课程设计一． 课程设计目的通过本次的课程设计，让我们熟练掌握柱下钢筋混凝土独立基础的设计步骤、方法及具体计算过程。

培养从事基础工程浅基础的设计能力。

二． 课程设计题目描述和要求某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构，采用柱下独立基础，柱网布置如图所示，试设计该基础。

柱网布置图(水平间距4500，竖向8000,3000，8000)设计主要内容——确定基础埋置深度；确定地基承载力特征值；确定基础底面尺寸；确定基础的高度；基础底板配筋计算；绘制施工图（平面布置图、详图）1、设计资料 (1)地质资料该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察：持力层为粘性土，土的天然重度为18kN/m 3，地基承载力特征值ak f =230kN/m 2，地下水位在-7.5m 处，无侵蚀性。

(2)、荷载资料柱截面尺寸为350mm ×500mm ，在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合，由上部结构传来轴心荷载为N=680kN ，弯矩值为M=80kN ·m ，水平荷载为10kN 。

（3）、材料选用混凝土：采用C20（可以调整） 钢筋：采用HPB235（可以调整） 2、计算书要求计算书包括封面（见统一格式）、正文，要求书写工整、数字准确、图文并茂。

3、制图要求：完成2张图：1张基础平面布置图，1张详图（包括基础平面图和剖面图）。

建议图纸采用A3幅面，手工或CAD 绘制均可，表达要清楚，施工图（图纸折叠成A4大小）要求所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为仿宋字。

三．课程设计报告内容 1）确定基础埋置深根据GB50007-2002规定，初步将该独立基础设计成阶梯形，取基础埋置深度d=1.5m ，室内外高差300mm 。

基础高度为h =650mm ，基础分二级，从下至上分350mm,250mm 两个台阶；h 0=610mm （40mm 厚的垫层），h 1=350，h 01=310mm ；a 1=1200mm ，b 1=800mm 。

2）确定地基承载力特征值a f查表得b η=0; d η=1.0所以：a f =ak f +b ηγ（b-3）+d ηγm (d -0.5)=230+0+1.0×18×1.0kN ∕m 2=248 kN ∕m 2 3)确定基础底面面积计算基础和回填土重G k 时的基础埋深d = 21⨯(1.5+1.3）m=1.35m A 0=d f F G a k γ-=35.120248680⨯-m 2=3.08 m 2由于偏心不大，基础底面面积按20%增大，即： A=1.2 A 0=1.2⨯3.08 m 2=3.69 m 2初步选择基础底面面积A=l b =2.4⨯1.6=3.84 m 2,且b=1.6m ﹤3m 不需要再对f a进行修正。

4)验算持力层地基承载力 偏心距e k =K K k G F M +=35.184.32068065.01080⨯⨯+⨯+m=0.11m 则：p k max=AG F KK +⎪⎭⎫ ⎝⎛+l e 61=84.335.184.320680⨯⨯+⎪⎭⎫⎝⎛⨯+4.211.061kPa=260.2 kPap k min=A G F K K +⎪⎭⎫ ⎝⎛-l e 61=84.335.184.320680⨯⨯+⎪⎭⎫⎝⎛⨯-4.211.061 kPa=148 kPapk=2min max k k p p +=21482.260+ kPa=204.1 kPa其中pknaxf a2.1=297.61 kPa ；0minpk ；fpak满足要求。

最后确定柱子基础底面长l =2.4m ，宽b =1.6m 。

5）确定基础的高度（采用阶梯形基础）假设基础高度为h =650mm ，基础分二级，从下至上分350mm,250mm 两个台阶；h 0=610mm （40mm 厚的垫层），h 1=350，h 01=310mm ；a 1=1200mm ，b 1=800mm 。

