柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)__指導(dǎo)

1、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題 目：柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：黃晉浙江理工大學(xué)科藝學(xué)院建筑系2011年10月9日柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)資料1.地形：擬建建筑場(chǎng)地平整2.工程地質(zhì)資料：自上而下依次為：雜填土：厚約0.5m，含部分建筑垃圾；粉質(zhì)粘土：厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值fak=130KN/m2；粘土：厚1.5m，可塑，稍濕，承載力特征值fak=180KN/m2；全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚2.7m,承載力特征值fak=240KN/m2；強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚3.0m,承載力特征值fak=300KN/m2；中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚4.0m,承載力特征值fak=620

2、KN/m2；表1 地基巖土物理力學(xué)參數(shù)表地層代號(hào)土名天然地基土重度（）孔隙比（e）凝聚力（c）內(nèi)摩擦角（）壓縮系數(shù)(a1-2壓縮模量（Es）抗壓強(qiáng)度（frk）承載力特征值（fak）kN/m³kPa度雜填土18粉質(zhì)粘土200.6534130.2010.0130粘土19.40.5825230.228.2180全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2122300.8240強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2220253.0300中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2415404.06203.水文資料為：地下水對(duì)混凝土無侵蝕性。地下水位深度：位于地表下1.5m。4.上部結(jié)構(gòu)資料：上部結(jié)構(gòu)為多層全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，框架柱截面尺寸為500×500 mm，

3、室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。柱網(wǎng)布置見圖1。圖1 柱網(wǎng)平面圖5.上部結(jié)構(gòu)作用在柱底的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值見表2；上部結(jié)構(gòu)作用在柱底的荷載效應(yīng)基本組合值見表3；表2 柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值題號(hào)Fk(KNMk (KNmVk (KNA軸B軸C軸A軸B軸C軸A軸B軸C軸19751548118714010019846484421032161512521641252215560523109017301312190150242626657411501815137021017527171736751218187314332351932978083746128218831496257218325

4、8690837133919701560284242355969589814022057161823126637710210498915342140167733528840210911310610159822051727365309428120117114表3 柱底荷載效應(yīng)基本組合值題號(hào)F (KNM (KNmV (KNA軸B軸C軸A軸B軸C軸A軸B軸C軸112682012154418313025860625821342210016272141632887278673141822501706248195315818674414962360178227422835393958851584243518

5、63306251386104108966166724481945334284423112117108717412562202836931546212512411681823267421043913464911331361289199527832181425375523142147138102078286622454554025571561531496.材料：混凝土等級(jí)20C30，鋼筋HPB235、HPRB335級(jí)。三、設(shè)計(jì)分組課程設(shè)計(jì)人數(shù)為60人，根據(jù)以上所給資料及學(xué)生人數(shù)，共劃分為20個(gè)組。具體如下：第1組共10人，基礎(chǔ)持力層選用土層，設(shè)計(jì) A軸柱下獨(dú)立基礎(chǔ)；第2組共10人，基礎(chǔ)持力層選用土

6、層，設(shè)計(jì) B軸柱下獨(dú)立基礎(chǔ)；第3組共10人，基礎(chǔ)持力層選用土層，設(shè)計(jì) C軸柱下獨(dú)立基礎(chǔ)；四、設(shè)計(jì)要求每人根據(jù)所在組號(hào)和題號(hào)，完成各自要求的軸線基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。對(duì)另外兩根軸線的基礎(chǔ)，只要求根據(jù)所給荷載確定基礎(chǔ)底面尺寸，以便畫出整體基礎(chǔ)平面圖。五、設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，包括確定基礎(chǔ)埋深、基礎(chǔ)底面尺寸，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、強(qiáng)度計(jì)算，確定基礎(chǔ)高度、進(jìn)行配筋計(jì)算并滿足構(gòu)造設(shè)計(jì)要求，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算書。繪制基礎(chǔ)施工圖，包括基礎(chǔ)平面布置圖、基礎(chǔ)大樣圖，并提出必要的技術(shù)說明。六、設(shè)計(jì)成果1.設(shè)計(jì)計(jì)算書（1）確定地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度；（2）確定基礎(chǔ)底面尺寸，驗(yàn)算地基承載力；（3）對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行抗沖切承載力驗(yàn)算，確

