独立基础课程设计汇本实例
独立基础课程设计实例
取任务书中题号9 A 轴荷载作为实例，说明独立基础的设计方法。 一、设计资料
9号题 A 轴柱底荷载： ① 柱底荷载效应标准组合值：
KN
F k 1534=，m KN M k ?=335，
KN
V k 109=；
② 柱底荷载效应基本组合值：KN F 1995=，m KN M ?=425，KN V 142=。 持力层选用③号粘土层，承载力特征值
180
=ak f kPa ，框架柱截面尺寸为500×500 mm ，
室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。 二、独立基础设计
1.选择基础材料：C25混凝土，HPB235钢筋，预估基础高度0.8m 。
2.基础埋深选择：根据任务书要求和工程地质资料，
第一层土：杂填土，厚0.5m ,含部分建筑垃圾；
第二层土：粉质粘土，厚1.2m , 软塑，潮湿，承载力特征值ak
f = 130kPa
第三层土：粘土，厚1.5m , 可塑，稍湿，承载力特征值ak
f = 180kPa
第四层土：全风化砂质泥岩，厚2.7m ,承载力特征值
ak
f = 240kPa
地下水对混凝土无侵蚀性，地下水位于地表下1.5m 。
取基础底面高时最好取至持力层下0.5m ，本设计取第三层土为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为m 2.25.02.15.0=++。由此得基础剖面示意图如下：
图1基础剖面示意图
3.求地基承载力特征值
a
f
根据粘土58.0=e ，
78.0=L I ，查表2.6得 3.0=b η，6.1=d η
基底以上土的加权平均重度
3
/23.162.25
.04.92.0)1020(1205.018m KN r m =?+?-+?+?=
持力层承载力特征值
a
f （先不考虑对基础宽度修正）
)5.02.2(23.166.1180)5.0(-??+=-+=d f f m d ak a γη
a KP 15.224=
（上式d 按室外地面算起） 4.初步选择基底尺寸
取柱底荷载标准值：KN F k 1560=，m KN M k ?=355，KN V k 89=
计算基础和回填土重k
G 时的基础埋深
()m d 425.265.22.221
=+=
基础底面积：2054.820
725.1107.015.2241560
m d f F A G a k =?-?-=?-=
γ
由于偏心不大，基础底面积按20％增大，即：
2025.1054.82.12.1m A A =?==
初步选定基础底面面积2
25.105.21.4m b l A =?=?=，且m m b 38.2<=不需要再对
a
f 进行修正。
5.验算持力层地基承载力
回填土和基础重：
25.10)20725.1107.0(??+?=??=A d G G k γ
KN 38.425= 偏心距： m l
m G F M e k k k k 42.06
215.038.42515608.089355=<=+?+=+=
，
min >k P ，满足。
基底最大压力： ??
?
???+?+=??? ??++=
1.4215.06125.1038.425156061max l e A G F P k k k k
)97.268(2.174.253a a a KP f KP =<=
所以，最后确定基础底面面积长m 1.4，宽m 5.2。
6.计算基底净反力
取柱底荷载效应基本组合设计值：KN F 2028=，m KN M ?=462，KN V 116=。
净偏心距 m N M e n 27.02028
8.01164620,=?+==
基础边缘处的最大和最小净反力
)1
.427
.061(5.21.42028)61(0,max ,min
,?±??=±=
l e lb F n n n p
a a kP kP 00.27770.118=
7.基础高度(采用阶梯形基础)
柱边基础截面抗冲切验算（见图2）
图2 冲切验算简图
（a ）柱下冲切；（b ）变阶处冲切
m l 6.3=，m b 8.2=，m b a c t 5.0==，m a c 5.0=。初步选定基础高度mm h 800=，分两个台阶，每阶高度均为400mm 的。， mm h 750)1040(8000=+-=（有垫层）。
m b m h a a t b 8.2275.025.020=<=?+=+=，取m a b 2=
mm a a a b t m 125022000
5002=+=+=
因偏心受压，n p 取KPa p n 98.286max ,=
冲切力：
???
?
??????? ??---??? ??--=2
00max ,2222h b b b h a l P F c c n l
???
?
