墙下条形基础设计例题.doc

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bh=250500mm，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） 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 25 KN/m3屋面雪荷载及有关地区冻深 附表1地 点标准冻深Z0（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2.02.21.82.02.42.10.400.300.550.70 0.60 0.30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2.0）楼 面（教 室、试验室、阅览室）走 廊、门 厅、楼 梯厕 所、盥洗室0.52.02.52.5 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：45层0.7；68层为0.65。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一般粘性土地基承载力特征值fak(kpa) 附表 3ILe00.250.500.751.001.200.60(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 4标贯N3579111315fak110145180215250290325 粉土地基承载力特征值fak(kpa) 表 5标贯N3579101112131415fak105145185225245265285305325345砂土地基承载力特征值fak(kpa) 附表6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 7天然含水量W（%）36404550556575fak100908070605040三、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MU 20,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13天为荷载计算、地基与基础计算，三天内务必完成；第45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 件序号土层 指 标地下水位(m) 土的名称层厚mKN/m3土的名称层厚mKN/m3ds%p%l%EsN/mm2N土的名称层厚mKN/m3ds%p%l%EsN/mm2N1-7耕土0.616.3粘土6.418.02.72281937108细砂饱合319.02.6828-10152-7杂填土0.517.0粉土6.518.92.70252230128粘土319.52.723824.542.5973-6.5杂填土0.816.7粉质粘土5.718.12.74282234107淤泥土质3.517.52.704522423-4-8多年填土0.816.9粘土5.218.52.7230213997粉质粘土418.32.742822341075-6耕土0.516.2粉质粘土5.518.22.73292335107粘土419.62.7137.52442976-10填土0.616.1粘土518.32.7127183688粉土4.518.72.73252040877-9杂填土0.716粘土6.318.42.7226203787粉质粘土318.52.722723418108-7杂填土0.516.2粘土6.5182.73241938107淤泥3192.73025453-9-12耕土0.616粘土5.418.22.72201837108中砂418.62.6820-121510-10填土0.816.3粘土6.2182.7320203987粉土418.82.742018361010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 =2 m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0.6m。教室内设进深梁，梁的截面尺寸bh=250500mm，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）楼 面（教 室、试验室、阅览室）走 廊、门 厅、楼 梯厕 所、盥洗室0.52.02.52.5 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：45层0.7；68层为0.65。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推荐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2ILe00.250.500.751.001.200.60(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N3579111315fak110145180215250290325 粉土地基承载力特征值fak(kPa) 附表 -4标贯N3579101112131415fak105145185225245265285305325345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（%）36404550556575fak100908070605040二、设计目的1、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C10。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）荷载进深梁外纵墙墙下基础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1m宽为荷载计算单元。由上部结构传至基础设计标高0.00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0.5 m。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（查表7-4），然后计算基础最小埋深（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，内墙基础埋深不必考虑地基土冻胀的影响，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以及相应于荷载效应标准组合上层结构传至基础顶面的竖向力（即每延米荷载），按下式计算墙下条形基础宽度： （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，1.27N/mm2；HPB235钢筋，210N/mm2.。