柱下钢筋混凝土独立基础设计计算书.doc

柱下钢筋混凝土独立基础设计计算书

一：课程设计目的
1、 掌握钢筋混凝土独立基础设计和计算的基本设计理论和方法
2、 掌握柱下钢筋混凝土的配筋设计计算方法及配筋构造要求
熟悉绘图标准，掌握绘图基本方法
二 ：柱下独立基础设计
一、 设计资料
1地质水文情况：场地平坦，周围无相邻建筑影响，自上而下土层情况为：
1、杂填土厚0.8到1.0米，重度
2、粘土厚2.5到3.4米，承载力为280KPa,Es=19.3KPa,重度，e=0.85
3、微风化岩层
4、地下水位较低，无侵蚀性，不考虑其影响

1. 边柱设计（350mm×350mm）
（1） 初步确定基础埋深H=1.2m
已知设计组合值：M=40.0KN∙m,N=1300.0KN,V=30.0KN，
设计参数及相关数据见下图

基础放置在粘土上，fak=280KPa,
查表得，ηd=1.1，先假设基底宽度不大于3m，则粉土修正后的地基承载力特征值：
fa=fak+ ηdγm(d-0.5)
=280.0+1.1×18(1.2-0.5)
=293.86KPaa
初步设计基底尺寸：
A0=Fk/(fa-γGd)=1300/(293.86-20×1.2)=4.8m2
由于偏心不大，按20%增大
即A=1.2A0=5.76m2
设n=l/b=1.5初步选择基础底面积A=L×b=5.76m2则
取b=2.0m，l=3.0m
2、持力层承载力验算
Gk=rG×d×A=20×1.2×6=144KN
ek=Mk/(Fk+Gk)=(40+30×0.6)/(1300+144)=0.04m<l/6=0.5m
Pk=(Fk+Gk)/A=(1300+144)/6=240.67KPa< fa=293.86 KPa
Pk,max=Pk(1+6ek/L)=240.67×(1+6×0.040/3 )=260.KPa
<1.2fa=352.6 KPa,满足
Pk,min= Pk(1-6ek/l)= 240.67×(1-6×0.040/3)=221.37Pa>0,满足
柱下独立基础内力分析计算：
（1） 计算基底净反力
偏心矩：en,0=M/F=(40+ 30×0.6)/1300=0..04m
基础边缘处的最大和最小净反力
Pj,max=F(1+6en,0/L)/Lb=(1300/6)×(1+6×0.04/3) =260 KPa
Pj,min= F(1-6en,0/L)/Lb =（1300/6×(1-6×0.04/3) =221.37 KPa
（2） 基础高度（采用阶梯形基础），计算图如下：
（3）

（4） 柱边基础截面抗冲切验算
L=3m,b=2m,at=ac=0.35m,bc=0.35m
基础高度h=600mm，从下至上分300mm,300mm两个台阶，h0=555mm（有垫层）
at+2 h0<b=1.80m
取ab=1.50m
am= h0+bc =905mm
因偏心受压，P0取Pn,max
冲切力：
Fl= Pn,max[(L/2- ac/2- h0)b-(b/2- bc/2- h0)2]
=260×[(3/2-0.35/2-0.555) ×2-(2/2-0.35/2-0.555)2]
=381.45 KN
抗冲切力：混凝土用C20级。
0.7βhpftamh0=0.7×1.1×1×103×0.905×0.555
=386.75KN>381.45KN，可以
图如下

（b）变阶处抗冲切验算
b>at+2h01
am=( b+ bc)/2=(2×0.4+0.35+2)/2=1.575m
冲切力：
Fl= Pn,max[(L/2- a1/2- h01)b
=260×[(3/2-1.55/2-0.555) ×2 =88.4 KN
抗冲切力：
0.7βhpftamh01=0.7×1.0×1.1×103×1.575×0.555
=673.08KN>88.44KN，可以
（5） 配筋计算
选用HPB235级钢筋，fy=210N/mm2
（a） 基础长边方向
1-1截面（柱边）
柱边净反力：Pj,1= Pj,min+(L+ac)( Pj,max- Pj,min)/2L
=221.37+(3-1.325) ×(260-221.37)/3
=242.94 KPa
截面（变阶处）
净反力：Pj,2= Pn,min+(L+a1)( Pn,max- Pn,min)/L
=221.37+(3-0.725) ×(260-221.37)/3
=250.66 KPa
长边方向
弯矩：M1=(1/24)×1/2（Pj,max+ Pj,1）（L-L1）2(2b+b1)
=(1/24)×502.94(3-0.35)2×(2×2+0.35)=325.07KN∙m
M3=(1/24)×1/2（Pj,max+ Pj,2）（L-L2）2(2b+b2
=(1/24)×511.66(3-1.325)2×(2×2+1.55)=124.96KN∙m
短边方向
M2= Pn/48（b-bc）2(2L+ac)
=481.37/48×(2-0.35)2×(2×3+0.35)=173.37KN∙m
M4= Pn/48（b-b1）2(2L+a1)
=481.37/24×(2-1.55)2×(2×3+1.15)=14.52KNm
基础受力钢筋面积：
长边方向
AS,1= M1/0.9 fyh01=325.07×106/(0.9×210×555)=3099mm2
AS,3= M3/0.9 fyh03=124.96×106/(0.9×210×255)=2592.8mm2
因此按AS,1配筋，实配16Ф16@180mm，AS=3216.99mm2>3099mm2
短边方向
AS,2= M2/0.9 fyh02=173.37×106/(0.9×210×555)=1652.79mm2
AS,4= M4/0.9 fyh04=14.52×106/(0.9×210×255)=301.28mm2
因此按AS,2配筋，实配12Ф14@180mm，AS=1847.26mm2

其配筋和大样图见详图1--1