柱下基础-课程设计

目 录 一、设计资料 二、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、 计算基底净反力 7、 验算基础高度

8、 基础高度（采用阶梯形基础） 9、 变阶处抗冲切验算 10、 配筋计算 11、 基础配筋大详图

12、 确定A、B两轴柱子基础底面尺寸 13、 设计图纸（附图纸） 三、设计技术说明及主要参考文献

Word 资料

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柱下基础课程设计

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：FK=1720(1677)KN，MK=150(402)KN·m，VK=66(106)KN。

○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fak=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、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fak=130kPa。 ③ 号土层：粘土，层厚1.5m，稍湿，承载力特征值fak=180kPa。 ④ 号土层：细砂，层厚3.0m，中密，承载力特征值fak=240kPa。 ⑤ 号土层：强风化砂质泥岩，很厚，中密，承载力特征值fak=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。

4号土层为持力层，所以考虑取基础地面高时最好至持力层下0.5m，本设计取○

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。

Word 资料

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3.求地基承载力特征值fa 根据细沙e=0.62，查表得b=2.0，d=3.0。 基地以上土的加权平均重度为

180.5201（20-10）0.29.41.5110.5m3.7Word 资料

=13.68KNm3

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持力层承载力特征值fa（先不考虑对基础宽度修正）为

fafak+mηd（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：FK=1720(1677)KN，MK=150(402)KN·m，VK=66(106)KN。 计算基础和回填土GK 时的基础埋置深度为

1d=(3.74.15)=3.925m

2基础底面积为

A0=

Fk17205.46m2

faGd371.332.2101.72520由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即

A=1.2A0=1.2×5.46=6.56m2

初步选定基础地面面积Alb2.82.46.72m2，且b=2.4m<3m不需要再对fa 进行修正。

5.验算持力层地基承载力 基础和回填土重为

GkGdA(2.5101.72520)6.56390.32KN

偏心距为

ekMk150660.8202.8l0.096m<0.47m

FkGk1720390.322110.326pkmin>0，满足要求。 基地最大压力：

PkmaxFkGk6e1720390.3260.096(1k)(1)387.95kPa<1.2fa

Al6.562.8Word 资料

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(=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

en0M195860.8=0.12m N2250基础边缘处的最大和最小净反力为

maxPnnmin6eF225060.12421.82kPa(1n0)(1)247.77kPa lbl2.82.8

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）

Word 资料

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冲切验算简图（变阶处冲切）

l=2.8m，b=2.4m，atbc0.5m,ac0.5m。初步选定基础高度h=800mm，分两个台阶，每个台阶均为400mm。h0=800-（40+10）=750mm（有垫层），则

abat2h00.51.52m取ab2m.因此，可得amatab50020001250mm 22因偏心受压，pn取pnmax=421.87kPa，所以冲切力为

labbFlPnmax[(ch0)b(ch0)2]22222.80.52.40.5421.87[(0.75)2.4(0.75)2]2222 388.12KN抗冲切力为

0.7hpftamh00.7×1×1.25×103×1.25×0.75=820.31KN>323.44KN 满足要求。 8.变阶处抗冲切验算 由于有

atb11.2m，a11.4m，h0140050350mm

所以

Word 资料

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abat2h011.220.351.9取ab1.9m。因此，可得

am冲切力为

atab1.21.91.55m 22labbFlPnmax[(1h0)b(1h0)2]22222.81.42.41.2421.87[(0.35)2.4(0.35)2]

2222329.06KN抗冲切力为

0.7hpftamh00.711.251031.551.35474.69KN>329.06KN

满足要求。 9.配筋计算

Word 资料

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选用HPB235级钢筋，fy210Nmm2。

（1）基础长边方向。对于Ⅰ-Ⅰ截面（柱边），柱边净反力为

lac(pnmaxpnmin)2l2.80.5247.77(421.87247.77)

