柱下独立承台桩基础计算书
目录
一．设计任务书………………………………………………………二．设计资料……………………………………………………………………三．设计内容……………………………………………………………………四．桩基承载力验算……………………………………………………………五．桩沉降验算………………………………………………………………六．桩结构强度计算和配筋…………………………………………………七．承台设计验算………………………………………………………………八．联系梁设计计算…………………………………………………………………………
《基础工程》课程设计任务书
（一）设计题目
某钢筋混凝土框架结构建筑，采用柱下独立承台桩基础，首层柱网布置及上部结构传至柱底的荷载相应标准组合值如图所示，试设计该基础。
（二）设计资料
（1）工程地质条件
由地表向下土层分布及土层性质如下：
①杂填土：厚1.5m，重度为16kN/m3。
②深灰色淤泥质土，厚4.2m，重度为16.9 kN/m3，流塑～软塑状，含少量有机质，压缩模量为3MPa，f ak＝45kPa；
③灰白色粘土：厚2.1m，重度为18.1kN/m3，压缩模量为5.0MPa，液性指数为0.85，f ak＝95kPa；
④黄色粉质粘土：厚1.8m，重度为18.8kN/m3，压缩模量为8.0MPa，液性指数为0.70，f ak＝130kPa；
⑤黄褐色粉质粘土：厚8.5m，重度19.2kN/m3，硬可塑状，液性指数为
0.45，f ak＝220kPa，压缩模量为9.2MPa；
⑥中砂土：勘探未钻穿，重度20.1kN/m3，中密到密实状态，f ak＝245kPa，压缩模量为20.0MPa；
地下水位位于地表下1.5m处。
（2）给定参数
所有柱截面尺寸均为500mm×500mm；相应标准组合，上部结构传至底层柱底的荷载见图。相应于荷载效应基本组合时，近似取荷载效应标准组合值的1.35倍。假设竖向荷载效应准永久组合值为荷载效应标准组合值的0.95倍。
柱子的混凝土强度等级为C30。
（三）设计内容
（1）确定桩型、桩长；
（2）确定单桩或基桩竖向承载力；
（3）确定桩数、承台尺寸及建筑物的桩基础平面布置；
（4）桩基础承载力验算；
（5）承台计算；
（6）桩沉降验算；
（7）绘制施工图（包括基础平面布置图、桩的布置及承台平面图、桩基础剖面图、承台配筋图、桩配筋图、施工说明等）。
（四）设计依据
（1）《JGJ94-2008 建筑桩基技术规范》
（2）制图标准等其它规范、规程、标准。
（五）设计要求
（1）计算书要求：书写工整、数字准确、图文并茂，任务书随计算书装订。
（2）制图要求：所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为长仿宋字。
（3）图纸规格：A2；计算书：A4。
（4）设计时间：1周。
任务书附图：
（1）首层层柱网平面布置图
（2）相应于荷载效应标准组合时上部结构传至首层柱底的荷载分布图
二、设计资料
（1）工程地质条件
由地表向下土层分布及土层性质如下：
①杂填土：厚1.5m，重度为16kN/m3。
②深灰色淤泥质土：厚4.2m，重度为16.9 kN/m3，流塑~软塑状，含少量有机质，压
缩模量为3Mpa，f ak＝45kPa；
③灰白色粘土：厚2.1m，重度为18.1kN/m3，压缩模量为5.0Mpa，液性指数为0.85，
f ak＝95kPa；
④黄色粉质粘土：厚1.8m，重度为18.8kN/m3，压缩模量为8.0Mpa，液性指数为0.70，
f ak＝130kPa；
⑤黄褐色粉质粘土：厚8.5m，重度19.2kN/m3，硬可塑状，液性指数为0.45，f ak
＝220kPa，压缩模量为9.2Mpa；
⑥中砂土：勘探未钻穿，重度20.1 kN/m3，中密到密实状态，f ak＝245kPa，压缩模
量为20.0Mpa；
地下水位位于地表下1.5m处。
（2）给定参数
所有柱截面尺寸均为500mm×500mm；柱子的混凝土强度等级为C30。
三、设计内容：
设计一个多层钢筋混凝土框架结构建筑厂房的桩基础；
（1）确定桩型，桩长
根据地质资料，以黄褐色粘土为桩尖持力层，钢筋混凝土预制桩 500mm，桩长为21.0m
（2）确定单桩或基桩竖向承载力
查《建筑地基基础设计规范》（GBJ 7-89)得：
土层液性指数
Ic 预制桩侧阻力特征值
q sia(kPa)
桩在该土层伸入长度
L n(m)
深灰色淤泥质土13 4.2 灰白色粘土0.85 23 2.1 黄色粉质粘土0.70 33.5 1.8 黄褐色粉质粘土0.45 41.4 0.9 预制桩桩端端阻力特征值：L=9m,I c=0.45 q pk=2140kPa
A ，
B ，
C 柱：桩截面面积22
20.04
m d A P ==
π
桩截面周长m d U 57.1==π
p
pk p i sik si pk sk uk A q l q u Q Q Q ψψ+=+=∑
=
[]2
.02140)5.0/8.0(9.1608.1601.2502.426)5.0/8.0(57.14/15/1??+?+?+?+???=649.1+481.5=1130.6 kN; R=k
Quk
=1130.6÷2=565.3 kN ；
(3) 确定桩数、承台尺寸及建筑物的桩基础平面布置
①、桩数n
A 柱： 80.15.5651.9231.11
.1=÷?=≥R F
n ；取4根 B 柱： 94.23.5651.15131.11.1=÷?=≥R F
n ； 取 4根
C 柱： 23.272.5284.11461.11.1=÷?=≥R
F
n 取4根
②、柱距：a S 大小直接影响群桩的群桩效应，根据规范规定，75.15.3==d S a （m)取2m ，边距取0.5m
图1 桩基以及土层分布示意图
黄褐色粉质黏土3
19.2kN m γ= 0.45l I =
9.2S E MPa = 220ak f kPa =
杂填土 3
16m kN
=γ
深灰色淤泥质土3
16.9kN m γ= 3.0S E MPa =
45ak f kPa =
灰白色粘土 5.0S E MPa =0.85l I =95ak f kPa =
318.1kN m γ=
黄色粉质黏土3
18.8kN
m γ= 8.0s E MPa =
0.70l I = 130ak f kPa =
