主要内容（二）柱下钢筋混凝土单独基础
设计
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（一）墙下钢筋混凝土条形基础设计第一页，共33页。基础的断面设计包括底板厚度和配筋。1、确定基础的材料、类型以及平面布置；2、确定基础埋深；3、地基承载力特征值的修正；4、确定基础底面尺寸（含软弱下卧层验算）；5、基础断面设计；6、绘制施工图，提出施工说明。基础设计步骤回顾第二页，共33页。一、基础破坏形式1、纯剪破坏（纯剪破坏、斜压破坏）；2、斜截面剪切破坏（冲切破坏、剪压破坏）；3、弯曲破坏。对基础高度，通常条形基础只需验算剪压破坏，单独基础则需验算冲切破坏。第三页，共33页。二、墙下钢筋混凝土条形基础（一）基础截面形式一般为梯形截面无肋有肋第四页，共33页。（二）构造要求1、底板边缘处高度一般不小于200mm。当底板厚度小于250mm可做成等厚度；当厚度大于250mm时，可做成锥形断面，坡度i≤1：3。底板混土强度等级不低于C20。2、基底宜设C10素混凝土垫层，厚度为100mm，两边各伸出基础50mm。3、底板受力钢筋沿宽度方向配置，不宜小于φ10@100~200；纵向设分布筋，不小于φ8@250~300，置于受力筋之上。钢筋保护层厚度有垫层时不宜小于40mm，无垫层时不宜小于70mm。第五页，共33页。1、基础宽度（三）设计2、地基净反力扣除基础以及上覆土层自重后的地基反力。第六页，共33页。（1）中心荷载作用地基净反力（2）偏心荷载作用第七页，共33页。抗剪验算公式V——底板验算截面剪力设计值；fc——混凝土轴心抗压强度设计值；h0——底板的有效高度。3、基础的底板厚度基础底板的厚度按抗剪验算确定。第八页，共33页。4、基础底板配筋基础底板的配筋按抗弯验算确定。抗弯验算公式M——底板验算截面弯矩设计值；fy——钢筋抗拉强度设计值；h0——底板的有效高度。第九页，共33页。墙下条形基础抗剪抗弯验算截面选取墙体材料为混凝土时，验算截面在墙脚处。墙体材料为砖且放脚不大于1/4砖长时，验算截面在墙面处。101第十页，共33页。（1）中心荷载作用剪力设计值、弯矩设计值的计算第十一页，共33页。（2）偏心荷载作用第十二页，共33页。三、柱下钢筋混凝土单独基础（一）基础截面形式第十三页，共33页。（二）构造要求2、阶梯形基础每阶高度一般为300~500mm，基础高度大于等于600mm小于900mm时，分二级台阶；基础高度大于等于900mm时，分三级台阶。采用锥形基础时，顶部每边应沿柱边放出50mm；4、预制柱与杯口基础的连接应满足《建筑地基规范》的要求。1、所有墙下钢筋混凝土条形基础的构造要求；3、底板受力筋应双向配置。现浇柱的纵向受力筋可通过插筋锚入基础中。插筋的数量、直径以及钢筋种类应与柱内纵向受力筋相同。插入基础的钢筋，上下至少应有两道箍筋固定；第十四页，共33页。1、基础宽度（三）设计方形矩形轴心受压（n=1～1.5）偏心受压A=（1.1~1.4)A0或b=（1.05~1.1）b0第十五页，共33页。2、柱下单独基础的底板高度由抗冲切验算确定一般沿柱短边一侧先产生冲切破坏基础：l×b柱：at×bt第十六页，共33页。βhp——受冲切承载力截面高度影响系数，h≤800mm,βhp=1.0；h≥2000mmβhp=0.9，其间内插；ft——混凝土轴心抗拉强度设计值；h0——基础冲切破坏锥体的有效高度；Fl——基础冲切力，为荷载效应基本组合时作用在A1上的地基净反力；A1——考虑冲切荷载时取用的多边形面积；A2——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面内的投影面积。第十七页，共33页。（1）中心荷载作用bbblh0h045°bt45°MFh0bmA1A21）bt+2h0≤bbt+2h0≤b第十八页，共33页。bbblh0h0bt45°MFh0A1A2bm2）bb+2h0＞bbb+2h0＞b第十九页，共33页。基础高度计算公式中以pjmax代替pj（2）偏心荷载作用第二十页，共33页。MF当基础底面全部落在45冲切破坏锥体底边以内，则成为刚性基础，无需计算一般采用试算法。即先假定某一基础高度，求得相应有效高度，然后采用适当公式验算。阶梯形基础还应验算变截面处抗冲切强度。at×bt→l1×b1h0→h01基础高度的确定第二十一页，共33页。3、柱下单独基础的底板配筋按抗弯计算确定；独立柱基在地基净反力的作用下，两个方向都产生弯曲，需双向配筋；抗弯计算时，把基础看成是固定在柱边或变截面处的倒置悬臂板，最大弯矩作用面在柱边或变截面处。当矩形基础台阶的宽高比≤2.5和e≤b/6时，任意截面弯矩可按如下公式计算。第二十二页，共33页。（1）中心荷载作用Ⅰ—Ⅰ截面latbtbAe1ⅡⅡpj3214ⅠⅠ第二十三页，共33页。Ⅱ—Ⅱ截面latbtbAe1ⅡⅡpj3214ⅠⅠ第二十四页，共33页。Ⅲ—Ⅲ截面Ⅳ—Ⅳ截面b1l1bblbⅣⅣⅢpj受荷面积变截面处第二十五页，共33页。l、b——基础底面边长；pmax、pmin——相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大和最小地基净反力设计值；p——相应于荷载效应基本组合时在任意截面Ⅰ-Ⅰ处基础底面地基反力设计值；G——考虑荷载分项系数的基础自重及其上覆土的自重。第二十六页，共33页。求得MⅠ、MⅡ、MⅢ、MⅣ后，分别求得对应钢筋面积AsⅠ、AsⅡ、AsⅢ、AsⅣ。利用AsⅠ、AsⅢ中的大值配置平行于l方向的钢筋，并放置在下层；按AsⅡ、AsⅣ中的大值配置平行于b方向的钢筋，并放置在上排；基底和柱截面均为正方形时，MⅠ＝MⅡ、MⅢ＝MⅣ，此时只需计算一个方向的弯矩。第二十七页，共33页。（2）偏心荷载作用时第二十八页，共33页。第二十九页，共33页。【思考】偏心荷载作用时基底和变截面短边方向的弯矩MⅡ、MⅣ如何计算？第三十页，共33页。小结1、掌握地基净反力的概念以及计算；2、掌握墙下钢筋混凝土条形基础的设计；3、掌握柱下钢筋混凝土单独基础的设计。第三十一页，共33页。back第三十二页，共33页。作业1、2、已知某柱传来的轴向为设计值F=700KN，M=87.8KN.m，柱截面300mm×400mm，基础底面尺寸已确定为1.6m×2.4m。试设计此单独基础断面。第三十三页，共33页。
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