墙下条形基础设计例题

.“地基与根底“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、掌握根底设计方法和计算步骤，明确根底有关构造；3、初步掌握根底施工图的表达方式、制图规定及制图根本技能。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：Z=0地质条件：见附表序号工程概况：建筑物构造形式为砖混构造，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，室外高差为0.6m。教室设进深梁，梁截面尺寸b×h=250×500mm，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厚刷两遍大白材料重度：三毡四油上铺小石子〔改性沥青〕一毡二油〔改性沥青〕塑钢窗混凝土空心板120mm厚预应力混凝土空心板180mm厚水泥砂浆混合砂浆浆砌机砖水泥珍珠岩制品

0.4KN/m20.05KN/m20.45KN/m21.88KN/m22.37KN/m220KN/m317KN/m319KN/m34KN/m3钢筋混凝土

25KN/m3屋面雪荷载及有关地区冻深

附表—1地点

标准冻深Z〔m〕

雪荷载标准值〔KN/m2〕0.2.02.21.82.02.42.1屋面、楼面使用活荷载标准值类别标准值KN/m2不上人的屋面〔上人的屋面2.0〕0.5楼面〔教室、试验室、阅览室〕2.0走廊、门厅、楼梯2.5厕所、盥洗室2.5注：表中使用活荷载仅用于教学楼，

0.400.300.550.700.600.30附表—2备注说明墙、柱、根底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0.7；6～8层为0.65。省建筑地基根底设计规地基承载力特征值表一般粘性土地基承载力特征值f(kp)附表—3akaI00.250.500.751.001.20Le0.60(380)320250(200)(160)0.703102752151701401200.802602401901501251050.902202101701351101001.00190180150120100一般粘性土地基承载力特征值f(kp)附表—4aka标贯N3579111315f110145180215250290325ak粉土地基承载力特征值f(kp)表—5aka标贯N3579101112131415f105145185225245265285305325345ak砂土地基承载力特征值f(kp)附表—6标贯Naka土的名称101530中砂、粗砂180250340粉砂、细砂140180250淤泥及淤泥质土地基承载力特征值f(kp)附表—7aka天然含水量W〔%〕36404550556575f100908070605040ak.土层序指标号地下水位(m)-7-7-6.5-8-6-10-9-7-12-10

Ⅰ土层土的的名厚名称mKN/m3称耕土0.616.3粘土杂填0.517.0粉土土杂填0.816.7粉质土粘土多年0.816.9粘土填土耕土0.516.2粉质粘土填土0.616.1粘土杂填0.716粘土土杂填0.516.2粘土土耕土0.616粘土填土0.816.3粘土

工程地质条件Ⅱ厚dsωωpωlEsN%%%N/mm2mKN/m36.418.02.722819371086.518.92.702522301285.718.12.742822341075.218.52.72302139975.518.22.73292335107518.32.71271836886.318.42.72262037876.5182.732419381075.418.22.722018371086.2182.7320203987

Ⅲ土层的dsωωpωl名厚KN/%%%称mm3细砂319.02.6828----饱合粘土319.52.723824.542.5淤泥3.517.52.70452242土质粉质418.32.74282234粘土粘土419.62.7137.52442粉土4.518.72.73252040粉质318.52.72272341粘土淤泥3192.7302545中砂418.62.6820----粉土418.82.74201836

