墙下条形基础设计例题

"0""0"目录课程设计任务书……………………1教学楼首层平面图…………………4工程地质条件表……………………5课程设计指导书……………………6教学楼首层平面大图………………19《地基与基础》课程设计任务书一、设计目的1、了解一般民用建筑荷载的传力途径，掌握荷载计算方法；2、掌握基础设计方法和计算步骤，明确基础有关构造；3、初步掌握基础施工图的表达方式、制图规定及制图基本技能。二、设计资料工程名称：中学教学楼，其首层平面见附图。建筑地点：标准冻深：Z0=地质条件：见附表序号工程概况：建筑物结构形式为砖混结构，采用纵横墙承重方案。建筑物层数为四六层,层高3.6m，窗高2.4m，室内外高差为0.6m。教室内设进深梁，梁截面尺寸bXh=250X500mm，其上铺钢筋混凝土空心板，墙体采用机制普通砖MU10,砂浆采用M5砌筑，建筑物平面布置详见附图。屋面作法：改性沥青防水层20mm厚1：3水泥砂浆找平层220mm厚（平均厚度包括找坡层）水泥珍珠岩保温层一毡二油（改性沥青）隔气层20mm厚1：3水泥砂浆找平层预应力混凝土空心板120mm厚（或180mm厚）20mm厚天棚抹灰（混合砂浆），刷两遍大白楼面作法：地面抹灰1：3水泥砂浆20mm厚钢筋混凝土空心板120mm厚（或180mm厚）天棚抹灰：混合砂浆20mm厚TOC\o"1-5"\h\z刷两遍大白材料重度：三毡四油上铺小石子（改性沥青）m2一毡二油（改性沥青）m2塑钢窗m2混凝土空心板120mm厚m2预应力混凝土空心板180mm厚m2水泥砂浆20KN/m3混合砂浆17KN/m3浆砌机砖19KN/m3水泥珍珠岩制品4KN/m3钢筋混凝土25KN/m3屋面雪荷载及有关地区冻深附表一1地点标准冻深Z（m）雪荷载标准值（KN/m2）

哈尔滨齐齐哈尔牡丹江佳木斯伊春大庆屋面、楼面使用活荷载标准值附表2类别标准值KN/m2备注说明不上人的屋面（上人的屋面）楼面（教室、试验室、阅览室）走廊、门厅、楼梯厕所、盥洗室墙、柱、基础计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数，按楼层活荷载折减系数为：4〜5层；6〜8层为。注：表中使用活荷载仅用于教学楼，黑龙江省建筑地基基础设计规范地基承载力特征值表天然含水量w（%）天然含水量w（%）364045ak50a556575f100908070605040淤泥及淤泥质土地基承载力特征值fk（kp）附表—7Iit|akIaIIak三、设计要求一般粘性土地基承载力特征值fk_（kp_）附表—3■||akaii0;:a^—a-(380)320250(200)(160)310275215170140120260240190150125105220210170135110100190180150120100一般粘性土地基承载力特征值f（kp?附表—4标贯N357ak9a111315f,110145180215250290325粉土地1基承载力特征值f.(kp)表一5标贯N357910ak11a12131415f105145185225245265285305325345砂土地基承载力特征值f（kp）附表一6标贯N土的名称10aka1530中砂、粗砂180250340粉砂、细砂1401802501、结构布置方案：中学教学楼结构类型为砖混结构，纵墙承重方案。2、基础方案：采用墙下钢筋混凝土条形基础3、基础材料：混凝土采用C20,钢筋采用HPB235级。（如四层教学楼也可采用毛石基础，毛石采用MU20,砂浆采用M5）。4、绘图要求：绘制2号图一张，包括基础平面布置图和基础剖面图，并编写施工说明绘图比例：基础平面布置图1：100；基础剖面图1：30。3、设计进度课程设计时间为一周。时间与进度安排：第1〜3天为荷载计算、地基与基础计算，三天内务必完成；第4〜5天绘制基础施工图。要求计算书内容清晰完整；并要求图面能清晰准确表达设计者意图，保证图面质量。工程地质条件《地基与基础》课程设计指导书——墙下条形基础一、设计资料工程名称：中学教学楼，首层平面见附图-3建筑地点：哈尔傧市标准冻深：Z0=2m地质条件：见附图-1工程概况：建筑物结构形式为砖混结构，采用纵横墙承重方案。