅+⋅=δδδδ 5）、a 、b 两基础的沉降差mm s s a b ab 81.2225.5506.78=-=-=∆根据框架结构相邻柱基沉降差允许值可知：［∆］=mm l 12002.0=。

柱下独立基础课程设计

柱下独立基础课程设计

基础工程课程设计任务书题目：钢筋混凝土柱下独立基础设计专业：土木工程（建筑工程）班级：姓名：学号：指导教师：时间：一、设计目的与题目1、设计目的课程设计是高等教育中一直强调和重视的教学实践环节，是土木工程专业最重要的专业基础课程之一。

《基础工程课程设计》是学生在学习《土力学》、《钢筋混凝土结构》和《基础工程》的基础上，综合应用所学的理论知识，完成基础设计任务。

该课程设计的主要目的是经过本课程设计的学习，要求学生能够掌握大、中型建筑物的地基基础设计方法。

本课程的主要任务是培养学生：（1）具备应用基础工程设计基础知识和基本理论解决实际问题的能力，掌握浅基础和深基础的选型和埋深的确定、设计、计算方法；（2）能够运用数学、力学、土力学等知识对基础的基本构件进行受力分析及公式推导，建立基本公式，并正确地通过验算过程进行优化和改进；（3）能够结合行业背景进行设计，解决工程中基本构件的截面设计及承载力校核问题，以及地基承载力的确定、地基变形沉降校验问题；（4）能够熟练使用专业相关规范和图集，结合本课程的知识，结合区域特点，提出复杂工程问题的解决方案，能够处理实际工程问题。

（5）能够基于所学知识提出新型浅基础和深基础的结构，并按照规范要求进行内力分析和承载能力验算，论证设计过程和结果的合理性。

2、设计题目兰州市区某教学楼为五层钢筋混凝土框架结构，柱网布置如图1所示，试设计该基础。

二、设计条件1、场地工程地质条件：拟建场地地形平坦，地面高程在1525.20~1529.23m 之间。

本次勘察深度范围内，场地地层自上而下依次分布有：①杂填土层（Q4ml）：总体厚度0.50～2.50m。

黄褐色，土质不均匀，以粉土为主，含大量建筑垃圾、植物根系等，稍湿，稍密。

②黄土状粉土层（Q4al+pl）：埋深 1.50～4.50m，厚度0.20～6.30m，层面高程1522.09～1527.45。

褐黄色，土质较均匀，孔隙、虫孔较发育，具水平层理，无光泽反应，干强度低，韧性低，摇振反应中等，稍湿-湿，稍密。