7、定基礎(chǔ)高度；（4）對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行正截面受彎承載力驗(yàn)算，給基礎(chǔ)底板配筋；2. 設(shè)計(jì)圖紙（1）基礎(chǔ)平面布置圖（2）獨(dú)立基礎(chǔ)大樣圖（3）設(shè)計(jì)說明要求分析過程詳細(xì)，計(jì)算步驟完整，設(shè)計(jì)說明書的編寫應(yīng)具有條理性，圖紙整潔清晰。參考資料（1）土力學(xué)與基礎(chǔ)工程（第2版），趙明華主編，武漢理工大學(xué)出版社，2003（2）基礎(chǔ)工程（第2版），周景星主編，清華大學(xué)出版社，2007。（3）混凝土結(jié)構(gòu)（上）（第2版），吳培明主編，武漢理工大學(xué)出版社，2003（4）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001），中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002。（5）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007 -2002），中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002。

8、（6）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010 -2002），中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002?；A(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書題 目：柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：黃晉浙江理工大學(xué)科藝學(xué)院建筑系2011年10月9日柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分，必須根據(jù)上部結(jié)構(gòu)條件（建筑物的用途和安全等級(jí)、建筑布置、上部結(jié)構(gòu)類型等）和工程地質(zhì)條件（建筑場(chǎng)地、地基巖土和氣候條件等），結(jié)合考慮其他方面的要求（工期、施工條件、造價(jià)和節(jié)約資源等），合理選擇地基基礎(chǔ)方案，因地制宜，精心設(shè)計(jì)，以確保建筑物和構(gòu)筑物的安全和正常使用。一、獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟（1）初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)型式、材料與平面布

9、置； （2）確定基礎(chǔ)的埋置深度d ； （3）計(jì)算地基承載力特征值，并經(jīng)深度和寬度修正，確定修正后的地基承載力特征值 ；（4）根據(jù)作用在基礎(chǔ)頂面荷載 F 和深寬修正后的地基承載力特征值，計(jì)算基礎(chǔ)的底面積； （5）計(jì)算基礎(chǔ)高度并確定剖面形狀； （6）若地基持力層下部存在軟弱土層時(shí)，則需驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力； （7）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲、乙級(jí)建筑物和部分丙級(jí)建筑物應(yīng)計(jì)算地基的變形；（8）驗(yàn)算建筑物或構(gòu)筑物的穩(wěn)定性（如有必要時(shí)）；（9）基礎(chǔ)細(xì)部結(jié)構(gòu)和構(gòu)造設(shè)計(jì)；（10）繪制基礎(chǔ)施工圖。如果步驟（1）（7）中有不滿足要求的情況時(shí)，可對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，如采取加大基礎(chǔ)埋置深度d或加大基礎(chǔ)寬度b等措施，直到

10、全部滿足要求為止。二、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基本規(guī)定1.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)根據(jù)地基復(fù)雜程度、建筑物規(guī)模和功能特征以及由于地基問題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度，將地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分為三個(gè)設(shè)計(jì)等級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況，按表1選用。表1 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)設(shè)計(jì)等級(jí)建筑和地基類型甲級(jí)重要的工業(yè)與民用建筑物 30 層以上的高層建筑體型復(fù)雜，層數(shù)相差超過10層的高低層連成一體建筑物大面積的多層地下建筑物（如地下車庫、商場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等）對(duì)地基變形有特殊要求的建筑物復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物（包括高邊坡）對(duì)原有工程影響較大的新建建筑物場(chǎng)地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物位于復(fù)雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的基坑

11、工程乙級(jí)除甲級(jí)、丙級(jí)以外的工業(yè)與民用建筑物丙級(jí)場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)單、荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑及一般工業(yè)建筑物；次要的輕型建筑物2.地基計(jì)算的規(guī)定根據(jù)建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)及長(zhǎng)期荷載作用下地基變形對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響程度，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）所有建筑物的地基計(jì)算均應(yīng)滿足承載力計(jì)算的有關(guān)規(guī)定。（2）設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)的建筑物，均應(yīng)按地基變形設(shè)計(jì)。（3）表2所列范圍內(nèi)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑物可不作變形驗(yàn)算，如有下列情況之一時(shí)，仍應(yīng)作變形驗(yàn)算： 地基承載力特征值小于 l30 kPa ，且體型復(fù)雜的建筑： 在地基基礎(chǔ)上及其附近有地面堆載或相鄰基礎(chǔ)荷載差異較大，可能引起地基產(chǎn)生過大的不

