第十二章 柱下独立基础设计完整版

§12.1 设计资料统计

水文地质条件，自地表向下依次为： ⑴、耕植土：厚0.5m，γ=18kN/m3；

⑵、粉质黏土：厚0.7~1.8m，场内广布，地基承载力fk=240kpa，γ=19.3kN/m3； ⑶、卵石层：厚5-10m，地基承载力fk=285kpa； ⑷、地下水：场内地下水埋深4-4.2m。

⑸、混凝土选用C30防水混凝土，钢筋选用HPB235和HRB335钢筋。

§12.2 确定基础地基承载力特征值

⑴、选择基础埋深 d=1.2m ⑵、基础承载力的修正

因为基础埋深d>0.5m，需要对地基承载力进行修正 根据土的类别查表得 ηb=0.3 ηd=1.6 基础埋深范围内土的加权平均重度γm为 m180.519.30.718.76kN/m3

1.2 先假定基底宽度不大于3m，粘土地基承载力特征值fa为

fafakdmd0.52401.618.761.20.5261kPa

§12.3 F轴柱基础设计 §12.3.1基础底面尺寸确定

由于基础底面面积主要有轴力决定，因此选择N最大最不利内力组合，并反算出标准值进行计算。

NmaxMk8.71kNmM11.27kNmN1634.96kN NmaxNk1287.74kN V5.82kNV4.5kNk先按中心荷载作用计算基础底面面积A1

A1Nk1287.74kN2 5.43mm3faGd261kPa20kN/m1.2m考虑偏心不利影响，将基础底面积加大10%

A01.1A11.15.43mm25.97mm2l 考虑1.5~2.0b取Alb3.6m2.4m8.64mm2因为基础宽度不大于3m，因此不再修正fa

§12.3.2 地基承载力验算

112基底抵抗矩Wbl22.4m3.6m5.184m3

66基础及台阶上土自重GdAG1.2m8.64mm220kN/m3207.36kN 基底边缘最大最小应力计算

pmaxNGM0.65V1634.96kN207.36kN11.27kNm0.655.82kNpminAW8.64m25.184m3

216.14kPa210.33kPa验算基础底面应力

pmaxpmin2216.14kPa210.33kPa2213.24kPafa261kPa，安全（1）、(2)、pmax216.14kPa1.2fa1.2261kPa313.2kPa，安全

§12.3.3 计算基底净反力

净偏心距e0M0.65V11.27kNm0.655.82kNl9.210-3m0.6m

NG1634.96kN207.36kN6F1634.96kN189.23kN/m2bl2.4m3.6m 3F6e69.210m2pjmax10189.23kN/m21192.14kN/mbll3.6mpj§12.3.4 基础高度计算

⑴、柱边截面

初步选择高度h＝650mm，h0＝610mm

bc+2h0＝0.6+2×0.61＝1.82m冲切力：

lacbbc2P jmax[(h0)b(h0)]22223.6m0.6m2.4m0.6m 192.14kN/m2[(0.61m)2.4m( 0.61m)2] 394.26kN 抗冲切力：

0.7hpft(bch0)h00.71.01.43N/mm2(0.6m0.61m)0.61m738.84kNFl394.26kN0.7hpftbch0h0738.84kN2222 满足要求 ⑵、变阶处截面

基础分两级，下级台阶h1＝350mm，h01＝310mm，取l1＝2.1m，b1＝1.5m。

b1+2h01＝1.5+2×0.31＝2.12mllbbPjmax[(1h01)b(1h01)2]2222

192.14kN/m2[( 199.13kN 抗冲切力：

0.7hpft(bch0)h00.71.01.43N/mm2(1.5m0.31m)0.31m561.66kNFl199.13kN0.7hpftbch0h0561.66kN

3.6m2.1m2.4m1.5m0.31m)2.4m(0.31m)2]2222 满足要求

§12.3.5 基础配筋计算

⑴、基础长边方向

I－I截面（柱边）

MⅠ

1pjmaxpj2bbcpjmaxpjblac24812192.14189.2322.40.6192.14-189.232.43.6-0.6 48384.82kNmMⅠ384.82106Nmm2As1333mm80.9fyh00.921N0/mm261mm0 Ⅲ—Ⅲ截面（变阶处）

MⅢ1pjmaxpj2bb1pjmaxpjbll124812192.14189.2322.41.5192.14-189.232.43.6-2.1 48112.98kNmAsⅢ比

MⅢ112.98106Nmm1928.3mm220.9fyh00.9210N/mm310mm

AsⅠ和AsⅢ，应按AsⅠ配筋，现于2.4m宽度范围内配20根16的钢筋，

As=4022mm2

⑵、基础短边方向 Ⅱ—Ⅱ截面

MⅡ12pjbbc2lac2412189.23kN/m22.4m0.6m23.6m0.6m 24199.26kNmMⅡ199.26106Nmm2 AsⅡ1775mm20.9fyh00.9210N/mm610mm16mmⅣ—Ⅳ截面