??????? ??---???? ??--?=2
75.025.028.28.275.025.026.398.286
KN 92.596=
抗冲切力：
75.025.11027.10.17.07.030?????=h a f m t hp β KN KN 92.59644.833>=，满足
8.变阶处抗冲切验算
m b a t 5.11==，m a 9.11=，mm h 3505040001=-=
m b m h a a t b 8.22.235.025.1201=<=?+=+=，取m a b 2.2=
m a a a b t m 85.12
2
.25.12=+=+=
冲切力：????
???
???? ??---??? ??--=2
011011max ,2222h b b b h a l P F n l =???
?
??????? ??---????
??--?235.025.128.28.235.029.126.398.286 KN 9.375=
抗冲切力：
35.085.11027.10.17.07.0301?????=h a f m t hp β
KN KN 9.3756.275>=，满足
9.配筋计算
选用的HPB235 级钢筋，2
/210mm N f y = （1）基础长边方向 ?-?截面（柱边） 柱边净反力：()min ,max ,min ,2n n c
n Ⅰn P P l
a l P P -++
= ()85.10898.2866
.325
.06.385.108-??++
=
a KP 28.210=
悬臂部分净反力平均值：
()()a Ⅰn n KP P P 64.24829.21098.2862
121,max ,=+?=+
弯矩： ()()c c I
n n Ⅰb b a l P P M +-???
? ??+=
222412
,max , )5.08.22()5.06.3(64.24824
1
2+??-??=
m KN ?=3.607 260,3.4284750
2109.0103.6079.0mm h f M A y ⅠI
s =???== Ⅲ-Ⅲ 截面（变阶处）
()min ,max ,1
min ,2n n n Ⅲn P P l
a l P P -++
= ()85.10898.2866
.329
.16.385.108-??++
=
a KP 92.244=
()()12
1,max ,22241b b a l P P M Ⅲ
n n Ⅲ
+-???
? ??+= )5.18.22()9.16.3(292.24498.2862412+??-?+?=
m KN ?=4.227 2601,3438350
2109.0104.2279.0mm h f M A y ⅢⅢ
s =???== 比较1,S A 和ⅢS A ,，应按1,S A 配筋，实际配140@1622Φ 则钢筋根数：211140
2800
=+=
n ，2242844223221.201mm mm A s ≈=?= （2）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：()()a n n n KP P P P 92.19785.10898.2862
121
min .max .=+?=+=
与长边方向的配筋计算方法相同，可得Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）的计算配筋值
2,66.2369mm A ⅡS =，Ⅳ-Ⅳ 截面（变阶处）的计算配筋值216.1917mm A S =。因
此按ⅡS A ,在短边方向配筋，实际配180@12Φ。
则钢筋根数 211180
3600
=+=
n ，2266.23692375211.113mm mm A s >=?= 10.基础配筋大样图：见施工图
11.确定B 、C 两轴柱子基础底面尺寸
由任务书得：9号题B 、C 两柱子基底荷载分别为：
B 轴：KN F k 2140=，m KN M k ?=288，KN V k 113=；
C 轴：KN F k 1677=，m KN M k ?=402，KN V k 106=； 由前面计算得持力层承载力特征值a a KP f 15.224= 计算基础和回填土重k G 时的基础埋深m d 425.2= B 轴基础底面积：2072.1120
725.1107.015.2242140
m d f F A G a k =?-?-=?-=
γ
基础底面积按20％增大，即：
2006.1472.112.12.1m A A =?==
初步选定基础底面面积)06.14(4.140.38.42
2
m m b l A >=?=?=，且m b 3=， 不需要再对a f 进行修正。
C 轴基础底面积：2018.920
725.1107.015.2241677
m d f F A G a k =?-?-=?-=
γ
基础底面积按20％增大，即：
2002.1118.92.12.1m A A =?==
初步选定基础底面面积2
2
02.114.110.38.3m m b l A >=?=?=，且m b 3=， 不需要再对a f 进行修正。
12.B 、C 两轴持力层地基承载力验算（略）
根据以上计算，可以绘制出基础平面布置图和A 轴柱子基础大样图。见基础平面布置图。
图3 基础平面图
图 4 基础大样图
f ak
180