柱下独立基础设计计算书班级：姓名：学号：指导老师：一、设计资料1.地形：拟建建筑场地平整2.工程地质资料：自上而下依次为：①杂填土：厚约0.5m，含部分建筑垃圾；②粉质粘土：厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值f ak=130KN/m2；③粘土：厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值f ak=180KN/m2；④全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值f ak=240KN/m2；（按碎石土处理）⑤强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值f ak=300KN/m2；⑥中风化砂质泥岩：厚4.0m,承载力特征值f ak=620KN/m2；3.水文资料为：地下水对混凝土无侵蚀性。

地下水位深度：位于地表下1.5m。

4.上部结构资料：上部结构为多层全现浇框架结构，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。

5.上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值为：F K=1496KN,M k=325KN·m，V k=83KN。

上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值为：F=1945KN,M=423KN·m，V=108KN。

6.材料：选择混凝土等级Ｃ25，钢筋HPRB335级，。

二、独立基础设计1.选择基础材料：混凝土等级Ｃ25，钢筋HPRB335级，预估基础高度0.8m。

2：基础埋深选择：地下水对混凝土无侵蚀性。

地下水位深度位于地表下1.5m。

取基础底面高至持力层下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底面为0.5+1.2+0.5=2.2m。

因此得基础剖面示意图如图所示：3：求地基承载力特征值f a根据e=0.58，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+（19.4—10）×0.5] /2.2=16.23kN/m³f a=f ak+ηdγm(d－0.5)=180+1.6×16.23×（2.2—0.5）=224.15kPa 4：初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值：F K=1496KN,M k=325KN·m，V k=83KN。

计算基础和回填土重G k时的基础埋深d=1/2×（2.2+2.65）=2.425m 基础底面积A0=F K/（f a-γG d）=1496/(224.15—0.7×10-1.725×20）=8.2㎡由于偏心不大，基础底面积增大为：A=1.2A0=1.2*8.2=9.8m2初步选定基础底面积A=l*b=3.5*2.8=9.8m2，且b=2.8m<3m不需要再对f a进行修正。

5.验算持力层地基承载力回填土和基础重：G K=γG·d·A=(0.7*10+20*1.725)*9.8=406.7KN 偏心距：e k=M k/ F K+G k=325+83*0.8/406.7+1496=0.2<L/6P k max>0,满足。

基地最大应力：P k min=[（F k+ G k）/A]±(1+6 e k/l)= [（406.7+1496）/9.8]±(1+6 *0.2 /3.5)=260.7KPa<1.2f a=1.2*224.15=269.0 KPa 所以，最后确定基础底面积长为3.5m，宽2.8m。

6.计算基地净反力取柱底荷载效应基本组合设计值：F=1945KN,M=423KN·m，V=108KN。

净偏心距 e n,0=M/N=(423+108*0.8)/1945=0.26mP j,max =F/A*(1+6 e n,0/l)= (1945/9.8)* 1+6*0.26/3.5=286.9KPa P j,min =F/A*(1-6 e n,0/l)= (1945/9.8)* 1-6*0.26/3.5=110.0KPa7.基础高度采用阶梯型基础，初步选定基础高度h=800mm,分两级台阶，每级均为400mm。

L=3.5m,b=2.8m,a t=b c=0.5m, h0=800-(40+10)=750mm,a b= a t+2h0=0.5+2*750=2m<b=2.8m,取a b=2ma m=( a t+ a b)/2=（500+2000）/2=1250mm因偏心受压，P j=P j,max=286.9KPa冲切力：F l=P j,max[(0.5l-0.5a c-h0)*b-(0.5b-0.5b c-h0)2]=286.9*[(0.5*3.5-0.5*0.5-0.75)*2.8-(0.5*2.8-0.5*0.5 -0.75)2]=556.6KN抗冲切力：0.7βhp f t a m h0=0.7*1*1.27*103*1.25*0.75=833.4KN> F l，满足要求。