EsNN/mm210 157-10 77710--1510. >.墙下条形根底设计一、设计资料工程名称：中学教学楼建筑地点：省*市标准冻深：Z=2m0工程概况：建筑物构造形式为砖混构造，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，室外高差为0.6m。教室设进深梁，梁的截面尺寸b×h=250×500mm，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厚刷两遍大白材料重度：三毡四油上铺小石子〔改性沥青〕0.4KN/m2一毡二油〔改性沥青〕0.05KN/m2塑钢窗0.45KN/m2混凝土空心板120mm厚1.88KN/m2预应力混凝土空心板180mm厚2.37KN/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2.0〕0.5墙、柱、根底计算截面以上各楼面〔教室、试验室、阅览室〕2.0楼层活荷载总和的折减系数，走廊、门厅、楼梯2.5按楼层活荷载折减系数为：厕所、盥洗室2.54～5层0.7；6～8层为0.65。注：表中使用活荷载仅用于教学楼，.省省*市建筑地基根底设计规的地基承载力特征值：一般粘性土地基承载力特征值fak(kpa)附表—2I00.250.500.751.001.20Le0.60(380)320250(200)(160)0.703102752151701401200.802602401901501251050.902202101701351101001.00190180150120100一般粘性土地基承载力特征值fak(kPa)附表-3标贯N3579111315f110145180215250290325ak粉土地基承载力特征值fak(kPa)附表-4标贯N3579101112131415f105145185225245265285305325345ak砂土地基承载力特征值fak(kPa)附表-5标贯N土的名称101530中砂、粗砂180250340粉砂、细砂140180250淤泥及淤泥质土地基承载力特征值fak(kPa)附表-6天然含水量W〔%〕36404550556575f100908070605040二、根底ak设计步骤〔一〕计算上部构造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→进深梁→外纵墙→墙下根底→地基计算上部构造传来的竖向荷载时，根据房屋构造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1m宽为荷载计算单元。由上部构造传至根底设计标高±0.00处的竖向荷载主要有：构造自重〔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，合理选择根底类型和材料。〔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、确定根底埋深。.首先根据工程地质条件，可初步选择根底持力层，建筑地基根底设计规规定，根底埋深不得小于0.5m。对于寒冷地区，确定外墙根底埋深时，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、根底形式、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〕，然后计算根底最小埋深max〔还需考虑土的类别、环境对冻深等因素的影响〕即：选择外根底埋深时，要求根底埋深d＞d ，墙根底埋深不必考虑地基土冻胀的影响，min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〕，必须进展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构造传至根a底顶面的竖向力F 〔即每延米荷载〕，按下式计算墙下条形根底宽度：K〔六〕对于墙下钢筋混凝土条形根底，需根据抗剪强度条件确定根底高度〔即底板厚度〕，同时还要考虑其构造要求。然后计算根底底板配筋。具体设计步骤与计算方法详见下面设计实例。三、墙下条形根底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根底。根底材料选用C25混凝土，f1.27N/mm2；HPB235钢筋，f210N/mm2.。建筑场地工程地质条件，ty见附图-1所示。下面以外纵墙〔墙厚0.49m〕根底为例，设计墙下钢筋混凝土条形根底。〔一〕确定根底埋深地区标准冻深Z=2m,工程地质条件如附图-1所示：o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η=4，冻胀等.级为Ⅲ级，查表7-3，确定持力层土为冻胀性土，选择根底埋深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

=202.5KPa按标准贯入试验锤击数N=6，查附表-3，aKf

=162.5KPa二者取较小者，取

f

=162.5KPaaK

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，aK

aK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=0.9， I=0.75，二者均小于0.85。L查教材表4-20.3，1.6b〔五〕计算上部构造传来的竖向荷载 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→进深梁→外纵墙→墙下根底→地基附图2教学楼*教室平面及外墙剖面示意图1、外纵墙〔墙厚0.49m〕根底顶面的荷载，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：0.4KN/m21：3水泥沙浆20mm厚：0.0220=0.4KN/m21：10水泥珍珠岩保温层〔最薄处100mm厚找坡层平均厚120mm〕：0.22×4=0.88KN/m2m21：3水泥沙浆20mm厚：0.02×20=0.4KN/m2钢混凝土空心板120mm厚：1.88KN/m2混合沙浆20mm厚：0.02×17=0.34KN/m2————————————————————————————————————恒载标准值：4.35KN/m2恒载设计值：1.2×4.35=5.22KN/m2屋面活载标准值0.5KN/m2屋面活载设计值1.4×0.5=0.7KN/m2————————————————————————————————————屋面总荷载标准值4.35+0.5=4.85KN/m2屋面总荷载设计值5.22+0.7=5.92KN/m2(2)楼面荷载恒载：地面抹灰水泥砂浆20mm厚0.02×20=0.4KN/m2.钢筋混凝土空心板120mm厚1.88KN/m2天棚抹灰混合砂浆20mm厚0.02×17=0.34KN/m2恒载标准值2.62KN/m2恒载设计值1.2×2.62=3.14KN/m2楼面活载标准值〔教室〕2.0KN/m2楼面活载设计值1.4×2.0×0.65*=1.82KN/m2————————————————————————————————————楼面总荷载标准值2×0.65*+2.62=3.92KN/m2楼面总荷载设计值5.94KN/m2注：0.65*为荷载规4.1.2规定：设计墙、柱和根底时活荷载按楼层的折减系数进深梁自重钢筋混凝土梁25×0.25×0.5=3.13KN/m梁侧抹灰17×0.02×0.5×2=0.34KN/m————————————————————————————————————梁自重标准值3.47KN/m梁自重设计值1.2×3.47=4.16KN/m〔4〕墙体自重〔注：窗间墙尺寸：2.1m×2.4m〕窗重:0.45×2.1×2.4=2.27KN浆砌机砖:19×0.49×〔3.6××2.4〕=63.86KN墙双面抹灰：0.02×〔17+20〕×〔3.6××2.4〕=5.06KN————————————————————————————————————墙体自重标准值71.19KN墙体自重设计值1.2×71.19=85.43KN(5)根底顶面的竖向力FK=[屋面荷载+楼面荷载×〔层数-1〕]×进深/2+〔进深梁重×进深/2+墙体自重〕÷开间×层数即：=[4.85+3.92×5]×6.6/2+〔3.47×6.6/2+71.19〕÷3.3×6=230.9KN/mK2、纵墙〔墙厚0.37m〕根底顶面的荷载，取一个开间3.3m为计算单元对于纵横墙承重方案，纵墙荷载传递途径：屋面〔楼面〕荷载→进深梁↘纵墙→墙下根底→地基走廊屋面〔楼面〕荷载↗(1)屋面荷载〔同外纵墙〕4.85kN/m2(2)楼面荷载〔同外纵墙〕3.92kN/m2(3)进深梁自重〔同外纵墙〕3.47kN/m(4)墙体自重浆砌机砖:19×0.37×3.6×3.3=83.52KN墙双面抹灰：0.02×2×17×3.6×3.3=8.08KN.————————————————————————————————————墙体自重标准值91.60KN墙体自重设计值1.2×91.60=109.92KN(5)根底顶面的竖向力FK[屋面荷载+楼面荷载×〔层数-1〕]×进深/2+〔进深梁重×进深/2+墙体自重〕K÷开间×层数+[屋面荷载+楼面荷载×〔层数-1〕]×走廊开间/2，即：〔4.85+3.92×5〕×6.6/2+〔3.47×6.6/2+91.6〕÷3.3×6+〔4.85+3.92×5〕K×2.7/2=80.685+187.37+33.01=301.1KN/m3、山墙〔墙厚0.49m〕根底顶面的荷载，取①轴山墙4.5m开间、1m宽为计算单元(1)屋面荷载〔同外纵墙〕4.85KN/m(2)楼面荷载〔同外纵墙〕3.92KN/m(3)墙体自重