12、均勻沉降時(shí)； 軟弱地基上的建筑物存在偏心荷載時(shí)； 相鄰建筑距離過近，可能發(fā)生傾斜時(shí)； 地基內(nèi)有厚度較大或厚薄不均的填土，其自重固結(jié)未完成時(shí)。 （4）對(duì)經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構(gòu)筑物，尚應(yīng)驗(yàn)算其穩(wěn)定性。 （5）基坑工程應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。（6）當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺，建筑地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問題時(shí)，尚應(yīng)進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。表2 可不作地基變形計(jì)算的設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)建筑物范圈 地基主要受力層的情況地基承載力特征值建筑類型各土層坡度 /%5510101010砌體承重結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)（層數(shù)）555667單層排架結(jié)構(gòu)單跨吊車額定起重量/t51010151

13、5202030305050100廠房跨度 /121824303030多跨吊車額定起重量/t355101015152020303075廠房跨度/121824303030煙囪高度 /30405075100水塔高度 /1520303030容積50501001002002003003005005001000注： 地基主要受力層系指條形基礎(chǔ)底面下深度為 3b ( b為基礎(chǔ)底面寬度），獨(dú)立基礎(chǔ)下為1.5b，且厚度均不小于5m的范圍（二層以下一般的民用建筑除外）； 地基主要受力層中如有承載力特征值的土層時(shí)，表中砌體承重結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50007一2002）第7章的有關(guān)要求； 表

14、中砌體承重結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)均指民用建筑。對(duì)于工業(yè)建筑可按廠房高度、荷載情況折合成與其相當(dāng)?shù)拿裼媒ㄖ訑?shù)； 表中吊車額定起重量、煙囪高度和水塔容積的數(shù)值系指最大值。3. 荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗力限值在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗力限值應(yīng)按下列規(guī)定采用： (1 按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋置深度時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)采用地基承載力特征值。(2 計(jì)算地基變形時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合，不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用。相應(yīng)限值應(yīng)為地基變形允許值。 (3 計(jì)算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定

15、及滑坡推力時(shí)，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，但其分項(xiàng)系數(shù)均為 1.0 。 (4 在確定基礎(chǔ)高度、配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)組合和相應(yīng)的基底反力，應(yīng)按承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。三、地基承載力特征值的確定確定地基承載力特征值的方法主要有以下幾種：（1）按載荷試驗(yàn)確定（2）根據(jù)地基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，按理論公式確定（3）應(yīng)用地區(qū)建筑經(jīng)驗(yàn)，采取工程地質(zhì)類比法確定當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時(shí)，從載荷試驗(yàn)或其他原位測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的地基承載力特征值，尚應(yīng)按下式修正：式中： 修正后的地基承載力特征值（KPa）； 地基承載力

16、特征值（KPa）； 、 基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土的類別查表3； 基底以下土的重度，地下水位以下取浮重度（）； 基底以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度（）；B 基礎(chǔ)底面寬度(m；當(dāng)寬度小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；d表3承載力修正系數(shù)土的類別淤泥和淤泥質(zhì)土01.0人工填土或大于等于0.85的粘性土01.0紅粘土含水比含水比00.151.21.4大面積壓實(shí)填土壓實(shí)系數(shù)大于0.95、粘粒含量的粉土最大干密度大于2.1t/m³的級(jí)配砂石001.52.0粉土粘粒含量的粉土粘粒含量的粉土0.30.51.52.0或均小于0.85的粘性土粉砂、細(xì)砂（

