一、设计资料1.地形拟建地形场地平整。
2.工程地质条件自上而下土层依次如下：①号土层：杂填土，厚度约0.5m，含部分建筑垃圾。
②号土层：粉质黏土，厚度1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值f ak=130kPa。
③号土层：黏土，层厚1.5m，可塑，稍潮，承载力特征值f ak=180kPa。
④号土层：细沙，层厚2.7m，中密，承载力特征值f ak=240kPa。
⑤号土层：强风化砂质泥岩，层厚未揭露，承载力特征值f ak=300kPa。
1)拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。
2)地下水深度：位于地表下1.5m。
5.上部结构资料拟建建筑为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500mm*500mm。
室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。
柱网布图1.1所示。
图1 .1 柱网平面图6.2号题A轴柱底荷载：柱底荷载效应标准组合值：F k=1032kN，M k=164KN·m，V K=55kN。
柱底荷载效应基本组合值：F=1342KN，M=214KN·m，V=72KN。
持力层选用3号土层，持力层特征值f ak=180kPa，框架柱截面尺寸为500mm*500mm。
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.选择基础材料基础采用C25混凝土，HPB235级钢筋，预计基础高度0.6m。
2.选择基础埋置深度①号土层：杂填土，厚度约0.5m，含部分建筑垃圾。
②号土层：粉质黏土，厚度1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值f ak=130kPa。
③号土层：黏土，层厚1.5m，可塑，稍潮，承载力特征值f ak=180kPa。
④号土层：细沙，层厚2.7m，中密，承载力特征值f ak=240kPa。
⑤号土层：强风化砂质泥岩，层厚未揭露，承载力特征值f ak=300kPa。
拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水深度：位于地表下1.5m。
取基础地面高取至持力层下0.5m，本设计取3号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础地面为0.5+1.2+0.5=2.2m。
此基础剖面图示意图，如图1.2所示。
±0.000图1.2基础剖面示意图3.求地基承载力特征值f ak根据黏土e=0.58，I L=0.78，查表得ηb=0.3，ηd=1.6。
基底以上土的加权平均重度为γm=18×0.5+20×1+(20−10)×0.2+9.4×0.5=17.85kM/m32持力层承载力特征值 f ak 为f a =f ak +ηd γm (d-0.5)=180+1.6×17.85×﹙2.2-0.5﹚=222.84kPa4. 初步选择基底尺寸取柱底荷载效应标准组合值：F k =1032kN ，M k =164KN ·m ，V K =55kN 。
计算基础和回填土重G k 时的基础埋置深度为d=0.5×(2.2+2.65)=2.225m基底面积为A 0=F kfa−γGd =1032222.84−0.5×10−1.725×20=5.63m 2 由于偏心不大，基础底面积按20%放大，为A=1.2A 0=1.2×5.63=6.752初步选定基础底面积为A=bl=2.2×3.1=6.82m 2，且b=2.2m <3m ，不需要对f a 进行修正。
5. 验算持力层地基承载力基础和回填土重为G k =γG dA =（0.5×10+1.725×20）×6.82=269.39kN偏心距为e k =M kFk +G k=164+55×0.61032+269.39=0.152m<l6=0.52mp kmin >0，满足条件 。
基地最大压力：p kmax =F k +G kA(1+6e k l)=1032+269.396.82×（1+6×0.1523.1）=246.96kPa<1.2f a =267.41 kPa所以，最后确定基础底面面积为2.2m ×3.1m6. 计算基底净反力取柱底荷载效应基本组合值：F=1342KN ， M=214KN ·m ， V=72KN 。
净偏心距为e n0=MN =214+72×0.61342=0.192m基础边缘处的最大和最小净反力为p nmin nmax =Flb （1±6e n0l）=13423.1×2.2×（1±6×0.1923.1）=123.651269.8987. 基础高度（采用阶梯型基础）柱边基础截面抗冲切验算，见图1.3图1.3 冲切验算简图（a）柱下冲切（b）变阶处冲切l=3.1m，b=2.2，a t=b c=0.5m，a c=0.5m。