建筑物层数为六层，层高3.6m,窗高2.4m，室内外高差为o.6m。教室内设进深梁，梁的截面尺寸bXh=250X500mm，其上铺钢筋混凝土空心板，墙体采用机制普通砖MU15,砂浆采用M5砌筑。屋面作法：改性沥青防水层20mm厚1：3水泥砂浆找平层220mm厚（平均厚度包括找坡层）水泥珍珠岩保温层一毡二油（改性沥青）隔气层20mm厚1：3水泥砂浆找平层预应力混凝土空心板120mm厚（或180mm厚）20mm厚天棚抹灰（混合砂浆），刷两遍大白楼面作法：地面抹灰1：3水泥砂浆20mm厚钢筋混凝土空心板120mm厚（或180mm厚）天棚抹灰：混合砂浆20mm厚刷两遍大白TOC\o"1-5"\h\z材料重度：三毡四油上铺小石子（改性沥青）m2一毡二油（改性沥青）m2塑钢窗m2混凝土空心板120mm厚m2预应力混凝土空心板180mm厚m2水泥沙浆20KN/m3混合沙浆17KN/m3浆砌机砖19KN/m3水泥珍珠岩制品4KN/m3屋面及楼面使用活荷载：屋面、楼面使用活荷载标准值附表—1类别标准值KN/m2备注说明

不上人的屋面（上人的屋面）楼面（教室、试验室、阅览室）走廊、门厅、楼梯厕所、盥洗室墙、柱、基础计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数，按楼层活荷载折减系数为：4〜5层；6〜8层为。标贯N357标贯N3579ak101112131415f105145185225245265285305325345f淤泥及淤泥质土地基承载力特征值f’kPa)附附表-6天然含水量W（%）364045ak50556575f100908070605040二、设计目的黑龙江省建筑地基基础设计规范推荐的地基承载力特征值一般粘性土地基承载力特F征值f(kp)附表一20"ak-a(380)320250(200)(160)310275215170140120260240190150125105220210170135110100190180150120100一般粘性土地基承载力特征值f.（kPa）附表-3标贯N357ak9111315f,110145180215250290325-4_—标贯N土的名称10ak1530中砂、粗砂180250340粉砂、细砂140180250ak1、了解砌体结构的受力特点及荷载传递途径；2、掌握荷载计算方法及浅基础设计步骤；3、明确基础有关构造要求；4、初步掌握基础施工图的表达方式、制图规定及制图基本技能。三、设计要求1、结构布置方案：中学教学楼结构类型为砖混结构，纵墙承重方案。2、基础类型及构造要求：采用墙下钢筋混凝土条形基础，混凝土采用C25，基础垫层混凝土采用CIO。基础底板钢筋采用HPB235级；其受力钢筋直径不宜小于10mm；间距不宜大于200mm，也不小于100mm。基础纵向分布钢筋的直径不小于8mm；间距不宜大于300mm。基础设垫层钢筋保护层不小于40mm。3、绘图要求：绘制2号图一张，包括基础平面布置图和基础剖面图，并编写施工说明绘图比例：基础平面布置图1：100；基础剖面图1：30。四、基础设计步骤（一）计算上部结构竖向荷载对于纵横墙承重方案，外纵墙荷载传递途径为：屋面（楼面）荷载f进深梁f外纵墙一墙下基础f地基计算上部结构传来的竖向荷载时，根据房屋结构承重方案的受力特点，合理地选择荷载计算单元，具体可分为以下两种情况：（1）对于有门窗洞的墙以及搁置进深大梁的承重墙，可取一个开间为计算单元。（2）对于无门窗洞的墙，可取lm宽为荷载计算单元。由上部结构传至基础设计标高±处的竖向荷载主要有：结构自重（屋面、楼面、墙体等）；屋面使用活荷载（注意：屋面使用活荷载与雪荷载二者不能同时考虑，取其较大者计算）以及楼面使用活荷载。（二）根据建筑物荷载大小、地基土质情况等，合理选择基础类型和材料。（三）根据工程地质条件、建筑物使用要求以及地下水影响等因素、确定基础埋深。首先根据工程地质条件，可初步选择基础持力层，建筑地基基础设计规范规定，基础埋深不得小于0.5m。对于寒冷地区，确定外墙基础埋深时，应考虑地基土冻胀的影响。