MⅣ12pjbb12ll12412189.23kN/m22.4m1.5m23.6m2.1m 2459.39kNASⅣMⅣ59.39106Nmm2 1069mm20.9fyh00.9210N/mm310mm16mm按构造配筋，选用13根14，As=2000mm2

§12.4 E轴柱基础设计 §12.4.1基础底面尺寸确定

由于基础底面面积主要有轴力决定，因此选择N最大最不利内力组合，并反算出标准值进行计算。

NmaxMk1.2kNmM1.55kNmN2432.63kN NmaxNk1903.31kN

V0.62kNV0.8kNk先按中心荷载作用计算基础底面面积A1

A1Nk1903.31kN2 8.03mm3faGd261kPa20kN/m1.2m考虑偏心不利影响，将基础底面积加大10%

A01.1A11.18.03mm28.83mm2l 1.5~2.0b Alb4.0m2.6m10.4mm2

因为基础宽度不大于3m，因此不再修正fa

§12.4.2 地基承载力验算

基底抵抗矩W1212bl2.6m4.0m6.93m3 66基础及台阶上土自重GdAG1.2m10.4mm220kN/m3249.6kN 基底边缘最大最小应力计算

pmaxNGM0.65V2432.63kN249.6kN1.55kNm0.650.8kN2pminAW10.4m6.93m3

258 21kPa257.61kPa验算基础底面应力

pmaxpmin2258.21kPa257.61kPa2257.91kPafa261kPa 1

(2) pmax258.21kPa1.2fa1.2261kPa313.2kPa §12.4.3 计算基底净反力

e0M0.65V1.55kNm0.650.8kNl0.77210-3m0.6m

NG2432.63kN249.6kN6F2432.63kN233.91kN/m2bl2.6m4.0m 3F6e060.77210m2pjmax11234.18kN/m233.91kN/m2bll4.0mpj§12.4.4 基础高度计算

⑴、柱边截面

初步选择高度h＝650mm，h0＝610mm

bc+2h0＝0.6+2×0.61＝1.82m冲切力：

lacbbcP[(h)b(h0)2] jmax022224.0m0.6m2.6m0.6m 234.18kN/m2[( 0.61m)2.6m(0.61m)2] 628.05kN 抗冲切力：

0.7hpft(bch0)h00.71.01.43N/mm2(0.6m0.61m)0.61m738.84kNFl628.05kN0.7hpftbch0h0738.84kN2222 满足要求 ⑵、变阶处截面

基础分两级，下级台阶h1＝350mm，h01＝310mm，取l1＝2.0m，b1＝1.6m。

b1+2h01＝1.6+2×0.31＝2.22mllbbPjmax[(1h01)b(1h01)2]2222

234.18kN/m2[(

4.0m2.0m2.6m1.6m0.31m)2.4m(0.31m)2]2222411.67kN

抗冲切力：

0.7hpft(bch0)h00.71.01.43N/mm2(1.5m0.31m)0.31m561.66kNFl411.67kN0.7hpftbch0h0561.66kN 满足要求

§12.4.5 基础配筋计算

⑴、基础长边方向

I－I截面（柱边）

MⅠ

1pjmaxpj2bbcpjmaxpjblac24812.64.0-0.62 234.18233.9122.60.6234.18-233.9148654.01kNmMⅠ654.01106Nmm2As1567mm30.9fyh00.921N0/mm261mm0 Ⅲ—Ⅲ截面（变阶处）

MⅢ1pjmaxpj2bb1pjmaxpjbll124812.64.0-2.02 234.18233.9122.61.6234.18-233.9148265.31kNmAsⅢ比

MⅢ265.31106Nmm2301mm220.9fyh00.9210N/mm310mm

AsⅠ和AsⅢ，应按AsⅠ配筋，现于2.6m宽度范围内配30根16的钢筋，

As=6033mm2

⑵、基础短边方向 Ⅱ—Ⅱ截面

MⅡ12pjbbc2lac2412234.18kN/m22.6m0.6m24.0m0.6m 24335.66kNmMⅡ335.66106Nmm2 AsⅡ2990mm20.9fyh00.9210N/mm610mm16mmⅣ—Ⅳ截面

MⅣ12pjbb12ll12412234.18kN/m22.6m1.6m24.0m2.0m 2497.58kNASⅣMⅣ97.58106Nmm1756mm2 20.9fyh00.9210N/mm310mm16mm按构造配筋，选用21根14，As=3232mm2