武汉理工大学土力学与基础工程课程设计说明书柱下钢筋混凝土独立基础设计1.荷载及工程地质概况某工业厂房柱基采用钢筋混凝土独立基础，柱底荷载设计值为：中心荷载N=2500 kn，弯矩M=350 kn.m，柱的截面尺寸0.70.7 m2。地基表层为素填土，厚1.0米，r=18.5kn/m3，承载力特征值fak=100 kpa；第二层为粉质粘土，厚5.5米，e=0.63，Il=0.44 ，r=19kn/m3，rsat=19.6kn/m3，Es=9Mpa，承载力特征值fak=360 kpa；第三层为淤泥质粘土，厚3.5米，rsat=18.6kn/m3，w=55%，Es=1.8Mpa，承载力特征值fak=80 kpa；其下为基岩。场地地下水为潜水，埋深约1.4米。工程地质概况图见图1.1 素填土 1.0m r=18.5kn/m3，fak=100 kpa d=1.4m 粉质粘土 e=0.63，Il=0.44 5.5m r=19kn/m3，rsat=19.6kn/m3 Es=9Mpa，fak=360 kpa 淤泥质粘土 rsat=18.6kn/m3，w=55% 3.5m Es=1.8Mpa，fak=80 kpa 基岩 图1.1 工程地质概况图 2. 基础材料及类型材料选用：C20混凝土，ft=1.1N/mm2;HPB335钢筋,fy=300N/mm2。基础类型：钢筋混凝土独立基础3.选择基础持力层和埋置深度 选第二层粉质粘土层作为持力层，初步确定基础埋深d=1.4m已知设计组合值：M=350KN.m,N=2500KN4.确定地基承载力特征值 假设基地宽度b0.5m对地基承载力特征值只需进行深度修正 则粉质粘土层修正后地基承载力特征值5.按地基承载力确定基础的底面面积 5.1确定基础底面尺寸 考虑偏心荷载的影响，将增大30% 取矩形基础长短边之比， 取5.2持力层强度验算 基础和回填土重 顶面弯矩 偏心距，即满足基底最大压力故持力层满足要求 5.3软弱下卧层验算 软弱下卧层顶面处自重应力 软弱下卧层顶面以上图的加权平均重度由淤泥质黏土，fak=60 kpa50kpa,并查表可得由，以及，查表得地基压力扩散角验算： 故软弱下卧层满足要求。6.用规范法进行地基变形验算 6.1求基底压力和基底附加压力 基础底面处土的自重应力： 则基底附加压力：=0.28MPa 6.2确定沉降计算深度zn 因为不存在相邻荷载的影响，计算 由于软弱土层的存在，故将沉降量计算至基岩顶部，取Zn=8.6m。 6.3沉降计算 见表6.1 表6.1 用规范方法计算基础最终沉降量点号 Zi(m)l/bz/b( ) (mm) -(mm)si(mm)si(mm)00 01.000 015.1 4.20.49122505.122505.120.03177.6628.6 7.00.33002838.00332.880.15651.93129.59 应用角点法，将基础分为4块相同面积的小面积，查出角点下平均附加应力系数乘以4， 计算出基础中点下的沉降量。 6.4确定沉降经验系数s 计算 假设，查表插值得。 基础最终沉降量 所以地基变形满足要求。 7.基础结构和构造设计 7.1基础结构设计 初步设置基础为阶梯基础 7.2计算基地净反力偏心距 基础边缘处最大和最小净反力 7.3基础高度确定 7.3.1柱边基础截面抗冲切验算基础底面尺寸为，柱截面尺寸为。假定基础高度h=1000mm，从下至上分550mm、450mm两个台阶。 ， 取因为偏心受压，取冲切力：抗冲切力：，满足7.3.2变阶处抗冲切验算，取冲切力：抗冲切力：，满足偏心受压柱基础底板厚度计算图见图7.1 F M h0 h01 450 h Pn,min Pn,max 450 h0 b1 b b0 a1 ac h01 l 图7.1 偏心受压柱基础底板厚度计算简图 7.4配筋计算 选用HPB335钢筋，fy=300N/mm2。 7.4.1基础长边方向 I-I截面（柱边） 柱边净反力： 悬臂部分净反力平均值： 弯矩：-截面（变阶处）比较和，应按配筋，实际配1118，7.4.2基础短边方向因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，取计算II-II截面（柱边）IV-IV截面（变阶处）比较和，应按配筋，1018，8.绘制施工图，编写施工说明 配筋图及施工说明参见附录14