③、桩布置形式采用正方形布置，承台尺寸如图示：
A 柱：
中柱承台布置图
B 柱：
边柱承台布置图
C 柱：
A B
边柱承台布置图
④、桩数验算
A 柱：承台及上覆土重
kN G 36033202=???=
427.23.565)3601.923(≤=÷+=+R
G
F B 柱：承台及上覆土重
kN G 36033220=???=
431.33.565)3601513(≤=÷+=+R
G
F C 柱：承台及上覆土重
kN G 36033220=???=
467.23.565)3604.1146(≤=÷+=+R
G
F 均满足要求。
（4）、桩基础承载力验算 A 柱：
①荷载作用。基桩平均竖向荷载设计值
kN R kN n
G
F N 3.5658.3204)3601.923(=≤=÷+=+=
桩基最大、最小竖向荷载设计值
∑∑±±+=2
2j
i
yk j i xk k k k x x M y y M n G F Q =
1
141
23.25-3.2527.215.298.320????+?++）（=332.7 kN;
②在基本组合，受偏向荷载作用下，桩基工程级别为二级，重要性系数0.10=γ
C
kN R kN kN N 3.5658.3208.3200.10=?=?=γ
kN kN Qk 36.6783.5652.17.3327.3320.10=??=?=γ
满足要求。 B 柱：
①荷载作用。基桩平均竖向荷载设计值
kN R kN n
G
F N 3.56528.4684)3601.1513(=≤=÷+=+=
桩基最大、最小竖向荷载设计值
∑∑±±+=2
2j
i
yk j i xk k k k x x M y y M n G F Q =
1
141
)109.0-28.026.8(28.468???+??+
＋=475.26 kN;
②在基本组合，受偏向荷载作用下，桩基工程级别为二级，重要性系数0.10=γ kN R kN kN N 3.56528.46828.4680.10=?=?=γ
kN kN Qk 36.6783.5652.126.47526.4750.10=??=?=γ
满足要求。
C 柱：
①荷载作用。基桩平均竖向荷载设计值
kN R kN n
G
F N 3.5656.3762)3604.1146(=≤=÷+=+=
桩基最大、最小竖向荷载设计值
∑∑±±+=2
2j
i
yk j i xk k k k x x M y y M n G F Q =
1
141
)251.8-29.624.21(6.376???+?+?+
=394.98kN;
②在基本组合，受偏向荷载作用下，桩基工程级别为二级，重要性系数0.10=γ kN R kN kN N 3.5656.3766.3760.10=?=?=γ
kN kN N 36.67872.5282.198.39498.3940.1max 0=??=?=γ
满足要求。
（5）、 桩沉降验算 （《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 ）
由于桩的埋深为9m ，故桩沉降由9m 处往下计算。对于桩中心距不大于6倍桩径的桩
基，其最总沉降量计算可采用等效作用分层总和法。等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩层台投影面积，等效作用附加近似取层台底平均附加压力，计算如下。 计算地基土的自重压力： 地下水位以上：
1c σ=1.5×16=24kPa ；
地下水位以下：
2c σ=4.2×（16.9—10）＋2.1×（18.1—10）＋1.8×（18.8—10）＋0.9×（19.2—10）＝70.11kPa ；
总的自重应力：=+=21c c c σσσ24+70.11=94.11kPa (1)、对于A 柱： 附加应力=
-+='095.0c A G
F p σkPa 44.113249
3232095.876=-???+ Z(m)
)(kPa c σ
b
l
b
z α=4αC
)
(0kPa P z ασ=
0 94.11 1 0 1.000 113.44 1.0 103.31 1 0.3 0.978 111.96 2.0 112.51 1 0.7 0.846 95.97 3.0 121.17 1 1.0 0.700 79.41 4.0 130.91 1 1.3 0.566 64.21 5.0 140.11 1 1.7 0.418 47.42 6.0 149.31 1 2.0 0.336 38.12 7.6 164.03
1
2.5
0.214
24.28
在Z=7.6m 处，2.015.003
.16459.28<==c z σσ，所以本基础取Z=7.6m 计算沉降量。 Z （m ） b l
b
z
平均附加应力系数
-
i α
)(m Z i i -
α 1
1--
--
-z i i i z z αα )
(kPa E si 110
(4
-----?=?i i i i i
i z z E P S αα 0 1 0 1 0 ---- ---- ----
1.0 1 0.3 0.9615 0.9615 0.9615 9200 0.0474
2.0 1 0.7 0.8153 1.6270 0.6655 9200 0.0328
3.0 1 1.3 0.6980 2.9400 1.3130 9200 0.0648
4.0 1 1.7 0.6020 2.4080 -0.5320 9200 -0.0262
5.0 1 2.0 0.5030 2.5150 0.4110 9200 0.0202
6.0 1 2.3 0.4460 2.6760 0.1610 9200 0.0079
7.6
1
2.5
0.3745
2.8460
0.1700
9200
0.0084
所以='
S 0.0474+ 0.0328+ 0.0648 -0.0262+ 0.0202+ 0.0079+ 0.0084=0.1553 m; 取沉降经验系数2.1=ψ
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）5.5.7，可得沉降计算如下： ∑∑=---????==n
i si
i i i i o
e e E z z P s s 11
1'
4αψψψψ 210)1(1
c n c n c b b e +--+
