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1、第二部分柱下钢筋混凝土独立基础设计一、柱下钢筋混凝土独立基础设计任务书（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4-7所示， 试设计该基础。（二）设计资料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18 kN/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）。给定参数柱截面尺寸为350mmX500mm，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80kNm,水平荷载为10kN。材料选用混凝土：采用C20 （可以
2、调整）（/=1.1N/mm2） 钢筋：采用HPB235 （可以调整）（于=210 N/mm2）（三）设计内容7确定基础埋置深度确定地基承载力特征值确定基础的底面尺寸确定基础的高度基础底板配筋计算绘制施工图（平面图、详图）（四）设计要求计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂。制图要求所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸 上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为仿宋字。设计时间三天。(三)确定基础的底面面积式中各符号意义同前所述(四)持力层强度验算FANk一f 一厂 x h a式中FP kmax = k kminAp + pp =kmaxkmink2a相应于荷
3、载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值(kPa)；相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值(kPa)；相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最小压力值(kPa)；-相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值kN)；-基础自重和基础上的土重(kN)；基础底面面积(m2)；-偏心距(m)；修正后的地基承载力特征值(kPa)；1矩形基础的长度(m)。(五) 确定基础的高度pkPkmaxPkminLGkAeo二、柱下钢筋混凝土独立基础课程设计指导书(一) 确定基础埋置深度d同前所述(二) 确定地基承载特征值f同前所述akf =f, +n Y(b-3) +n Y (d - 0
4、.5)式中1.0；式中FW0.7 B fa h丨hp t m 0F相应于荷载效应基本组合时作用在A上的地基土净反力设计值(kN)； 0 hp受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，0 hp取当大于等于2000mm时，0 h取0.9,其间按线性内插法取用；卩f混凝土轴心抗拉强度设计值(kPa)；am冲切破坏锥体最不利一侧计算长度(m)；h0基础冲切破坏锥体的有效高度(m)。(六)底板配筋计算人MA 二 si 0.9h f0 y人MA 二4sii 0.9h f0 y-分别为平行于1、b方向的受力钢筋面积(m2)；分别为任意截面I-I、II-II处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计hp
5、hpM = (1 - a(2b + b )p+ p )i 48 zz jmax jIM = (b - b)2(21 + a )p+ p )II 48 zz j max jminAsl、AsliMI、MII值(kNm)；分别为基础底面的长边和短边(m)；r钢筋抗拉强度设计值(N/mm2)；p. 、p.相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大和最小地jmax jmin基净反力设计值(kPa)；1、bbdmp.、p卫 任意截面I-I、II-II处相应于荷载效应基本组合时的基础底面地基净反 力设计值（kPa）；a、b 分别为平行于基础长边和短边的柱边长（m）；（七）绘制施工图（2号图纸一张）合理确定
6、绘图比例（平面图1： 100、详图1： 201： 30）、图幅布置；符合建筑制 图标准。三、参考文献1. 中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）.北京：中国建 筑工业出版社，20022. 孙维东主编.土力学与地基基础.北京：机械工业出版社，20033. 中华人民共和国国家标准.砌体结构设计规范（GB50003-2001）.北京：中国建筑工 业出版社，20024. 沈克仁主编.地基与基础.中国建筑工业出版社，1993四、设计实例1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 4-7所示,在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合，由上部结
7、构传来的轴心荷载为680kN, 弯矩值为80kNm,水平荷载为10kN。柱永久荷载效应起控制作用，柱截面尺寸为350mm X500m m,试设计该基础。1）1（-9图4-7柱网布置图2. 工程地质情况该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察：持力层为粘性土（4 b=0、n d=1.0）， 土的天然重度为18 kN/m3, =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）。3. 基础设计确定基础的埋置深度dd=Z0+2OO = (1000 +200) mm=1200 mm根据GB50007-2002规定，将该独立基础设计成阶梯形，取基础高度为650 m
8、m,基础 分二级，室内外高差300mm,如图4-8所示。J.mH 二nJseR图4-8基础高度和底板配筋示意确定地基承载特征值厶 假设b V 3m,因d=1.2m 0.5m故只需对地基承载力特征值进行深度修正,f 二 f +n y (d - 0.5) =(230 +1.0X18x(l.2 - 0.5)LN/m2 二 242.6kN/m2aak dm确定基础的底面面积1.2 +1.52m = 1.35mF + Pkkf -y x h考虑偏心荷载影响,=m2 = 3.11m2242.6 18 x 1.35基础底面积初步扩大20%，于是A = 1.2 A = 1.2 x 3.11m2 = 3.73m
9、2取矩形基础长短边之比l/b=1.5，即l=1.5b b FA而 1 “b = 1.58m1.51.5取 b=1.6 m 则 l=1.5b=2.4 mA= lXb=2.4X 1.6 m=3.84 m2持力层强度验算作用在基底形心的竖向力值、力矩值分别为F + G = 680kN + fAh = (680 + 20 x 3.84 x 1.35)kN = 783.68kNMKk = M + Vh = (80 +10 x 0.65)kN - m = 86.5kN - mM86.5 八0e =k =m = 0.11m 孑 12.4m 00 F + G 783.68V 石= 石 =04mk k符合要求。
10、F + (6e )783.686 x 0.11)kk=1 土AL i丿3.842.4丿P kmaxkminkN/m2 二26.21kN/m；147.96kN/m21.2fa=1.2 X 242.6kN/m2=291.12kN/m2p + p 260.21 +147.96kmax=kN/m2 = 204.09kN/m22F =171.2kN hp t 21符合要求。2)变阶处截面bz1+2 h01=(0.8+2X0.31)m=1.42mb=1.6ml a(b b2z1-hb -z1-h2 201丿j 2201丿(2.41.2 一F1=143.53kN hp t 21符合要求。基础底板配筋计算1)计算基础的长边方向，I-I截面柱边地基净反力P ji-p )jm a x jm i nl + a=p + z j m i n2l163.3 + 2.4 + 0.5(314.83 -163.3)2 x 2.4kN/m2AsI=254.85kN/m2=1 (/ - a48z=(2.4 - 0.5(2 x 1.6 + 0.35)314.83 + 254.85丿kN - m 48=152.1kN - mM152.1 x 106i =mm2 =1319.28mm20.9f h 0.9 x 210 x 610y 0+ p )z jmaxjiP Mi-p )j maxj minl +