初步选定基础高度为h=600mm，分两个台阶，每个台阶高度为300mm，h0=600-（40+10）=550mm（有垫层），则a b=a t+2h0=0.5+2×0.55=1.6m<b=2.2m取a b=1.6m。
因此，可得a m=a t+a b2=500+16002=1050mm因偏心受压，p n取p nmax=269.898kPa，所以冲切力为F t=p nmax[﹙l2−a c2−h0﹚b−﹙b2−b c2−h0﹚2]=269.898×[﹙3.12−0.52−0.55﹚×2.2−﹙2.22−0.52−0.55﹚2]=421.04kN抗冲切力为0.7βhp f t a m h0=0.7×1.0×1.27×103×1.05×0.55=513.40kN>421.04kN满足要求。
8.变阶处抗冲切验算。
由于有a t=b1=1.2m，a1=1.6m，h01=300-50=250mm所以a b=a t+2h01=1.2+2×0.25=1.7m<b=2.2m取a b=1.7m,因此，可得a m=a t+a b2=1.2+1.72=1.45m冲切力为F l=p nmax [﹙l2−a12−h01﹚b−﹙b2−b12−h01﹚2]=269.898×[﹙3.12−1.62−0.25﹚×2.2−﹙2.22−1.22−0.25﹚2]=280.02kN抗冲切力为0.7βhp f t a m h 01=0.7×1.0×1.27×103 ×1.45×0.25=322.263kN>280.02kN满足要求。
9. 配筋计算配筋计算，如图1.4所示。
ⅠⅢⅠⅢⅠⅢⅠⅢⅣⅡⅣⅡ图1.4选用钢筋HPB235，f y =210N/mm 2。
1) 基础长边方向。
对于Ⅰ—Ⅰ截面，柱边净反力为p n Ⅰ=p nmin +l+a c 2l(p nmax −p nmin )=123.651+3.1+0.52×3.1×(269.898−123.651) =208.57kPa悬臂部分净反力平均值为0.5×（p nmax + p n Ⅰ ）=0.5×(269.898+208.57)=239.234kPa 。
弯矩为MⅠ=124(p nmax+pnⅠ2)(l−a c)2(2b+b c)=124×239.234×(3.1−0.5)2×(2×2.2+0.5) =330.19kN•mA sⅠ=MⅠ0.9f y h0=330.19×1060.9×210×550=3176.431mm2对于Ⅲ—Ⅲ截面，有p nⅢ=p nmin+l+a12l(p nmax−p nmin)=123.651+3.1+1.62×3.1×(269.898−123.651)=234.516kPaMⅢ=124(p nmax+pnⅢ2)(l−a1)2(2b+b1)=124×252.207×(3.1−1.6)2×(2×2.2+1.2) =132.41kN•mA sⅢ=MⅢ0.9f y h01=132.41×1060.9×210×250=2802.3mm2比较A sⅢ和A sⅠ应按A sⅠ配筋，实际配Φ14@110，则钢筋根数为n=2200110+1=21A s=153.93×21=3232.70mm2>3176.431mm22)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p n=12(p nmax+p nmin)=12×(269.898+123.651)=196.775kPa对于Ⅱ—Ⅱ截面有MⅡ=124p n(b−b c)2(2l+a c)=124×196.775×(2.2−0.5)2×(2×3.1+0.5) =158.756 kN•mA sⅡ=MⅡ0.9f y h0=158.756×1060.9×210×550=1527.238mm2对于Ⅳ—Ⅳ截面有MⅣ=124p n(b−b1)2(2l+a1)=124×196.775×(2.2−1.2)2×(2×3.1+1.6) =63.95 kN•mA s Ⅳ=M Ⅳ0.9fy h 01=63.95×1060.9×210×250=1353.479mm 2按A s Ⅱ布筋，实际配Φ10@155，根数为n=3100155+1=21A s =78.54×21=1649.34mm 2>1527.238 mm 210. 基础配筋大样图 基础配筋如图1.5所示。
12Φ14@110Φ10@155图1.5.基础配筋大样图11. 确定B,C,两轴柱子基础底面尺寸 由任务书可得基底荷载为B 轴：F k =1615kN ，M k =125KN ·m ，V K =60kNC 轴：F k =1252kN ，M k =221KN ·m ，V K =52kN 由于f a =f ak +ηd γm (d-0.5)=180+1.6×17.85×﹙2-0.5﹚=222.84kPa计算基础和回填土重G k 时的基础埋置深度为d=0.5×(2+2.45)=2.225mB 轴基础底面积为A 0=F kfa−γGd =1615222.84−0.5×10−1.725×20=8.81m 2 基础地面面积增大20%A=1.2A0=1.2×8.81=10.571m2初步选定基础底面积为A=bl=2.8×3.8=10.64m2>10.571m2 且b<3m,不需要进行修正。