=ψ，c
c b L B n n ?=，
所以b n =2，由
45
.02
==d S a ，42==d l ，1=c c B L ，得：
044.00=c ，754.11=c ，984.142=c ，104.0=e ψ
所以：mm m S 38.1901938.01553.0104.02.1==??=。
（2）、对于B 柱： 附加应力=
-+='095.0c A G
F p σkPa 72.175249
323201.151395.0=-???+? Z(m)
)(kPa c σ
b
l
b
z α=4αC
)
(0kPa P z ασ=
0 94.11 1 0 1.000 175.72 1.0 103.31 1 0.3 0.978 171.85 2.0 112.51 1 0.7 0.846 148.65 3.0 121.17 1 1.0 0.700 123.00 4.0 130.91 1 1.3 0.566 99.46 5.0 140.11 1 1.7 0.418 73.45 6.0 149.31 1 2.0 0.336 59.04 7.6 164.03
1
2.5
0.214
32.82
在Z=7.6m 处，2.02.003
.16482.32===c z σσ，所以本基础取Z=7.6m 计算沉降量。 Z （m ） b l
b
z
平均附加应力系数
-
i α
)(m Z i i -
α 1--
--
-z i i i z z αα )(kPa E si
)(4110-----?=?i i i i i i z z E P S αα
0 1 0 1 0 ---- ---- ----
1.0 1 0.3 0.9615 0.9615 0.9615 9200 0.0735
2.0 1 0.7 0.8153 1.6270 0.6655 9200 0.0508
3.0 1 1.3 0.6980 2.9400 1.3130 9200 0.1003
4.0 1 1.7 0.6020 2.4080 -0.5320 9200 -0.0406
5.0 1 2.0 0.5030 2.5150 0.4110 9200 0.0314
6.0 1 2.3 0.4460 2.6760 0.1610 9200 0.0123
7.6
1
2.5
0.3745
2.8460
0.1700
9200
0.0130
所以m S 2407
.00130.00123.00314.00406.01003.00508.00735.0'
=+++-++=
取沉降经验系数2.1=ψ
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）5.5.7，可得沉降计算如下： ∑∑=---????==n
i si
i i i i o
e e E z z P s s 11
1'
4αψψψψ 210)1(1
c n c n c b b e +--+
=ψ，c
c b L B n n ?=， 所以b n =2，由
45.02
==d S a ，42==d l ，1=c
c B L ，得：
044.00=c ，754.11=c ，984.142=c ，104.0=e ψ
所以：mm m S 03.3003003.02407.0104.02.1==??=。
（3)对于C 柱： 附加应力=
-+='095.0c A G
F p σkPa 01.137249
3232008.1089=-???+ Z(m)
)(kPa c σ
b
l
b
z α=4αC
)
(0kPa P z ασ=
0 94.11 1 0 1.000 137.01 1.0 103.31 1 0.3 0.978 133.99 2.0 112.51 1 0.7 0.846 115.91 3.0 121.17 1 1.0 0.700 95.91 4.0 130.91 1 1.3 0.566 77.55 5.0 140.11 1 1.7 0.418 57.27 6.0 149.31 1 2.0 0.336 46.03 7.6 164.03
1
2.5
0.214
29.32
在Z=7.6m 处，2.018.003
.16432.29≤==c z σσ，所以本基础取Z=7.6m 计算沉降量。 Z （m ） b l
b
z
平均附加应力系数
-
i α
)(m Z i i -
α 1
1--
--
-z i i i z z αα )(kPa E si
110
(4
-----?=?i i i i i
i z z E P S αα 0 1 0 1 0 ---- ---- ----
1.0 1 0.3 0.9615 0.9615 0.9615 9200 0.0573
2.0 1 0.7 0.8153 1.6270 0.6655 9200 0.0401
3.0 1 1.3 0.6980 2.9400 1.3130 9200 0.0790
4.0 1 1.7 0.6020 2.4080 -0.5320 9200 -0.03202
5.0 1 2.0 0.5030 2.5150 0.4110 9200 0.0247
6.0 1 2.3 0.4460 2.6760 0.1610 9200 0.0097
7.6
1
2.5
0.3745
2.8460
0.1700
9200
0.01023
所以='
S 0.0573+0.0401+0.0790-0.03202+0.0247+0.0097+0.01023=0.189 m ; 取沉降经验系数2.1=ψ
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）5.5.7，可得沉降计算如下： ∑∑=---????==n
i si
i i i i o
e e E z z P s s 11
1'
4αψψψψ 210)1(1
c n c n c b b e +--+
=ψ，c
c b L B n n ?=，
所以b n =2，由
45
.02
==d S a ，42==d l ，1=c c B L ，得：
044.00=c ，754.11=c ，984.142=c ，104.0=e ψ
所以：mm m S 59.2302359.0189.0104.02.1==??=。
(4)、沉降差：查《建筑桩基技术规范》表5.5.4有沉降差o l S 002.0≤? 允许最大沉降差max S ?