5.6247.77102.59pnIpnmin350.36kPa11悬臂部分净反力平均值为(pnmaxpnI)(421.87350.36)386.12kPa

22弯矩为

Word 资料

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1PnmaxPnI()(lac)2(2bbc)242 386.122.325.3451.07KNm24MIMI451.07106AsI3182.1mm2

0.9fyh00.9210750对于截面Ⅲ-Ⅲ（变阶处），有

la1(pnmaxpnmin)2l2.81.4247.77174.1

5.6448.66kPapnIIIpnmin1PnmaxPnIII()(la1)2(2bb1)242

448.66421.871.426.0223.08KNm242MIIIMIII223.08106AsI1573.8mm2

0.9fyh010.9210350比较AsI和AsIII,应按AsI配筋，实际配16φ16@135

As=3217.6mm2>3182.1mm2

（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

pn1(pnmaxpnmin)21(421.87247.77) 2334.82kPa对于Ⅰ-Ⅰ截面（柱边） 弯矩为

Word 资料

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pn(bbc)2(2lac)24334.82(2.41.5)2(5.60.5)

24307.21KNmMIIMII307.21106AsII2167.3mm2

0.9fyh00.9210750

对于ⅠV-ⅠV截面（变阶处） 弯矩为

pn(bb1)2(2la1)24334.82(2.41.2)2(5.61.4)

24140.62KNmMIVAsIVMIV140.621062125.8mm2 0.9fyh010.9210350比较AsII和AsIV,应按AsII配筋，实际配11φ16@200

As=2212.1mm2>2167.3mm2

10.基础配筋大样图 基础配筋大样图如下图所示

Word 资料

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Word 资料

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±0.000-0.450预留插筋同柱配筋图2Ф83350-3.35010040040080021C10混凝土垫层B-B-4.150

11.确定○A、○C轴柱子基础底面尺寸

由柱下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=1090KN，M=190KN·m，V=62KN。 ○

K

K

K

C轴：F=1:312KN，M=242KN·m，V=57KN。 ○

K

K

K

由前面计算得持力层承载力特征值fa371.33kPa，计算基础和回填土重Gk时的基础埋深d=3.925m，○A轴基础底面积为

A0FkfaGd1090371.332.2101.72520 3.46m2基础底面积按20%增大，即

A1.2A01.23.464.15m2

Word 资料

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初步选定基础地面面积为Alb2.42.04.8m2（大于4.15m2），且b<3m，不需要再对fa进行修正。 C轴基础底面面积为 ○

A0FkfaGd1312

371.332.2101.725204.17m2基础底面积按20%增大，即

A1.2A01.24.175.00m2

初步选定基础地面面积为Alb2.62.25.72m2（大于5.00m2），且b<3m，不需要再对fa进行修正。

12.○A、○C两轴持力层地基承载力验算 A轴，基础和回填土重为

GkGdA(2.2101.17520)4.8271.2KN

偏心距为

ekMk190620.8239.6l0.18m<0.37m

FkGk1090271.21361.26pkmin>0，满足要求。基础最大压力：

PkmaxFkGk6e1090271.260.18(1k)(1)422.54kPa<1.2fa Al4.82.8所以，最后确定基础地面长2.4m，宽2.0m。 C轴，基础和回填土重为 ○

GkGdA(2.2101.17520)5.72323.18KN

Word 资料

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ekMk242570.8287.6l2.60.17m<0.43

FkGk1312323.181635.1866pkmin>0，满足要求。基础最大压力：

PkmaxFkGk6e1312323.1860.17(1k)(1)397.30kPa<1.2fa Al5.722.6所以，最后确定基础地面长2.6m，宽2.2m。

13.设计图纸

根据以上的计算，可以绘制出基础平面布置图和B轴柱子基础大样图，如下图所示。

Word 资料

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基础平面图

Word 资料

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±0.000-0.450预留插筋同柱配筋图2Ф83350-3.35010040040080021C10混凝土垫层B-B-4.150Word 资料

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Word 资料