建筑场地工程地质条件，见附图-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Zo=2m,工程地质条件如附图-1所示： 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=4，冻胀等级为级，查表7-3，确定持力层土为冻胀性土，选择基础埋深=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=202.5 KPa按标准贯入试验锤击数N=6，查附表-3，=162.5KPa二者取较小者，取=162.5KPa2、第三层粘土地基承载力查附表-2， =135 KPa，按标准贯入锤击数查表-3，=145 KPa，二者取较小者，取=135 KPa。3 、修正持力层地基承载力特征值根据持力层物理指标=0.9， I=0.75，二者均小于0.85。查教材表4-2 0.3，1.6（五）计算上部结构传来的竖向荷载 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基础地基 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： 0.4KN/m21：3水泥沙浆20mm厚： 0.02 20=0.4KN/m21：10 水泥珍珠岩保温层（最薄处100mm厚找坡层平均厚120mm）： 0.224=0.88KN/m2改性沥青隔气层： 0.0.5KN/m21：3水泥沙浆20mm厚： 0.0220=0.4KN/m2钢混凝土空心板120mm厚： 1.88KN/m2混合沙浆20mm厚： 0.0217=0.34KN/m2恒载标准值： 4.35KN/m2恒载设计值： 1.24.35=5.22KN/m2屋面活载标准值 0.5KN/m2屋面活载设计值 1.40.5=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 0.0220=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 0.0217=0.34KN/m2恒载标准值 2.62KN/m2恒载设计值 1.22.62=3.14KN/m2楼面活载标准值（教室） 2.0KN/m2楼面活载设计值 1.42.00.65*=1.82KN/m2楼面总荷载标准值 20.65*+2.62=3.92KN/m2楼面总荷载设计值 5.94KN/m2注：0.65*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 250.250.5=3.13KN/m梁侧抹灰 170.020.52=0.34KN/m梁自重标准值 3.47KN/m梁自重设计值 1.23.47=4.16KN/m（4）墙体自重（注：窗间墙尺寸：2.1m2.4m）窗重 : 0.452.12.4=2.27KN浆砌机砖: 190.49（3.63.3-2.12.4）=63.86KN墙双面抹灰： 0.02（17+20）（3.63.3-2.12.4）=5.06KN 墙体自重标准值 71.19KN墙体自重设计值 1.271.19 = 85.43KN(5)基础顶面的竖向力= 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+3.9256.6/2+（3.476.6/2+71.19）3.36=230.9KN/m2、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）荷载进深梁内纵墙墙下基础地基走廊屋面（楼面）荷载(1)屋面荷载（同外纵墙） 4.85kN/m(2)楼面荷载（同外纵墙） 3.92 kN/m (3) 进深梁自重（同外纵墙） 3.47kN/m(4)墙体自重浆砌机砖: 190.373.63.3=83.52KN墙双面抹灰： 0.022173.63.3=8.08KN 墙体自重标准值 91.60KN墙体自重设计值 1.291.60 = 109.92KN(5)基础顶面的竖向力 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+ 屋面荷载 + 楼面荷载（层数-1）走廊开间/2 ，即：（4.85+3.925）6.6/2+（3.476.6/2+91.6）3.36+（4.85+3.925）2.7/2= 80.685+187.37+33.01=301.1KN/m3、山墙（墙厚0.49m）基础顶面的荷载，取轴山墙4.5m开间、1m宽为计算单元 (1) 屋面荷载（同外纵墙） 4.85 KN/m(2)楼面荷载（同外纵墙） 3.92 KN/m(3)墙体自重浆砌机砖: 190.493.6=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 1.236.18 = 43.42KN/m（5）基础顶面的竖向力=屋面荷载 + 楼面荷载（层数-1）开间/2+墙体自重层数，即：=4.85+3.9254.5/2+36.186= 272.09KN/m3、内横墙（墙厚0.24m）基础顶面的荷载，取1m宽为计算单元 (1) 屋面荷载（同外纵墙） 4.85 KN/m(2)楼面荷载（同外纵墙） 3.92 KN/m (3)墙体自重浆砌机砖: 190.243.6=16.42KN/m墙双面抹灰： 0.022173.6=2.45KN/m 墙体自重标准值 18.87KN/m墙体自重设计值 1.218.87= 22.64KN/m(4)基础顶面的竖向力= 屋面荷载 + 楼面荷载（层数-1）开间+墙体自重层数，即：=4.85+3.9253.3+18.896=194.3KN/m(四) 求基础宽度1、外纵墙基础m取m2、内纵墙基础m，取m3、山墙基础m，取1.9m4、内横墙基础m，取m(五) 计算基础底板厚度及配筋1、外纵墙基础 (1)地基净反力 kPa(2)计算基础悬臂部分最大内力 m ，kN.m kN 初步确定基础底版厚度 先按的经验值初步确定，然后再进行受剪承载力验算。 m取h=0.3m=300mm h0=300-40=260mm(3)受剪承载力验算NkN V=113.4kN基础底板配筋 mm 选用12130 mm（AS=870mm2）,分布钢筋选用8300 mm。2、内纵墙基础（1）地基净反力 kPa（2）计算基础悬臂部分最大内力mkN.m kN 初步确定基础底版厚度 先按的经验值初步确定，然后再进行受剪承载力验算。 m取m =mm ， mm.（3）受剪承载力验算N=231.14kNkN基础底板配筋mm 选用16130mm（mm2）,分布钢筋选用8300 mm。 3、山墙基础(1)地基净反力 kPa(2)计算基础悬臂部分最大内力 m ，kN.m kN 初步确定基础底版厚度 先按的经验值初步确定，然后再进行受剪承载力验算。 m取mmm mm(3)受剪承载力验算NkN kN基础底板配筋 mm 选用14150 mm（AS=1026mm2）,分布钢筋选用8300 mm。4、内横墙基础(1)地基净反力 kPa计算基础悬臂部分最大内力 m kN.m kN 初步确定基础底版厚度 先按的经验值初步确定，然后再进行受剪承载力验算。 m取m ， mm(2)受剪承载力验算N=186.69kN108.7kN基础底板配筋 mm 选用12140 mm（AS=808mm2）,分布钢筋选用8300 mm.。 (六)确定基础剖面尺寸，绘制基础底板配筋图1、 外纵墙基础剖面及底板配筋，详见附图-3。附图-3 外纵墙基础剖面图2、 内纵墙基础剖面及底板配筋详图，见附图-4。 附图-4 内纵墙基础剖面图3、 山横墙基础剖面及底板配筋图，见附图-5。附图-5 山横墙基础剖面图4、 内横墙基础剖面及底板配筋图，见附图-6。 附图-6 内横墙基础剖面图专业文档供参考，如有帮助请下载。