17、不包括很濕與飽和時(shí)的稍密狀態(tài)）中砂、粗砂、礫砂和碎石土0.32.03.01.63.04.4注：強(qiáng)風(fēng)化和全風(fēng)化的巖石，可參照所風(fēng)化成的相應(yīng)土類取值，其他狀態(tài)下的巖石不修正；地基承載力特征值按建筑地基規(guī)范附錄深層平板載荷試驗(yàn)確定時(shí)取0。四、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1.基礎(chǔ)底面尺寸的確定：確定基礎(chǔ)底面尺寸時(shí)，首先應(yīng)滿足地基承載力要求，包括持力層土的承載力計(jì)算和軟弱下臥層的驗(yàn)算；其次，對(duì)部分建（構(gòu)）筑物，仍需考慮地基變形的影響，驗(yàn)算建（構(gòu)）筑物的變形特征值，并對(duì)基礎(chǔ)底面尺寸作必要的調(diào)整。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002根據(jù)“所有建筑物的地基計(jì)算均應(yīng)滿足承載力”的基本原則，按持力層的承載力特征值計(jì)算

18、所需的基礎(chǔ)底面尺寸。要求符合下式要求：式中： 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值（KPa）； 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值（KPa）； 修正后的地基承載力特征值（KPa）。（1） 軸心荷載作用下的基礎(chǔ)：由：得：式中： 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面處的豎向力值（KPa）； 基礎(chǔ)及回填土的平均重度，一般取20,地下水位以下取10；d 基礎(chǔ)平均埋深（）；A 基底面積（）；按上式計(jì)算出A后，先選定或，再計(jì)算另一邊長(zhǎng)，使，一般取。必須指出，在按上式計(jì)算A時(shí)，需要先確定修正后的地基承載力特征值，但值又與基礎(chǔ)底面尺寸A有關(guān)，也即上式中的A與都是未知數(shù)，因

19、此，可能要通過反復(fù)試算確定。計(jì)算時(shí)，可先對(duì)地基承載力只進(jìn)行深度修正，計(jì)算值；然后按計(jì)算所得的,考慮是否需要進(jìn)行寬度修正，使得A、間相互協(xié)調(diào)一致。（2） 偏心荷載作用下的基礎(chǔ)：偏心荷載作用下的基底壓力計(jì)算公式：當(dāng)偏心矩時(shí)，基礎(chǔ)邊緣的最大壓力按下式計(jì)算：式中 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面處的力矩值（KN）； 基礎(chǔ)底面的抵抗矩（）； 偏心矩，（）； 力矩作用方向的矩形基礎(chǔ)底面邊長(zhǎng)(；b 垂直于力矩作用方向的矩形基礎(chǔ)底面邊長(zhǎng)(； 偏心荷載作用點(diǎn)至最大壓力作用邊緣的距離(，。偏心荷載作用下，按下列步驟確定基礎(chǔ)底面尺寸： 先不考慮偏心，按軸心荷載條件初步估算所需的基礎(chǔ)底面積； 根據(jù)偏心距

20、的大小，將基礎(chǔ)底面積增大（1040），并以適當(dāng)比例選定基礎(chǔ)長(zhǎng)度和寬度，即取基礎(chǔ)寬度b為：式中：為基礎(chǔ)的長(zhǎng)寬比，對(duì)矩形截面，一般?。?由調(diào)整后的基礎(chǔ)底面尺寸計(jì)算基底最大壓力和最小壓力 ，并使其滿足和的要求。 如不滿足要求，或壓力過小，地基承載力未能充分發(fā)揮，應(yīng)調(diào)整基礎(chǔ)尺寸，直至最后確定合適的基礎(chǔ)底面尺寸。通常，基底的最小壓力不宜出現(xiàn)負(fù)值，即要求偏心距，但對(duì)于低壓縮性土及短暫作用的荷載，可適當(dāng)放寬至。2.軟弱下臥層的驗(yàn)算當(dāng)?shù)鼗鶋嚎s層范圍內(nèi)存在有軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)按下式驗(yàn)算軟弱下臥層承載力：式中 軟弱下臥層頂面處的附加壓力設(shè)計(jì)值（KPa）； 軟弱下臥層頂面處土的自重壓力標(biāo)準(zhǔn)值（KPa）； 軟弱下臥層頂