8.变阶处抗冲切验算a t=b l=1.5m，a l=1.9m，h01=400-50=350mma b= a t+2h01= 1.5+2*0.35=2.2m<b=2.8m,取a b=2.2ma m=(a t+ a b)/2=（1.5+2.2）/2=1.85m冲切力：F l =P j,max [(0.5l-0.5a 1- h 01)*b-(0.5b-0.5b l -h 01)2]= 286.9*[(0.5*3.5-1.9*0.5- 0.35)*2.8-(0.5*2.8-0.5*1.5 -0.35)2]=335.7KN抗冲切力：0.7βhp f t a m h 01=0.7*1*1.27*103*1.85*0.35=575.6KN> F l 满足要求。

9.配筋计算选用钢筋HPRB335，抗拉强度设计值为300N/mm 2，双向配筋 1) 基础长边方向 Ⅰ-Ⅰ截面柱边净反力：P J,Ⅰ= P j,min +(l+ a c )*（P j,max - P j,min ）/2l= 110+(3.5+ 0.5)*（286.9 -110）/2*3.5=211.1KPa 悬臂部分的净反力平均值：0.5（P J,Ⅰ+ P j,max ）=0.5*（211.1+286.9）=249KPa 弯矩：M=124（PJ,Ⅰ+ Pj,max2）（l-a c ）2(2b+b c )= 124（211.1+286.92）*（3.5- 0.5）2*(2*2.8+0.5)=607.4KN ·m A S,Ⅰ=M0.9fyh0=6074000000.9∗300∗750=3000mm 2Ⅲ-Ⅲ截面（变阶）P J,Ⅲ= P j,min +(l+ a l )*（P j,max - P j,min ）/2l= 110+(3.5+ 1.9)*（286.9 -110）/2*3.5=246.5KPa M=124（PJ,Ⅲ+ Pj,max2）（l-a l ）2(2b+b l )= 124（246.5+286.92）*（3.5 -1.9）2*(2*2.8+1.5)=228KN ·mA S,Ⅲ=M0.9fyh01=2280000000.9∗300∗350=2412mm 2比较A S,Ⅰ和A S,Ⅲ应按照A S,Ⅰ来配筋，实际配Ф18@200则钢筋根数：n=2800+1=15200A S=254.34*15=3815.1mm2> A S,ⅠA S,Ⅰ,min=(2800*350+1500*350)*0.15%=2257.5mm2< A S2)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（P j,max+ P j,min）底反向的基底反力可以按均匀分布计算，取：Pn=12（286.9 +110）=198.5KPa=12与长边方向的配筋计算方法相同，可以得Ⅱ-Ⅱ截面的计算配筋值As=1168.5mm2，Ⅳ-Ⅳ面的计算配筋值As=2077mm2。

因此按照As在短边方向配筋，实际配27根Ф12@140A S,Ⅱ，min =（3600*350+1900*350）*0.15%=2887.5mm2> A SA S=113.1*27=3052mm2> A S,Ⅱ，min10.基础配筋大样图，见施工图11.确定A、B两轴的基础底面尺寸A轴：F K=1282KN,M k=257KN·m，V k=86KN。

B轴：F K=1883KN,M k=218KN·m，V k=90KN。

又因为f a=224.15kPa，d=2.425mA轴：基础底面积A0=F K/（f a-γG d）=1282/(224.15—0.7×10-1.725×20）=7.0㎡由于偏心不大，基础底面积增大为：A=1.2A0=1.2*7=8.4m2初步选定基础底面积A=l*b=3*2.8=8.4m2，且b=2.8m<3m不需要再对f a进行修正。

B轴：基础底面积A0=F K/（f a-γG d）=1883/(224.15—0.7×10-1.725×20）=10.3㎡由于偏心不大，基础底面积增大为：A=1.2A0-=1.2*10.3=12.36m2初步选定基础底面积A=l*b=4.12*3=12.36m2，且b=3m不需要再对f a进行修正。