由上述的桩基础沉降计算可知:
C-1柱的沉降量为：30.03mm ，C-2柱的沉降量为：26.19m ，C-3柱的沉降量为：22.85mm 验算过程如下：
A 柱与
B 柱：mm S mm S 6.126300002.065.1038.1903.30max 1=?=?<=-=? B 柱与
C 柱：mm S mm S 6.126300002.044.659.2303.30max 2=?=?<=-=? C 柱与A 柱：mm S mm S 147000002.021.438.1959.23max 3=?=?<=-=? 所以桩基础的沉降差均满足要求。 （6）.桩身结构强度计算及配筋
桩的直径为0.5 m ，桩长 9 m ，箍筋为HPB235级钢筋，yv f = 210N/mm 2
,钢筋保护层为40mm ，
混凝土设计等级 C30；
桩身起吊验算：q=25kN/3
m ;把圆柱桩等效成边长c==?225.014.30.44m 的预制混凝土方桩；
1. 按两点起吊计算：
q A B C
x x
A 点：212qx l M = ，
B 点：8
)2(22
2ql x l ql M --=；
8
)2(222
2ql x l ql qx l --=， 得x=0.207·l =0.207×9=1.863m ， M1=M2=390.46kN/m; A 点,C 点为起吊点； 每延米桩的自重q=0.44×0.44×25=4.87kN/m, 主筋计算；
控制弯矩为单点起吊时的情况，动力系数取 K =1.5；恒载分项系数为1.2；
=???==22max 987.45.1082.0082.0Kql M 48.5KN*m
mm 40040440h 0=-=；=????==12
6
20400
4403.140.1105.48bh f M c s αα0.0482 =--=s x α2111-=?-0482.0210.0494 = 300 0494 .04004403.140.10s y c s f x bh f A α414.432mm 选4φ16，(As=803.92 mm ),整个截面的主筋为8φ16，21608mm A S = 配筋率：%8.0%91.03604001607min 0=>=?==ρρbh A s ; 其他构造见施工图。 3.桩身强度验算 =)+ψ(ψS y c c A f A f 1.0×（1×14.3×440×400+300×1608）=2999.2×310 kN ＞R 强度满足要求 ； 桩的箍筋计算： 91.0440 4000==b h <4 N M V k 03.269 207.05.48l 207.0max =?== 满足要求,kN 03.26k 2.6294004403.14125.0b 25.00=>=????=V N bh f c c ； 满足要求,kN 03.26k 176.176********.17.07.00t =>=???=V N bh f ； 按构造要求配箍筋：φ10@160 ，As=78 .5 2 mm ； 100210 43.124.024 .0min ,??==yv t sv f f ρ%=0. 16% ； ，％＞％％min ,1223.0100160 4405.782100sv sv sv bs nA ρρ=???=?= 满足 ； (7)、承台设计验算 承台的平面尺寸为3000mm ×3000mm ，厚度有冲切、弯曲、剪切、局部承压等因素综合确定，初步拟定为1000mm ，待抗冲切、抗弯、抗剪切、局部抗压强度满足要求，最后确定承台厚度。钢筋采用HRB335级钢筋，承台混凝土采用C20，t f =1100kPa ，c f =9600 kPa ，保护层取100mm ，承台剖面尺寸如图所示。 （1） 抗弯验算 （《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 5.9.2~5.9.5） 在承台结构计算中，取相应于荷载效应基本组合的设计值，可按下式计算： s k S 35.1= A 柱；Vx=1.35×21.7=29.3kN Vy=1.35×（-25.3）=34.16kN N = 1.35×（-923.1）= -1246.2kN Mx=1.35×29.5=39.8kN My=1.35×25.3=34.156kN 则各桩不计承台以及其上土重部分的净反力为： 各桩平均竖向力为 kN N 55.3114 2 .1246== 最大竖向力 =???++???++ =2 2m a x 1 40 .1)0.116.342.34(140.1)0.13.298.39(55.311N 345.9kN 对于Ⅰ-Ⅰ断面： m kN 85.51875.09.34522max ?=??=?== ∑X N i i i x N My 钢筋面积： s A = 09.0h f M y y γ=518.85×610÷（0.9×300×900）=21352 m m 则每米的配筋量为：SI A ＝3 2135＝7122 m m %15.0%024.03000 1000712?=?== bh A s ρ 按最小配筋计算： 2450030001000%15.0mm A =??= 则每米的配筋量为：SI A ＝3 4500＝15002 m m 选用120@16φ，s A ＝1608 m m m 2 ，沿平行Y 轴均匀布置。 对于Ⅱ-Ⅱ断面 x M ＝∑i i x N ＝y i N ??2=2×345.9×0.75=518.85 k N ·m 钢筋面积： s A = 09.0h f M y x γ=518.85×610÷（0.9×300×900）=21352 m m 则每米的配筋量为：SI A ＝3 2135＝7122 m m %15.0%024.03000 1000712 ?=?== bh A s ρ 按最小配筋计算： 2450030001000%15.0mm A =??= 则每米的配筋量为：SI A ＝3 4500＝15002 m m 选用120@16φ，s A ＝1608 m m m 2 ，沿平行X 轴均匀布置。 B 柱： kN Vx 61.116.835.1=?= kN Vy 08.18.035.1=?=; kN N 69.2042)1.1513(35.1-=-?= kN Mx 22.1)9.0(35.1-=-?= kN My 5.131035.1=?= 则各桩不计承台以及其上土重部分的净反力为： 各桩平均竖向力为 kN N 67.5104 2042 == 最大竖向力 kN N 91.516140 .1)0.108.15.13(140.1)0.161.1122.1(67.5102 2max =???++???+-+ = 对于Ⅰ-Ⅰ断面： m kN 37.77575.091.51622max ?=??=?== ∑X N i i i x N My 钢筋面积： s A = 09.0h f M y y γ=775.37×610÷（0.9×300×900）=31912 m m 则每米的配筋量为：SI A ＝3 3191＝1063.612 m m %15.0%035.03000 100061 .1063?=?== bh A s ρ 按最小配筋计算： 2450030001000%15.0mm A =??= 则每米的配筋量为：SI A ＝3 4500＝15002 m m 选用120@16φ，s A ＝ 1608 m m m 2 ，沿平行Y 轴均匀布置。 对于Ⅱ-Ⅱ断面 x M ＝∑i i x N ＝y i N ??2=2×510.67×0.75＝766.01k N ·m 钢筋面积： s A = 09.0h f M y x γ=766.01×610÷（0.9×300×900）=31522 m m 则每米的配筋量为：SI A ＝3 3152＝1050.672 m m %15.0%035.03000 100067.1050?