21、面處經(jīng)深度修正后地基承載力設(shè)計(jì)值（KPa）。圖1 軟弱下臥層承載力驗(yàn)算圖當(dāng)上層土與下臥土層的壓縮模量比值大于或等于3時(shí)，對(duì)條形基礎(chǔ)和矩形基礎(chǔ)，上式中的值可按式簡(jiǎn)化計(jì)算：式中： b 矩形基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)底邊的寬度(m； 矩形基礎(chǔ)底邊的長(zhǎng)度(m； 基埋深范圍內(nèi)土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度（）；z 基礎(chǔ)底面至軟弱下臥層頂面的距離(m； 為地基壓力擴(kuò)散角，可按表4采用；表4 地基壓力擴(kuò)散角0.250.5035106°10°20°23°25°30°注：為上層土壓縮模量，為下層土壓縮模量；時(shí)取，必要時(shí)，宜由試驗(yàn)確定；時(shí)值不變。選擇基礎(chǔ)底面

22、尺寸后，必要時(shí)還要對(duì)地基的變形或穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。3.地基變形驗(yàn)算：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500072002）按不同建筑物的地基變形特征，要求：建筑物的地基變形計(jì)算值，不應(yīng)大于地基變形允許值，即：式中 地基變形計(jì)算值，為地基廣義變形值，可分為沉降量、沉降差、傾斜和局部?jī)A斜等； 對(duì)于因建筑地基不均勻、荷載差異大及體形復(fù)雜等因素引起的地基變形，在砌體承重結(jié)構(gòu)中應(yīng)由局部?jī)A斜控制；在框架結(jié)構(gòu)和單層排架結(jié)構(gòu)中應(yīng)由相鄰柱基的沉降差控制；在多層、高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)中應(yīng)由傾斜值控制。一般建筑物在施工期間完成的沉降量，對(duì)于砂土可認(rèn)為其最終沉降量已基本完成，對(duì)于低壓縮性粘性土可認(rèn)為已完成最終沉陷量的5080 %

23、 ，對(duì)于中壓縮粘性土可認(rèn)為已完成2050 % ，對(duì)于高壓縮粘性土可認(rèn)為已完成520。根據(jù)預(yù)估的沉降量，可預(yù)留建筑物有關(guān)部分之間的凈空，考慮連接方法和施工順序等。 4.基礎(chǔ)高度的確定：圖2 中心受壓柱基礎(chǔ)底板厚度的確定基礎(chǔ)高度由柱邊抗沖切破壞的要求確定，設(shè)計(jì)時(shí)先假設(shè)一個(gè)基礎(chǔ)高度h ，然后再驗(yàn)算抗沖切能力。中心荷載作用下：式中 受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)時(shí)，取1.0；當(dāng)時(shí)，取0.9；其間按線性內(nèi)插法取用； 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（）； 基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度（）； 沖切破壞錐體最不利一側(cè)計(jì)算長(zhǎng)度（）； 沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長(zhǎng)，當(dāng)計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時(shí)，取柱寬；

24、當(dāng)計(jì)算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時(shí)，取上階寬； 沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面在基礎(chǔ)底面積范圍內(nèi)的下邊長(zhǎng)，當(dāng)沖切破壞錐體的底面落在基礎(chǔ)底面以內(nèi)（圖2b ） ，計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時(shí)，取柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度；當(dāng)計(jì)算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時(shí)，取上階寬加兩倍該處的基礎(chǔ)有效高度。當(dāng)沖切破壞錐體的底面在方向落在基礎(chǔ)底面以外，即時(shí)（圖2c , ；扣除基礎(chǔ)自重及其上土重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的地基土單位面積凈反力； 沖切驗(yàn)算時(shí)取用的部分基底面積（圖 2 b、c 中的陰影面積）；相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)作用在上的地基土凈反力設(shè)計(jì)值。偏心荷載作用下：與中心荷載作用下基礎(chǔ)底板厚度計(jì)算基本相同，只需

25、將公式中的用基礎(chǔ)邊緣處最大地基土單位面積凈反力代替即可；式中： 凈偏心距，5.基礎(chǔ)底板配筋由于單獨(dú)基礎(chǔ)底板在地基凈反力作用下，在兩個(gè)方向均發(fā)生彎曲，所以兩個(gè)方向都要配受力鋼筋。鋼筋面積按兩個(gè)方向的最大彎矩分別計(jì)算。圖3 中心受壓柱基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算（a）椎形基礎(chǔ)； （b）階梯形基礎(chǔ)(1 中心荷載作用下:圖3中各種情況的最大彎矩計(jì)算公式：（a）柱邊（I-I截面）：（b）柱邊（-截面）：（c）階梯高度變化處（截面）：（d）階梯高度變化處（IV-IV截面）：根據(jù)以上所算截面彎矩及對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)有效高度，按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500102002）正截面受彎構(gòu)件承載力計(jì)算公式，可以求出每邊所需鋼筋面積，或