主要根据持力层土质情况、冻前天然含水量、及冻结期间地下水位距冻结面的最小距离、平均冻胀率等因素，确定地基土的冻胀性（查表7-3）。再根据土的冻胀性、基础形式、采暖情况、基底平均压力，确定基底下容许残留冻土层厚度h（查表7-4）,然后计算基础最小埋深max（还需考虑土的类别、环境对冻深等因素的影响）即：选择外基础埋深时，要求基础埋深d>d，内墙基础埋深不必考虑地基土冻胀的影min响，可以适当浅埋。（四）根据工程地质条件，计算地基持力层和下卧层的承载力。如果地基下卧层是软弱土层（淤泥或淤泥质土），必须进行软弱下卧层承载力验算，并要求满足：（五）根据修正后的地基承载力特征值f以及相应于荷载效应标准组合上层结构传至基a础顶面的竖向力F（即每延米荷载），按下式计算墙下条形基础宽度：K（六）对于墙下钢筋混凝土条形基础，需根据抗剪强度条件确定基础高度（即底板厚度），同时还要考虑其构造要求。然后计算基础底板配筋。具体设计步骤与计算方法详见下面设计实例。五、墙下条形基础设计实例根据设计资料、工程概况和设计要求，教学楼采用墙下钢筋混凝土条形基础。基础材料选用C25混凝土，f二mm2；HPB235钢筋，f二210N/mm2。建筑场地工程地质条件，见附图ty-1所示。下面以外纵墙（墙厚0.49m）基础为例，设计墙下钢筋混凝土条形基础。（一）确定基础埋深已知哈尔滨地区标准冻深Z=2m,工程地质条件如附图-1所示：O杂瑕土粉质粘土\N/i-1hl*i-C>黏丄/=inKN/nsN=■扇附图-1建筑场地工程地质条件

根据建筑场地工程地质条件，初步选择第二层粉质粘土作为持力层。根据地基土的天然含水量以及冻结期间地下水位低于冻结面的最小距离为8m,平均冻胀率n=4，冻胀等级为III级，查表7-3，确定持力层土为冻胀性土，选择基础埋深d=1.6m。（二）确定地基承载力1、第二层粉质粘土地基承载力查附表-2,地基承载力特征值f=KPa按标准贯入试验锤击数N=6,查附表-3,f=aKaK二者取较小者，取f=aK2、第三层粘土地基承载力查附表-2,f=135KPa，按标准贯入锤击数查表-3，f=145KPa，二者取较小者,aKaK取f=135KPa。aK3、修正持力层地基承载力特征值根据持力层物理指标e=,IL=，二者均小于。查教材表4-2耳人二，耳二b（五）计算上部结构传来的竖向荷载FK对于纵横墙承重方案，外纵墙荷载传递途径为：屋面（楼面）荷载一进深梁一外纵墙一墙下基础一地基附图2教学楼某教室平面及外墙剖面示意图1、外纵墙（墙厚0.49m）基础顶面的荷载，取一个开间3.3m为计算单元（见附图-2）（1）屋面荷载恒载：改性沥青防水层：m21:3水泥沙浆20mm厚：x20=m21：10水泥珍珠岩保温层（最薄处100mm厚+找坡层平均厚120mm）：X4=m2改性沥青隔气层：0.0.5KN/m21：3水泥沙浆20mm厚：X20=m2TOC\o"1-5"\h\z钢混凝土空心板120mm厚：m2混合沙浆20mm厚：X17=m2恒载标准值：m2恒载设计值：X=m2屋面活载标准值m2屋面活载设计值X=m2屋面总荷载标准值+=m2屋面总荷载设计值+=m2

（2）楼面荷载恒载：地面抹灰水泥砂浆20mm厚X20=m2钢筋混凝土空心板120mm厚m2天棚抹灰混合砂浆20mm厚X17=m2恒载标准值m2恒载设计值X=m2楼面活载标准值（教室）m2楼面活载设计值XX*=m2楼面总荷载标准值2X*+=m2楼面总荷载设计值m2注：*为荷载规范4.1.2规定：设计墙、柱和基础时活荷载按楼层的折减系数（3）进深梁自重钢筋混凝土梁25XX=m梁侧抹灰17XXX2=m梁自重标准值m梁自重设计值X=m4）墙体自重（注：窗间墙尺寸：2.1mX2.4m)窗重:XX=浆砌机砖:19XX(X)=墙双面抹灰：X(17+20)XX=墙体自重标准值墙体自重设计值X=（5）基础顶面的竖向力FKF=[屋面荷载+楼面荷载x（层数-1）]X进深/2+（进深梁重X进深/2+墙体自重）K三开间X层数即：F=[+X5]X2+（X2+）三X6=mK2、内纵墙（墙厚0.37m）基础顶面的荷载，取一个开间3.3m为计算单元对于纵横墙承重方案，内纵