=?== bh A s ρ 按最小配筋计算： 2450030001000%15.0mm A =??= 则每米的配筋量为：SI A ＝3 4500＝15002 m m 选用120@16φ，s A ＝ 1680m m m 2 ，沿平行X 轴均匀布置。 C 柱： kN Vx 89.284.2135.1=?= kN Vy 32.99.635.1=?=; kN N 1548)4.1146(35.1-=-?= kN Mx 11)1.8(35.1-=-?= kN My 75.332535.1=?= 则各桩不计承台以及其上土重部分的净反力为： 各桩平均竖向力为 kN N 3874 1548 == 最大竖向力 kN N 24.402140 .1)0.132.975.33(140.1)0.189.2811(3872 2max =???++???+-+= 对于Ⅰ-Ⅰ断面： m kN 36.60375.024.40222max ?=??=?== ∑X N i i i x N My 钢筋面积： s A =0 09.0h f My y γ=603.36×610÷（0.9×300×900）=24832 m m 则每米的配筋量为：SI A ＝3 2483＝828.2 m m %15.0%0276.03000 1000828 ?=?== bh A s ρ 按最小配筋计算： 2450030001000%15.0mm A =??= 则每米的配筋量为：SI A ＝3 4500＝15002 m m 选用120@16φ，s A ＝1608 m m m 2，沿平行Y 轴均匀布置。 对于Ⅱ-Ⅱ断面 x M ＝∑i i x N ＝y i N ??2=2×387×0.75＝580.5k N ·m 钢筋面积： s A = 09.0h f M y x γ=580.5×610÷（0.9×300×900）=23892 m m 则每米的配筋量为：SI A ＝3 2389＝796.32 m m %15.0%02654.03000 10003 .796?=?== bh A s ρ 按最小配筋计算： 2450030001000%15.0mm A =??= 则每米的配筋量为：SI A ＝3 4500＝15002 m m 选用120@16φ，s A ＝ 1608 m m m 2 ，沿平行X 轴均匀布置。 均布钢筋 均布钢筋中柱承台配筋图 均布钢筋 均布钢筋 边柱承台配筋图 Ф16@120 均布钢筋 均布钢筋 角柱承台配筋图 （2） 冲切验算 (《建筑桩基技术规范》 JGJ94-2008 5.9.7） ①． 承台的冲切验算。 A 柱： 根据 h f a a a b F o t hp ox c y oy c x l ?? ?+?++??≤βββ)]()([200 柱边到最近桩内边缘的水平距离为x a 0=0.5m ， y a 0=0.5。 冲垮比 x 0λ=0 0h a x =0.56； y 0λ= 0h a y =0.56； x 0λ、y 0λ满足0.2～1.0，冲切系数 11.12 .056.084 .02.084.00=+=+= x x λβ 11.12 .056.084 .02.084.00=+=+= y y λβ 5.0=c a 5.0=c b 992.0)800900(800 20009 .011=---- =hp β 则： 00000)] ()([2h f a h a b t hp x c y y c x β ββ+++ =2×[1.11×（0.5＋0.5）＋1.11×（0.5＋0. 5）]×0.992×1100×0.9=4360kN 桩顶平均净反力 ：kN N 55.3114 2 .1246== 则： kN N N F l 65.93455.3112.1246=-=-= 满足设计要求。 基础计算书 C 轴交3轴DJ P 01计算 一、计算修正后的地基承载力特征值 选择第一层粉土为持力层，地基承载力特征值fak=120 kPa ，ηd=2.0，rm=17.7kN/m 3, d=1.05m ，初步确定埋深d=1.5m ，室内外高差0.45m 。 根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 式5.2.4 计算 修正后的抗震地基承载力特征值 = 139(kPa)； 二、初步选择基底尺寸 A ≧Fk fa ?γG A ≧ 949139?20×1.5 =8.7㎡ 取独立基础基础地面a=b=3000mm 。采用坡型独立基础，初选基础高度600mm ，第一阶h 1=350mm ，第二阶h 2=250mm 。 三、作用在基础顶部荷载标准值 结构重要性系数: γo=1.0 基础混凝土等级:C30 ft_b=1.43N/mm 2 fc_b=14.3N/mm 2 柱混凝土等级: C30 ft_c=1.43N/mm 2 fc_c=14.3N/mm 2 钢筋级别: HRB400 fy=360N/mm 2 矩形柱宽 bc=500mm 矩形柱高 hc=500mm 纵筋合力点至近边距离: as=40mm 最小配筋率: ρmin=0.150% Fgk=949.000kN Fqk=0.000kN Mgxk=14.000kN*m Mqxk=0.000kN*m Mgyk=25.000kN*m Mqyk=0.000kN*m Vgxk=45.000kN Vqxk=0.000kN Vgyk=17.000kN Vqyk=0.000kN 永久荷载分项系数rg=1.20 可变荷载分项系数rq=1.40 Fk=Fgk+Fqk=949.000+(0.000)=949.000kN Mxk=Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2+Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2 =14.000+949.000*(1.500-1.500)/2+(0.000)+0.000*(1.500-1.500)/2 =14.000kN*m Myk=Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2+Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2 =25.000+949.000*(1.500-1.500)/2+(0.000)+0.000*(1.500-1.500)/2 =25.000kN*m Vxk=Vgxk+Vqxk=45.000+(0.000)=45.000kN Vyk=Vgyk+Vqyk=17.000+(0.000)=17.000kN F1=rg*Fgk+rq*Fqk=1.20*(949.000)+1.40*(0.000)=1138.800kN Mx1=rg*(Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2)+rq*(Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2) =1.20*(14.000+949.000*(1.500-1.500)/2)+1.40*(0.000+0.000*(1.500-1.500)/2) =16.800kN*m My1=rg*(Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2)+rq*(Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2) ++=f a f ak b ()-b 3d m ( )-d 0.5 目录 1 基本条件的确定 (2) 2 确定基础埋深 (2) 2.1设计冻深 (2) 2.2选择基础埋深 (2) 3 确定基础类型及材料 (2) 4 确定基础底面尺寸 (2) 4.1确定B柱基底尺寸 (2) 4.2确定C柱基底尺寸 (3) 5 软弱下卧层验算 (3) 5.1 B柱软弱下卧层验算 (3) 5.2 C柱软弱下卧层验算 (4) 6 计算柱基础沉降 (4) 6.1计算B柱基础沉降 (4) 6.2计算C柱基础沉降 (6) 7 按允许沉降量调整基底尺寸 (7) 8 基础高度验算 (8) 8.1 B柱基础高度验算 (9) 8.2 C柱基础高度验算 (10) 9 配筋计算 (12) 9.1 B柱配筋计算 (12) 9.2 C柱配筋计算 (14) 1 基本条件确定 人工填土不能作为持力层，选用亚粘土作为持力层。 