26、按下式簡(jiǎn)化計(jì)算：(2 偏心荷載作用下：圖4 偏心受壓柱基礎(chǔ)底板厚度計(jì)算 圖5 偏心受壓基礎(chǔ)底板配筋計(jì) 偏心受壓基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算時(shí)，只需將中心受壓計(jì)算公式中的換成偏心受壓時(shí)柱邊（或變階面處）基底設(shè)計(jì)反力（或）與的平均值（或）即可（圖4、5）。五、現(xiàn)澆柱下獨(dú)立基礎(chǔ)構(gòu)造要求1.基礎(chǔ)邊緣高度： 錐形基礎(chǔ)邊緣高度一般不小于200mm，階梯形基礎(chǔ)每個(gè)臺(tái)階高度一般為300500 mm。2.基底墊層：墊層厚度不宜小于70mm，墊層混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)為C10；常做100mm厚C10素混凝土墊層，每邊各伸出基礎(chǔ)100mm。3.鋼筋：底板受力鋼筋直徑不小于10mm，間距不大于200mm，也不宜小于100mm；當(dāng)基礎(chǔ)的

27、邊長(zhǎng)大于或等于2.5m時(shí)，底板受力鋼筋長(zhǎng)度可減短10%，并宜均勻交錯(cuò)布置。4.底板鋼筋的保護(hù)層：當(dāng)有墊層時(shí)不小于40mm，無墊層時(shí)不小于70mm。5.混凝土：混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。圖6 擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造的一般要求（a）椎形基礎(chǔ)；（b）階梯形基礎(chǔ)；（c）鋼筋配置6.基礎(chǔ)插筋：現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)中應(yīng)留出插筋，插筋在柱內(nèi)的縱向鋼筋連接以優(yōu)先采用焊接或機(jī)械連接的接頭，插筋在基礎(chǔ)內(nèi)應(yīng)符合下列要求：（1）插筋的數(shù)量、直徑、以及鋼筋種類應(yīng)與柱內(nèi)的縱向受力鋼筋相同。（2）插筋錨入基礎(chǔ)的長(zhǎng)度等應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范要求。（3）基礎(chǔ)中插筋至少需分別在基礎(chǔ)頂面下100mm和插筋下端設(shè)置箍筋，且間距不大于800mm，基礎(chǔ)中箍筋直

28、徑與柱中同（圖7）。圖7現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱與基礎(chǔ)連接基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)參考例題題 目：柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：黃晉浙江理工大學(xué)科藝學(xué)院建筑系2011年10月9日獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)實(shí)例取任務(wù)書中題號(hào)9 A軸荷載作為實(shí)例，說明獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法。一、設(shè)計(jì)資料9號(hào)題 A軸柱底荷載： 柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值：，； 柱底荷載效應(yīng)基本組合值：，。持力層選用號(hào)粘土層，承載力特征值kPa，框架柱截面尺寸為500×500 mm，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。二、獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1.選擇基礎(chǔ)材料：C25混凝土，HPB235鋼筋，預(yù)估基礎(chǔ)高度0.8。2.基礎(chǔ)埋深選擇：根據(jù)任務(wù)書要求和工程地質(zhì)資料，第一層土：雜填土，厚0.5,含部分建筑垃圾；第二層土：粉質(zhì)粘土，厚1.2, 軟塑，潮濕，承載力特征值 = 130kPa第三層土：粘土，厚1.5, 可塑，稍濕，承載力特征值 = 180kPa第四層土：全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，厚2.7,承載力特征值 = 240kPa地下水對(duì)混凝土無侵蝕性，地下水位于地表下1.5。取基礎(chǔ)底面高時(shí)最好取至持力層下0.5，本設(shè)計(jì)取第三層土為持力層，所以考慮取室外地坪到基礎(chǔ)底面為。由此得基礎(chǔ)剖面示意圖如下