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11级土木基础工程课程设计柱下钢筋混凝土独立基础设计设计题目：某教学楼为多层现浇钢筋混凝土框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱网布置如图所示。基础方案采用柱下钢筋混凝土独立基础。工程地质条件：该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察，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fak=130KN/m2；③粘土：厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值fak=210KN/m2；④全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值fak=230KN/m2；⑤强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值fak=300KN/m2；⑥中风化砂质泥岩：厚4.0m,承载力特征值fak=620KN/m2；地基岩土物理力学参数表表1地层代号土名天然地基土重度（γ）孔隙比（e）凝聚力（c）内摩擦角（Φ）压缩系数(a1-2)压缩模量（Es）抗压强度（frk）动力触探或标准贯入击数KN/m³KPa度1MPaMPaMPa①杂填土18②粉质粘土200.6534130.2010.0③粘土190.5825230.228.2④全风化砂质泥岩2022300.8N=40⑤强风化砂质泥岩2220253.0N63.5＝15⑥中风化砂质泥岩2415404.0N63.5＝25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。建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化土。设计参数：柱截面尺寸为500mm×500mm。上部结构作用在B轴柱底的荷载标准值为Fk=1615KN，Mk=125KN•m，Vk=60KN；上部结构作用在B轴柱底的荷载效应基本组合设计值为F=2100KN，M=163KN•m，V=78KN。根据以上提供的设计资料，完成以下内容的设计：（一）确定基础埋置深度（二）确定地基承载力特征值（三）确定基础的底面尺寸（四）持力层强度及下卧层验算（五）确定基础的高度（六）基础底板配筋计算（七）绘制基础结构施工图（含平面图、详图），提出必要的技术说明（八）编制设计计算书柱下钢筋混凝土独立基础设计——计算书1.确定基础埋置深度地下水位于地表下1.5m且对混凝土结构无侵蚀性。而由于荷载值较大，故初步选定③号土层为持力层。又取基础底面时最好取至持力层下0.5m，所以考虑取室外地坪到基础底面距离为0.5+1.2+0.5=2.2m。2.确定地基承载力特征值③号土层承载力特征值fak=210KN/m2；由于可塑③号土层性质为可塑，则液限：，则查表可得，。基底以上土的加权平均重度为：。故持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度修正值）为：上式d按室外地面算起。3.确定基础的底面尺寸柱底荷载标准值为：。取基础埋置深度为：采用矩形基础。令基础长宽比为，则基础基底面积为。基础荷载因有偏心，初定时，将面积增大20%，则：故得：因此，取：，因，故无需再对地基承载力特征值进行修正。4.持力层强度及下卧层验算基础自重和基础上的回填土重:偏心距：，满足要求。基底最大压应力：基底最小压应力：，满足要求。，满足要求。由于不存在软弱下卧层，故无需对下卧层进行验算。计算基底净反力：柱底荷载效应基本组合设计值为：F=2100KN，M=163KN•m，V=78KN。净偏心距为：则：基础边缘处的最大和最小净反力为：5.确定基础的高度1：柱边截面基础选用C20混凝土，HRB400级钢筋，查得，垫层采用C10混凝土。初步选定基础高度h=800mm，分两个台阶，每阶段高度均为400mm。则：，，。因为：，所以。因偏心受压，故计算时取。则冲切力：抗冲切力：，满足要求。2：变阶处截面对下阶：取：，则则冲切力：抗冲切力：，满足要求。6.基础底板配筋计算选用HRB400级钢筋，。1：基础长边方向由于长边方向有偏心，故采用公式：。对I-I截面：则：同理，对III-III截面：则：比较与，应按配筋，现于2.7m宽度范围内配钢筋，根数（根），2：基础短边方向由于短边方向没有偏心，故采用公式：。设采用钢筋，短边方向钢筋铺在长边方向钢筋之上，则：对II-II截面，对IV-IV截面，比较与，应按配筋，现于3.4m宽度范围内配钢筋，根数（根），