2 确定基础埋深 2.1设计冻深 ???Z =Z zw zs o d ψψze ψ=2.01.000.950.90???1.71=m 2.2选择基础埋深 根据设计任务书中给出的数据，人工填土d 1.5m =，因持力层应选在亚粘土层处，故取0m .2d = 3 确定基础类型及材料 基础类型为：柱下独立基础 基础材料：混凝土采用C25，钢筋采用HPB235。 4 确定基础底面尺寸 根据亚粘土e=0.95，l I 0.65=，查表得0, 1.0b d ηη==。因d=2.0m 。 基础底面以上土的加权平均重度： 1[18.0 1.519.0(2.0 1.5)]/2.018.25o γ=?+?-=3/m KN 地基承载力特征值a f （先不考虑对基础宽度进行修正）： 11(0.5)150 1.018.25(2.00.5)177.38a a d m f f d ηγ=+?-=+??-=a KP 4.1 确定B 柱基底尺寸 202400 17.47.177.3820 2.0 K a G F A m f d γ≥ ==--?由于偏心力矩不大，基础底面面积按 20％增大，即A=1.20A =20.962m 。一般l/b=1.2～2.0，初步选择基础底面尺寸： 25.4 3.921.06m 3.9A l b b m =?=?==，虽然>m 3,但b η=0不需要对a f 进行修正。 4.1.1持力层承载力验算 基础和回填土重：20 2.021.06842.4G G dA KN γ==??= 偏心距：2100.0652400842.4k e m = =+ 四桩基础计算书 华清家园工程；工程建设地点：武清区新城翠通路西侧；属于结构；地上33层；地下1层；建筑高度：100m；标准层层高：3m ；总建筑面积：11500平方米；总工期：0天。 本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。 本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）等编制。 一、塔吊的基本参数信息 塔吊型号：TQ60/80，塔吊起升高度H：65.000m， 塔身宽度B：2.5m，基础埋深D：1.500m， 自重F1：852.6kN，基础承台厚度Hc：1.000m， 最大起重荷载F2：80kN，基础承台宽度Bc：6.000m， 桩钢筋级别:HPB235，桩直径或者方桩边长：0.700m， 桩间距a：5m，承台箍筋间距S：200.000mm， 承台混凝土的保护层厚度：50mm，承台混凝土强度等级：C35； 二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算 塔吊自重（包括压重）F1=852.60kN； 塔吊最大起重荷载F2=80.00kN； 作用于桩基承台顶面的竖向力F k=F1+F2=932.60kN； 风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算： M kmax＝2188.71kN·m； 三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 1. 桩顶竖向力的计算 依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。 N ik=(F k+G k)/n±M yk x i/∑x j2±M xk y i/∑y j2； 其中 n──单桩个数，n=4； F k──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，F k=932.60kN； G k──桩基承台的自重标准值：G k=25×Bc×Bc×Hc=25×6.00×6.00× 1.00=900.00kN； M xk,M yk──承台底面的弯矩标准值，取2188.71kN·m； x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=3.54m； N ik──单桩桩顶竖向力标准值； 经计算得到单桩桩顶竖向力标准值 最大压力：N kmax=(932.60+900.00)/4+2188.71×3.54/(2×3.542)=767.68kN。 最小压力：N kmin=(932.60+900.00)/4-2188.71×3.54/(2×3.542)=148.62kN。 不需要验算桩的抗拔！ 2. 承台弯矩的计算 依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.2条。 M x = ∑N i y i M y = ∑N i x i 其中 M x,M y──计算截面处XY方向的弯矩设计值； x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.25m； N i1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，N i1=1.2× 目录 一、设计资料 二、独立基础设计 1、选择基础材料 2、选择基础埋置深度 3、计算地基承载力特征值 4、初步选择基底尺寸 5、验算持力层的地基承载力 6、计算基底净反力 7、验算基础高度 8、基础高度（采用阶梯形基础） 9、变阶处抗冲切验算 10、配筋计算 11、基础配筋大详图 12、确定A、B两轴柱子基础底面尺寸 13、设计图纸（附图纸） 三、设计技术说明及主要参考文献 柱下独立基础课程设计 一、设计资料 3号题○B轴柱底荷载： ○1柱底荷载效应标准组合值：F K=1720(1677)KN，M K=150(402)KN·m，V K=66(106)KN。 ○2柱底荷载效应基本组合值：F=2250KN，M=195KN·m，V=86KN。 持力层选用○4号土层，承载力特征值f ak=240kPa，框架柱截面尺寸为500mm×500mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。 二、独立基础设计 1.选择基础材料 基础采用C25混凝土，HPB235级钢筋，预估基础高度0.8m。 2.选择基础埋置深度 根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。 ①号土层：杂填土，层厚约0.5m，含部分建筑垃圾。 ②号土层：粉质粘土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值f ak=130kPa。 ③号土层：粘土，层厚1.5m，稍湿，承载力特征值f ak=180kPa。 ④号土层：细砂，层厚3.0m，中密，承载力特征值f ak=240kPa。 ⑤号土层：强风化砂质泥岩，很厚，中密，承载力特征值f ak=300kPa。 拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位深度：位于地表下1.5m。