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

Ⅰ 设计资料

一、设计题目

某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构，采用柱下独立基础，柱网布置如图1-3所示，试设计该基础。

1-3柱网布置图

二、设计资料

（一）工程地质条件

该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察：持力层为粘性土，土的天然重度为18kN/m3，地基承载力特征值fak=230kN/m2，地下水位在-7.5m处，无侵蚀性，标准冻深为1.0m（根据地区而定）。

（二）给定参数

柱截面尺寸为350mm×500mm，在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合，由上部结构传来轴心荷载为680kN，弯矩值为80kN·m，水平荷载为10kN。

（三）材料选用

混凝土：采用C20（可以调整）（ft?1.1N/mm2）

2钢筋：采用HPB235（可以调整）（fy?210N/mm）

Ⅱ 设计内容

一、设计依据

1.建筑结构设计术语 （GB/T50087-97）

2.建筑结构荷载规范 （GB 50009-2001）

3.砌体结构设计规范 （GB 50003-2001）

4.建筑地基基础设计规范 （GB 50007-2002）

5.混凝土结构设计规范 （GB 50010-2002） 6房屋建筑制图统一标准 （GB/T50001-2001）

7.建筑结构制图标准 （GB/T50105-2001）

二、设计步骤

（一）确定基础埋置深度d 考虑基础底面应位于冻结线下200mm，故基础埋深为 d=z0?200mm 将该独?(1000?200)mm?1200mm

立基础设计为阶梯型，取基础高度为650m，基础分两级，室内外高差450mm

2

（二）确定地基承载力特征值fa 假设b＜3m，因d=1.2m＞0.5m， 故对地基承载力特征值只需进行深度修正

fa?fak??d?m(d?0.5)??230?1.0?18?（1.2-0.5）?KPa=242.6KPa

（三）确定基础的底面尺寸

1.初步估算基底面积首先按轴心受压估算A0

0.45）m?1.425m 2

Fk680A0???3.18m2 fa??Gd242.6?20?1.425d?（1.2?

考虑偏心荷载的影响，将A0增大20%

A?1.2A0?1.2?3.18m2?3.82m2

取矩形基础长短边之比l/b?

1.5，b???1.596m 取b=1.6m， l=2.4m A?1.6?2.4m2?3.84m2

（四）持力层强度验算 作用在基础形心的竖向力值、力矩值分别为 FK?GK?680KN??mAd??680?20?3.84?1.425?KN?789.44KN Mk?M?Vh?(80?10?0.65)KN?m=86.5KN e0?Mk

FK?GK?86.5l2.4 m?0.110m<?m?0.4m（符合规范要求）789.4466

?6e?789.44?6?0.110??1????1??KPa??l?3.84?2.4??PkmaxkminF?GK?K

A

262.12KPa?1.2f?1.2?242.6KPa?291.12KPa ?149.04aKPa pk?pkmax?pkmin262.12?149.04?KPa?205.58KPa?fa?242.6KPa22

故持力层满足要求

（五）基础高度验算。现选用混凝土强度等级C20，钢筋HPB235， 3

2查得混凝土C20 ft?1.1N/mm2，钢筋HPB235 fy?210N/mm

地基净反力

pjmax?Pmax?

pjmin1.35GKG1.35?20?3.84?1.425?1.35Pmax??(1.35?262.12?)KPa=279.99KPaAA3.841.35GKG1.35?20?3.84?1.425?Pmin??1.35Pmin??(1.35?149.04?)KPa=127.33KPaAA3.84 设h=650mm，有垫层基础，则h0=650-40=610mm；下阶h1=350mm,上阶h01=310mm；az1=1200mm，bz1=800mm。基础高度及配筋如图1-4

图1-4基础高度及配筋图 4

柱边截面：

bz?2h0?0.35?2?0.61?1.57m﹤b?1.6m A2?(bz?h0)h0?(0.35?0.61)?0.61?0.59m2

F1?A1pjmax?0.54?279.99kN?151.19kN 0.7?hpftA2?0.7?1.0?1100?0.59kN?454.3kN?F1?151.19kN

符合要求

变阶处截面：

bz1?2h01?0.8?2?0.31?1.42m﹤b?1.6m babbA1?(?z1?h01)b?(?z1?h01)2 2222

2.41.21.60.8?[(??0.31)?1.6?(??0.31)2]m2?0.4559m22222

A2?(bz1?h01)h01?[(0.8?0.31)?0.31]?0.3441m2 F1?A1pjmax?(0.4559?279.99)kN?127.65kN 0.7?hpftA2?0.7?1.0?1100?0.3441?264.96kN?F1?127.65kN符合要求

（六）底板配筋计算

1、计算基础长边方向，

Ⅰ—Ⅰ截面

pjI?pjmin?l?az(pjmax?pjmin)2l2.4?0.5?[127.33?(279.99?127.33)]kN/m2?219.56kN/m2

2?2.4

M1?(l?az)2(2b?bz)(pjmax?pj1)

1481?[(2.4?0.5)2(2?1.6?0.35)(279.99?219.56)]kN?m?133.38kN?m48MI133.38?106AsI??mm2?1156.90mm20.9fyh00.9?210?6105