墙荷载传递途径：屋面（楼面）荷载一进深梁'内纵墙一墙下基础一地基走廊屋面（楼面）荷载/（1）屋面荷载（同外纵墙）m2kN/m2kN/m2进深梁自重(同外纵墙)墙体自重浆砌机砖:墙双面抹灰：19XXX=X2X17XX=墙体自重标准值墙体自重设计值X=基础顶面的竖向力FKF=[屋面荷载+楼面荷载X(层数-1)]X进深/2+(进深梁重X进深/2+墙体自重)K三开间X层数+[屋面荷载+楼面荷载X(层数-1)]X走廊开间/2，即：F=(+X5)X2+(X2+)三X6+(+X5)X2=++=mK3、山墙(墙厚0.49m)基础顶面的荷载，取①轴山墙4.5m开间、lm宽为计算单元屋面荷载(同外纵墙)KN/m2楼面荷载(同外纵墙)KN/m2墙体自重浆砌机砖:19XX=m墙双面抹灰：X(17+20)X=m墙体自重标准值墙体自重设计值X=m(5)基础顶面的竖向力FKF=[屋面荷载+楼面荷载X(层数-1)]X开间/2+墙体自重X层数，即：KF=[+X5]X2+X6=mK3、内横墙(墙厚0.24m)基础顶面的荷载，取1m宽为计算单元屋面荷载(同外纵墙)KN/m2楼面荷载(同外纵墙)KN/m2墙体自重浆砌机砖:19XX=m墙双面抹灰：X2X17X=m墙体自重标准值m墙体自重设计值X=m基础顶面的竖向力FKF=[屋面荷载+楼面荷载X(层数-1)]X开间+墙体自重X层数，即：KF=[+X5]X+X6=mK(四)求基础宽度1、外纵墙基础230.9=1.48m取b=1.6m193.5—20x(1.6+罟)2、3、内纵墙基础b=Jf—aG2、3、内纵墙基础b=Jf—aG山墙基础b=Jf―丫-daG—193.5—20x(1.6+0.6)—2.01"，取取-2.山301.127209一0-—=1.75m,取1.9m193.5—20x(1.6+罗)内横墙基础b=Jfa-YG（五）计算基础底板厚度及配筋1、外纵墙基础（1）地基净反力P二-=1.35x230.9二194.82kPajb1.64、194.3^d~193.5—20x(1.6+0.6)—皿"，取取-1.4"（2）计算基础悬臂部分最大内力1.6—0.49ma==0.555m,12M二1Pa2二1x194.82x0.5552二41.792j12V二Pa=194.82x0.555二108.13kNj1初步确定基础底版厚度b先按h二的经验值初步确定，然后再进行受剪承载力验算。81.6T1.6T-=0.2m取h=0.3m=300mmh°=300-40=260mm受剪承载力验算0.70fbh=0.7x1.0x1.27x1000x260二231140N=231.14kN>V=hst0基础底板配筋A=MA=MS09hf41.79x1060.9x260x210=850mm2mm（A=870mm2），分布钢筋选用①8@300mm。2、内纵墙基础1）地基净反力

2.1P二-=1.35x301.1二193.5kPajb2.12)计算基础悬臂部分最大内力2.1-0.37a==0.865m111M二一Pa2二x193.5x0.8652二72.42j12V二Pa=193.5x0.865二167.4kNj1初步确定基础底版厚度b先按h二的经验值初步确定，然后再进行受剪承载力验算。8b2.1h===0.26m88取h=0.3m=300mm，h=300一40=260mm.受剪承载力验算0.7Pfbh=0.7x1.0x1.27x1000x260=231140N=>V=167.4kNhst072.4x72.4x106A===1473mm2s0.9hf0.9x260x2100y选用①16@130mm(A=1547mm2)，分布钢筋选用①8@300mm。s3、山墙基础(1)地基净反力1.9P=F=】・35x272・09=193.3kPajb1.9(2)计算基础悬臂部分最大内力1.9-1.9-0.492=0.705m11M=—Pa2=x193.3x0.7052=48.042j12V=Pa=193.3x0.705=136.27kNj1初步确定基础底版厚度b先按h=的经验值初步确定，然后再进行受剪承载力验算。8b1.9h===0.24m88取h=0.3m=300mmh=300