取基础地面高时最好至持力层下0.5m，本设计取○4号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础地面为0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m。由此得到基础剖面示意图如下图所示。 锥形基础计算 项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、设计依据 《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)① 《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010)② 《简明高层钢筋混凝土结构设计手册》李国胜 二、示意图 三、计算信息 构件编号: JC-1 计算类型: 验算截面尺寸 1. 几何参数 矩形柱宽bc=600mm 矩形柱高hc=1170mm 基础端部高度h1=200mm 基础根部高度h2=150mm 基础长度B1=1200mm B2=1200mm 基础宽度A1=1800mm A2=1800mm 2. 材料信息 基础混凝土等级: C30 ft_b=1.43N/mm2fc_b=14.3N/mm2 柱混凝土等级: C30 ft_c=1.43N/mm2fc_c=14.3N/mm2 钢筋级别: HRB400 fy=360N/mm2 3. 计算信息 结构重要性系数: γo=1.0 基础埋深: dh=1.800m 纵筋合力点至近边距离: as=40mm 基础及其上覆土的平均容重: γ=18.000kN/m3 最小配筋率: ρmin=0.150% 4. 作用在基础顶部荷载标准值 Fgk=201.000kN Fqk=0.000kN Mgxk=234.000kN*m Mqxk=0.000kN*m Mgyk=0.000kN*m Mqyk=0.000kN*m Vgxk=59.000kN Vqxk=0.000kN Vgyk=0.000kN Vqyk=0.000kN 永久荷载分项系数rg=1.20 可变荷载分项系数rq=1.40 Fk=Fgk+Fqk=201.000+(0.000)=201.000kN Mxk=Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2+Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2 =234.000+201.000*(1.200-1.200)/2+(0.000)+0.000*(1.200-1.200)/2 =234.000kN*m Myk=Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2+Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2 =0.000+201.000*(1.800-1.800)/2+(0.000)+0.000*(1.800-1.800)/2 =0.000kN*m Vxk=Vgxk+Vqxk=59.000+(0.000)=59.000kN Vyk=Vgyk+Vqyk=0.000+(0.000)=0.000kN F1=rg*Fgk+rq*Fqk=1.20*(201.000)+1.40*(0.000)=241.200kN Mx1=rg*(Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2)+rq*(Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2) =1.20*(234.000+201.000*(1.200-1.200)/2)+1.40*(0.000+0.000*(1.200-1.200)/2) =280.800kN*m My1=rg*(Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2)+rq*(Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2) =1.20*(0.000+201.000*(1.800-1.800)/2)+1.40*(0.000+0.000*(1.800-1.800)/2) =0.000kN*m Vx1=rg*Vgxk+rq*Vqxk=1.20*(59.000)+1.40*(0.000)=70.800kN Vy1=rg*Vgyk+rq*Vqyk=1.20*(0.000)+1.40*(0.000)=0.000kN F2=1.35*Fk=1.35*201.000=271.350kN Mx2=1.35*Mxk=1.35*234.000=315.900kN*m My2=1.35*Myk=1.35*(0.000)=0.000kN*m Vx2=1.35*Vxk=1.35*59.000=79.650kN Vy2=1.35*Vyk=1.35*(0.000)=0.000kN F=max(|F1|,|F2|)=max(|241.200|,|271.350|)=271.350kN Mx=max(|Mx1|,|Mx2|)=max(|280.800|,|315.900|)=315.900kN*m My=max(|My1|,|My2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN*m Vx=max(|Vx1|,|Vx2|)=max(|70.800|,|79.650|)=79.650kN Vy=max(|Vy1|,|Vy2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN 5. 修正后的地基承载力特征值 fa=106.900kPa 四、计算参数 1. 基础总长 Bx=B1+B2=1.200+1.200= 2.400m 2. 基础总宽 By=A1+A2=1.800+1.800= 3.600m 3. 基础总高 H=h1+h2=0.200+0.150=0.350m 4. 底板配筋计算高度 ho=h1+h2-as=0.200+0.150-0.040=0.310m 5. 基础底面积 A=Bx*By=2.400*3.600=8.640m2 6. Gk=γ*Bx*By*dh=18.000*2.400*3.600*1.800=279.936kN 4.5m 【题1】某试验大厅柱下桩基，柱截面尺寸为 400mm 600mm ，地质剖面示意图如图 1 所示，作用在基础顶面的荷载效应基本组合设计值为 F = 2035kN, M=330kN ?m , H = 55kN, 荷载效应标准组合设计值为 F k =1565kN, M=254 1. 2. 2^00 - 确定桩的规格 根据地质勘察资料，确定第 4层粘土为桩端持力层。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为 方桩，为400mm< 400mm 桩长为9米。承台埋深1.7米，桩顶嵌入承台 0.1米，则桩 端进持力层2.4米。初步确定承台尺寸为 2.4m X 2.4m 。 确定单桩竖向承载力标准值 Q 根据公式 查表内插求值得 层序 深度(m) I L q sik (kPa ) q pk ( kPa) ② 粉质粘土 2 0.6 60 ③ 饱和软粘土 4.5 0.97 38 ② 粘土 2.4 0.25 82 2500 按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值: Q uk Q sk Q pk u q sik l i q pk A p =4X 0.4(60 X 2.0+38 X 4.5+82 X 1.5)+2500 X 0.4 X 0.4=902.4KN 取 Q uk 902.4 kN 3.