第十二章 独立基础设计
本设计采用柱下独立阶梯基础，下面对③轴线边柱的基础进行设计。
12.1 基础设计资料
房屋震害调查统计资料表明，建造于一般土质天然地基上的房屋，遭遇地震时。极少 有因地基承载力不足或较大沉陷导致上部结构破坏。 下述建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算：
① 砌体房屋；
② 地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的一般厂房、 ③ 规范中规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。 本设计为 5 层框架结构，建筑高度为 载力验算 .
基础混凝土为 C30， f
19.5m，属于第二中类别，故不进行基础抗震承
单层空旷房屋和 8 层、高
度 25m 以下的一般民用框架房屋，以及与其基础荷载相当的多层框架厂房。
因此，我国《建筑抗震设计规范》 规定，
16.7
c
2
N / mm ， f
2
t
1.57N /mm ；垫层混凝土为 C15，100
厚，两侧各伸出 100mm；钢筋采用 HRB335 级，
f
y
300N / mm ，钢筋混凝土保护层为
2
50mm 厚。
12.2 基础设计
12.2.1 确定基础埋深
基础埋置深度是指设计室外地坪至基础底面的距离，
度在室外地坪以下 1.3m。综上所述，则基础埋置深度
且基础埋置深度应在冰冻线以下
9.55-11m ，土壤冻结深
200 mm 。本设计所在的场地的土层条件，地下水位在自然地面以下
d=1.75m。
12.2.2 确定地基承载力和基础尺寸
一. 地基承载力的确定
选取边柱计算柱底一组最不利内力组合：
M N
k
16.26 6.03 22.29kN m 1718.27 373.23 2091.5kN
k
V
k
(16.26 6.03 32.51 12.06) 4.9 13.64kN
基础梁尺寸： b h 300mm 400mm 则，纵向传给基础的竖向力为：
N
纵
0.3 0.4 9.0 0.6 25 9.0 0.6 4.9 0.68 0.4 2.7 2.4 2 2.35
+ 2.7 2.4 2 0.4 75.33kN 横向传给基础的竖向力为：
N横 =
6.8 0.6
2
4.9 0.65 0.4 1.89 22.56
kN
根据《建筑地基规范》 ，当基础宽度大于 3.0m 或埋深大于 0.5m 时，地基承载力特征值 按下式进行修正。 （先不考虑对基础宽度进行修正）
f
式中： fa
a
f
ak b
(b 3)
d m
(d 0.5)
修正后的地基承载力特征值 ( kpa )；
f
ak
地基承载力特征值 (kpa )；
b 、 d
分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别，查表
b =2.0， d =3.0；
地基持力层土的重度，地下水位以下取浮重度
m
(
3
kN mm )；
20
3
基础底面以上埋深范围内土的加权平均重度，一般取
kN mm ；
b 基础底面宽度 (m),当 b＜3m 时按 3m 取值， b＞6m 时按 6m 取值；
d 基础埋置深度，当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起，
d=1.75+0.45=2.20m；
f
a
260 3 20 (2.20 0.5) 362kPa
二.基础尺寸的确定
1.按轴心受压初估基础底面积
计算基础和回填土重 G 时的基础平均埋深 d=1.75+0.45/2=1.975 m 。 轴力总值：
k
Fk
F
k
2019.5 97.89 2189.39kN，则 基础顶面
2
6.79m
A
2189.39
0
f
a G
d
362 20 1.975
考虑偏心影响，将 A 增大 10%～40%。由于偏心不大，基础底面积按
2
20%增大，即
A 1.2 A 1.2 6.79 8.15m
0
初步选择基础面积为： b l 基础和回填土重：
3 3 9 m2
G
k
G
d A 20 1.975 9 355.5kN
0.15m。
初步确定基础梁尺寸： 300mm 400mm ，基础梁顶面至室外地坪的距离为
偏心距：
M
K
K
22.29 13.64 2.2
0.021m
L 6
e
＜
0.5 m，
F
K
G
K
2189.39 355.5
P
F
k
F A
G
6e 1
K
2189.39 355.5
9
6 0.021 1
3
245.07 kPa ，满足要
k,min
l
求。
基底最大压力：
P
F
K
,max
K
G A
K
6e 1
l
k
2189.39 355.5
9
6 0.021 (1
3
) 294.64
<1.2
fa
=434.4 kPa
P
k ,max
P 2
k ,min
282.77kPa
294.64 270.89
2
l=3m，b=3m。
f 362kPa ，满足要求。
a
最后确定该柱基础尺寸为： 2.基础底面抗冲切验算
图 12.1 独立基础平面、剖面图
基础可能发生冲切破坏，
在基底上净反力 （即不考虑 Gk 的作用），产生的剪力作用下，
破坏面为大致沿
o
45 方向的锥形截面。 破坏原因主要是由于混凝土斜截面上的主拉应力超过
了混凝土抗拉强度而引起的斜拉破坏。 公式如下：
为了防止冲切破坏的发生， 应进行抗冲切承载力验算，
F
l
0.7
hp t m 0
f a h
hp
受冲 切承载 力截面 高度影响 系数 ，当 h 800时， hp
取 1.0 ；
当 时， h 2000 hp 取
0.9 ；其间按线性内差法取。 f
混凝土轴心抗拉强度设计值；
t
h 基础冲切破坏锥形的有效高度；
0
a
基础冲切破坏锥体最不利一侧计算长度， am (at ab ) / 2
m
F
l
相应于荷载效应基本组合时作用在
A l上的地基净反力设计值，
A 冲切验算时取用的部分基底面积。
l
基底净反力计算： N 2729.14 1.2 97.89 2846.61 kN
M
545.21kN
基础边缘处的最大和最小净反力计算：
2
2
W
lb 3 3
3
6
6
4.5m
P
N
M 2846.61 545.21
W 3 3
437.45kPa s,max
bl
4.5
P
N M 2846.61 545.21
W
195.13kPa
s,min
bl
3 3
4.5
Ⅰ- Ⅰ截面抗冲切验算：
a
a
0.6m， bc
0.6m ；
t
c
基础高度 1200mm，基础三阶，每阶高分别为 400mm，400mm，400mm。
Ⅰ- Ⅰ台阶有效高度 h =1200-50=1150mm；
0
a
a 2h
0.6 2 1.15 2.9m b t 0 a a 0.6 2.9 t b a 1.75m ； m F l p An ；l
土木工程毕业论文工程设计框架结构(八)