1. 计算基底净反力由给定标准值上部结构传来轴心荷载为N=680kN ，弯矩值为M=80kN ·m ，水平荷载为10kN 分别乘以分项系数得荷载设计值为N=918 kN,M=108 kN ·m ，V=13.5 kN C20的混凝土（21.1mm N f t =）则偏心距e n 0,=127.091865.05.13108=⨯+=m F M 基础边缘最大和最小净反力⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛±=l lb F e po n n n ,max ,min,61==⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+4.2127.06184.3918{kpa kpa3152.1632．柱边基础截面抗冲切验算由假设知m h b m l m a m b a c c t 610,6.1,4.2,5.0,35.00======;则m a m b m m h a b t 57.16.157.161.0235.020===⨯+=+取2205856.061.0257.135.02mm h a a A b t m =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2222005438.061.0235.026.16.161.025.024.22222m m h b b b h a l A c c l =⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎭⎫⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--=由于是偏心受压，m ax ,n n p p 取冲切力：kN kN A p F l n l 3.1715438.0315max ,=⨯==抗冲切力：满足要求l m t hp F kN kN A f 8.4515868.011000.17.07.0=⨯⨯⨯=β3．变阶处抗冲切验算m b m l mm h m a m b a t 6.1,4.2,310,2.1,8.00111======同理m a m b m m h a b t 42.1,6.142.131.028.0201===⨯+=+所以则2203441.031.0242.18.02m m h a a A b t m =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2222004559.031.028.026.16.131.022.124.22222m m h b b b h a l A c c l =⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎭⎫⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--=kN kN A p F l n l 6.1434559.0315max ,=⨯==冲切力满足要求抗冲切力l m t hp F kN kN A f 96.2643441.011000.17.07.0=⨯⨯⨯=β最后确定基础高度h=650mm 。

6）基础底板配筋计算选用HRB335钢筋，2300mm N f y = 1. 基础长边方向()柱边截面I -I()()kpa kpa p p la l p p n n cn n 91.2542.1633154.225.04.22.1632min ,max ,min ,,=-⨯++=-++=I 柱边净反力 悬臂部分净反力平均值： ()()kpa kpa p p p n n n 96.28491.2543152121,max ,=+⨯=+=I 弯矩：()()()()m kN m kN b b a l p M c c n 16.15235.06.125.04.296.2842412241221=+⨯⨯-⨯⨯=+-=2260,9.9236103009.01016.1529.0mm mm h f M A y s =⨯⨯⨯==I I()变阶处截面III -III()()kpa kpa p p l a l p p n n n n 05.2772.1633154.222.14.22.1632min ,max ,1min ,,=-⨯++=-++=I I I 悬臂部分净反力平均值： ()()kpa kpa p p p n n n 03.29605.2773152121,max ,=+⨯=+=I I I 弯矩：()()()()m kN m kN b b a l p M n 05.718.06.122.14.203.29624122412121=+⨯⨯-⨯⨯=+-=I I I22601,8.8483103009.01005.719.0mm mm h f M A y s =⨯⨯⨯==I I I I I I比较A sI 和A SIII ，应按I s A 配筋，在平行于l 方向1.6m 宽度范围内配9φ12@140（A s =1017mm 2>923.9mm 2）。

2．基础短边方向因为该基础受单向偏心荷载的作用，所以，在基短边方向的基地反力可按均匀分布计算，取()()kpa kpa p p p n n n 1.2392.1633152121min ,max ,=+⨯=+=()柱边截面I I -I I()()()()m kN m kN a l b b p M c c n50.825.04.2235.06.1241.23922422=+⨯⨯-⨯=+-=I I 2260,9.5006103009.01050.829.0mm mm h f M A y s =⨯⨯⨯==I I I IⅣ-Ⅳ截面(变阶处)()()()()m kN m kN a l b b p M n v 256.382.14.228.06.1241.2392242121=+⨯⨯-⨯=+-=I22601,1.4573103009.010256.389.0mm mm h f M A y v vs =⨯⨯⨯==I I 比较A sII 和A SIV ，应按A sII 配筋，但面积仍较小，所以在平行于b 方向2.4m 宽度范围内按构造配Φ10@180（即13Φ10，25.1020mm A s =） 7）绘制施工图（平面布置图、详图 ）见附录 四． 总结通过本次的的课程设计让我们更加熟练的掌握了浅基础设计的要点，过程以及方法。

是锻炼我们将课本上的理论知识转化为现实中的实物的一个非常有效的方法，培养了我们作为一个人土木人应该具有的细心、严谨等品质，为我们以后的就业打下了基础，是一次很不错的设计。

另外在课程设计中也遇到了很多课本上遇不到的问题，课本上给的题目往往是“理想状况下”的，而实际操作起来却不同，例如在设计基础底板的配筋的时候，长边方向可以按计算配筋而短边方向虽然也有计算配筋，但是由于计算配筋比构造配筋小，所以我最后还得以构造配筋，这种情况在课文例题中是很难遇到的，可是实际模型中就有，我们需要特别注意。

另一个需要注意的问题就是，设计值和标准值如何取用的问题，在计算基础埋置深度，地基承载力特征值，地基基础底面尺寸时我们都必须采用荷载的标准值，而在进行基础高度和基础底板配筋的时候我们就应该采用荷载的设计值。