土力学及地基基础设计实例

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1、设计题目某教学楼为两层钢筋混凝土框架结构，采用柱下独立基础，柱网布置如图4-7所示，在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合，由上部结构传来的轴心荷载为680kN，弯矩值为80kN·m，水平荷载为10kN。柱永久荷载效应起控制作用，柱截面尺寸为350mm×500mm，试设计该基础。图4-7柱网布置图2.工程地质情况该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察：持力层为粘性土（ηb=0、ηd=1.0），土的天然重度为18kN/m3，fak=230kN/m2，地下水位在-7.5m处，无侵蚀性，标准冻深为1.0m（根据地区而定）。3.基础设计⑴确定基础的埋置深度dd=Z0+200

2、=（1000+200）mm=1200mm根据GB50007-2002规定，将该独立基础设计成阶梯形，取基础高度为650mm，基础分二级，室内外高差300mm，如图4-8所示。图4-8基础高度和底板配筋示意⑵确定地基承载特征值fa假设b＜3m,因d=1.2m＞0.5m故只需对地基承载力特征值进行深度修正,⑶确定基础的底面面积A≥考虑偏心荷载影响，基础底面积初步扩大12%，于是取矩形基础长短边之比l/b=1.5，即l=1.5b取b=1.6m则l=1.5b=2.4mA=l×b=2.4×1.6m=3.84m2⑷持力层强度验算作用在基底形心的竖向力值、力矩值分别为＜符合要求。

3、＜1.2fa=1.2×242.6kN/m2=291.12kN/m2＜fa=242.6kN/m2故持力层强度满足要求。⑸基础高度验算现选用混凝土强度等级C20，HPB235钢筋，查得混凝土ft=1.1N/mm2=1100kN/m2，钢筋fy=210N/mm2。地基净反力由图4-8可知，h=650mm，h0=610mm；下阶h1=350mm，h01=310mm；az1=1200mm，bz1=800mm。1)柱边截面bz+2h0=(0.35+2×0.61)m=1.57m＜b=1.6m＞F1=171.2kN符合要求。2)变阶处截面bz1+2h01=(0.8+2×0.31)m

4、=1.42m＜b=1.6m＞F1=143.53kN符合要求。⑹基础底板配筋计算1）计算基础的长边方向，I-I截面柱边地基净反力III-III截面：比较AsI和ASIII，应按AsI配筋，在平行于l方向1.6m宽度范围内配12φ12@140（As=1356mm2>1319.28mm2）。2)计算基础的短边方向，II-II截面Ⅳ-Ⅳ截面比较AsII和ASIV，应按AsII配筋，但面积仍较小，故在平行于b方向2.4m宽度范围内按构造配12φ10@200（As=942mm2>715.5mm2）。