22浆砌机砖:19×0.49×3.6=33.52KN/m墙双面抹灰：0.02×〔17+20〕×3.6=2.66KN/m————————————————————————————————————墙体自重标准值 36.18KN/m墙体自重设计值 1.2×36.18=43.42KN/m〔5〕根底顶面的竖向力FK=[屋面荷载+楼面荷载×〔层数-1〕]×开间/2+墙体自重×层数，即：K=[4.85+3.92×5]×4.5/2+36.18×6=272.09KN/mK3、横墙〔墙厚0.24m〕根底顶面的荷载，取1m宽为计算单元(1)屋面荷载〔同外纵墙〕4.85KN/m(2)楼面荷载〔同外纵墙〕3.92KN/m(3)墙体自重

22浆砌机砖:19×0.24×3.6=16.42KN/m墙双面抹灰：0.02×2×17×3.6=2.45KN/m————————————————————————————————————墙体自重标准值 18.87KN/m墙体自重设计值 1.2×18.87=22.64KN/m(4)根底顶面的竖向力FK=[屋面荷载+楼面荷载×〔层数-1〕]×开间+墙体自重×层数，即：K=[4.85+3.92×5]×3.3+18.89×6=194.3KN/mK(四)求根底宽度1、外纵墙根底.bF230.9k1.48m取b1.6mfaGd193.520(1.60.6)22、纵墙根底bF301.12.01m，取b2.1mkG3、山墙根底bF272.09k1.75m，取1.9mfaGd193.520(1.60.6)24、横墙根底bFd194.31.30m，取b1.4mkG(五)计算根底底板厚度及配筋1、外纵墙根底(1)地基净反力PjF1.35230.9194.82kPab1.6(2)计算根底悬臂局部最大力1.60.490.555m，2112Pa212194.820.555241.79kN.mj1V Pa194.820.555108.13kN1初步确定根底底版厚度b先按h 8的经历值初步确定，然后再进展受剪承载力验算。b818.60.2m取h=0.3m=300mmh=300-40=260mm0(3)受剪承载力验算0.7fbh0.71.01.271000260231140N231.14kN＞V=113.4kNhst0根底底板配筋AM41.79106850mm2s0.9hf0.9260210y选用Φ12130mm〔AS=870mm2〕,分布钢筋选用Φ8300mm。2、纵墙根底〔1〕地基净反力.PF1.35301.1193.5kPajb2.1〔2〕计算根底悬臂局部最大力a2.10.370.865m1212Pa212193.50.865272.4kN.mj1V Pa193.50.865167.4kN1初步确定根底底版厚度b先按h 8的经历值初步确定，然后再进展受剪承载力验算。b2.10.26m88取h0.3m =300mm，〔3〕受剪承载力验算

h300

40

260mm.0.7

fbh

0.71.01.27

1000

260

231140

N=231.14kN＞V

167.4

kNhs

t

0根底底板配筋As

M0.9h

f

72.41060.9260210

1473mm

20 y选用Φ16130mm〔A 1547mm2〕,分布钢筋选用Φ8300mm。s3、山墙根底(1)地基净反力PjF1.35272.09193.3kPab1.9(2)计算根底悬臂局部最大力1.90.490.705m，2112Pa212193.30.705248.04kN.mj1V Pa193.30.70