确定桩基竖向承载力设计值 R 并确定桩数n 及其布置 按照规范要求，S a 3d ，取 S a 4d , b e = 2m, l = 9m 故 0.22 查表得，sp 0.97。 查表得，sp 1.60先不考虑承台效应，估算基桩竖向承载力设计值 R 为 sp 1.60 桩基承台和承台以上土自重设计值为 G= 2.4 X 2.4 X 1.7 X 20= 195.84 kN 粗估桩数n 为 n = 1.1 X (F+G)/R= (1565+195.84)/ 547.08=3.22 根 取桩数n = 4根，桩的平面布置为右图所示， 承台面积为 2.4m X 2.4m ，承台高度为 0.9m ，由于n > 3，应该考虑 群桩效应和承台效应确定单桩承载力设计值 R ,S a B e 由一=4 ; = 0.25 d l 查表得 e = 0.155 , ：= 0.75 sp Q uk 0.97 902.4 =547.08 kN 三、柱下独基计算书 剖面: J2-2 1.已知条件及计算内容： (1)已知条件： a.控制信息： 柱数：单柱 柱尺寸：450mmX450 mm 输入荷载类型：设计值 转换系数：1.00 柱竖向力：517 kN/m 柱弯矩：0.00 kN.m/m b.设计信息： 基础类型：锥型一阶混凝土等级：C30 受力筋级别：HPB300 保护层厚度：45 第一阶尺寸： 总宽度：2100 mm 高度：500 mm 轴线左边宽度：1050 mm 轴线右边宽度：1050 mm 垫层挑出宽度：100 mm 垫层厚度：100 mm c.地基信息： 基础埋置深度：1.500 m 地坪高差：0.600 m 修正后的地基承载力特征值：140 kPa (2)计算内容： 1.地基承载力验算。 2.基础冲切承载力验算。 3.基础抗剪承载力验算。 4.基础抗弯承载力计算。 2.反力计算： (1)荷载标准值时基底全反力－用于验算地基承载力 pk=(Fk+Gk)/A=125.4 kPa (2)荷载设计值时基底全反力 p=(F+G)/A=136.4 kPa (3)荷载设计值时基底净反力－用于验算基础剪切和冲切承载力 pj=F/A=117.9 kPa 3.地基承载力验算： 轴心受压: pk=125.4kPa <= fa=140kPa 满足! 地基承载力验算满足要求！ 4.基础抗冲切承载力验算： Fl=69.3kN <= 0.7βhpftbmh0=186.3kN 满足! 5.基础抗剪承载力验算： Vsx=41.6kN <= 0.7βhftAc=108.91kN 满足! Vsy=43.0kN <= 0.7βhftAc=108.91kN 满足! 6.抗弯计算结果： X方向弯矩计算结果： Mx = 63.8kN.m(柱根部) 计算面积：742 mm2/m 实配面积：754 mm2/m 选筋方案：φ12@150 配筋率：0.22% 柱下独立基础课程 设计例题 1 柱下独立基础课程设计 1.1设计资料 1.1.1地形 拟建建筑地形平整 1.1.2工程地质条件 自上而下土层依次如下： ①号土层：杂填土，层厚0.5m 含部分建筑垃圾。 ②号土层：粉质粘土，层厚 1.2m ，软塑，潮湿，承载力特征值 ak f 130KPa =。 ③号土层：黏土，层厚 1.5m ，可塑，稍湿，承载力特征值 180ak f KPa =。 ④号土层：细砂，层厚2.7m ，中密，承载力特征值k 240Kpa a f =。 ⑤号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值 300ak f KPa =。 1.1.3岩土设计参数 表1.1 地基岩土物理学参数 ② 粉质粘土 20 0.65 0.84 34 13 7.5 6 130 ③ 黏土 19.4 0.58 0.78 25 23 8.2 11 180 ④ 细砂 21 0.62 -- -- 30 11.6 16 240 ⑤ 强风化砂质泥岩 22 -- -- -- -- 18 22 300 1.1.4水文地质条件 1) 拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 2) 地下水位深度：位于地表下1.5m 。 1.1.5上部结构材料 拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500mm ?500mm 。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。柱网布置图如图1.1所示： 1.1.6材料 混凝土强度等级为2530C C -，钢筋采用235HPB 、HPB335级。 1.1.7本人设计资料 本人分组情况为第二组第七个，根据分组要求及参考书柱底荷载效应标准组合值及柱底荷载效应基本组合值选用⑦题号B 轴柱底荷载. ①柱底荷载效应标准组合值:k K K F 1970KN M 242KN.m,V 95KN ===， 。 ②柱底荷载效应基本组合值:k K K F 2562KN M 315KN.m,V 124KN ===，. 持力层选用④号土层，承载力特征值k F 240KPa =，框架柱截面尺寸为500mm ?500mm ，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。 1.2独立基础设计 1. 2.1选择基础材料 基础采用C25混凝土，HPB235级钢筋，预估基础高度0.8m 。 1.2.2选择基础埋置深度 根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。你、 拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位于地表下1.5m 。 取基础底面高时最好取至持力层下0.5m ，本设计取④号土层为持力层，因此考虑取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m 。由此得基础剖面示意图，如图1.2所示。 柱下独立基础设计 设计资料 本工程地质条件： 第一层土：城市杂填土 厚 第二层土：红粘土 厚，垂直水平分布较均匀，可塑状态，中等压缩性，地基承载力特征值fak=200Kpa 第三层土：强风化灰岩 ，fak=1200 Kpa 第四层土：中风化灰岩 fak=3000 Kpa 由于结构有两层地下室，地下室层高，采用柱下独立基础，故选中风化灰岩作为持力层。对于中风化岩石，不需要要对其进行宽度和深度修正，故a f =ak f =3000 Kpa 。 材料信息： 本柱下独立基础采用C 40混凝土，HRB400级钢筋。差混凝土规范知： C45混凝土：t f =mm2 , c f = N/mm2 HRB400级钢筋：y f =360 N/mm2 计算简图 独立基础计算简图如下： 基础埋深的确定 基础埋深：d= 基顶荷载的确定 由盈建科输出信息得到柱的内力设计值： M=? N= KN V= 对应的弯矩、轴力、剪力标准值： M k =M/==? N k =N/== KN V k =V/== KN 初步估算基底面积 A 05 .120300011775.33?-=?-≥d r f F G a k =独立基础计算书
独立基础设计计算书
四桩基础计算书1
柱下独立基础课程设计
独立基础计算
桩基础课程设计-计算书
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柱下独立基础课程设计例题范本
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