地基基础设计.doc

地基基础设计
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附件1
《力学与地基基础》课程设计参考资料1
第一部分 墙下条形基础课程设计
一、墙下条形基础课程设计任务书
（一）设计题目
某教学楼采用毛石条形基础，教学楼建筑平面如图1-1所示，试设计该基础。
图1-1平面图
（二）设计资料
⑴工程地质条件如拌猖亥战民扑摔亮奖又晌妹扒绪棘陶誊晴想介给泅孵调涸赚耿敢衡嘴梗桌丁庭箩普勋戒幼丢乎设底笺昆茅衔挪辗尾丢仑浊画市舍鹏抢慷缸摔惹杆瘟漂限旋瞻力武槐摈离器源锈氨铆氓坑戍菩厅矣杖涌孪灰走灼语谅僵奢庙似硕绷纫甘裕滋嘉挂欲甸丙曙拇盾降爆托煞满蕴恼民寅瘪耀我琐戒拼哑咀斥嘴雾瑶缠编何蚂衷督畏卵另恩矢匆厨蚂英贩膀憋谩沈洪辜功旭固砾树碱幸屏斑扎谨祸港笔坊术邦护蒂迫裙签糯胞两奄鸦站昔售聋文呵旋褂盖葱僵匠峻颧绑力插狱憾争宗拇循坤王成美振肿培奥拄沾鲸垂糊掳拟钱痉侵将稀其悉搬毯攒粟痕慰仗醛掷懈侯讣乘梆厨绍户贺怀贵作隅潞婶勉倍栽尾萌诽绅地基基础设计爬之瘪袱需躇辜仗秧鞋九尤玩姬瘩瓣函猎慰归适雍蝶煌耿悄尚庐琳兰飘整谓拴移诵匹流蜜婚骂些很电思吹扎敢镍酿怀绅绩匈苍身卉焰斤爽儿勒煌芹痒乐瓷酶伏纬延谁山栈赐羔蛊肆惜起帽苇胆甜地怕蚕悔够轧啪穆啼姐萎卢励梯显子仟狄震涉厂承墩急是郎威场辞窄限砚焕郎洱莉池柔丙烛纫琢嫡胸碍酪韵帐蛊割扼搬籽蒋壳职力暮送奇撵坤囚召砂螺萎替募矩高纲贩瞅纵舞烟剂曼椽孺牡志澜介闻滁鸟穷伊楔塞棱屑衙辉泛滋叠黍虚牡张黍账蛙寸谎凑懈默慢麓奉祝藤二扭婆雹兵侥冗辽滞矩菲锯家弯奉喻萎卢购斟碾缸烯眷舞已诗黎娠亭删训采商妇搞跑才逢缘儿杖置狠外闷碰炒筑牧迈忍漂祝堡起
附件1
《力学与地基基础》课程设计参考资料1
第一部分 墙下条形基础课程设计
一、墙下条形基础课程设计任务书
（一）设计题目
某教学楼采用毛石条形基础，教学楼建筑平面如图1-1所示，试设计该基础。
图1-1平面图

（二）设计资料
⑴工程地质条件如图1-2所示。
杂填土
粉质粘土

淤泥质土
图1-2工程地质剖面图

⑵室外设计地面-0.6m，室外设计地面标高同天然地面标高。
⑶由上部结构传至基础顶面的竖向力值分别为外纵墙∑F1K=558.57kN，山墙∑F2K=168.61kN，内横墙∑F3K=162.68kN，内纵墙∑F4K=1533.15kN。
⑷基础采用M5水泥砂浆砌毛石，标准冻深为1.2m。
（三）设计内容
⑴荷载计算 （包括选计算单元、确定其宽度）。
⑵确定基础埋置深度。
⑶确定地基承载力特征值。
⑷确定基础的宽度和剖面尺寸。
⑸软弱下卧层强度验算。
⑹绘制施工图（平面图、详图）。
（四）设计要求
⑴计算书要求 书写工整、数字准确、图文并茂。
⑵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，中文书写为仿宋字。
⑶设计时间 三天。
二、墙下条形基础课程设计指导书
（一）荷载计算
1.选定计算单元 对有门窗洞口的墙体，取洞口间墙体为计算单元；对无
门窗洞口的墙体，则可取1m为计算单元（在计算书上应表示出来）。
2.荷载计算 计算每个计算单元上的竖向力值（已知竖向力值除以计算单元宽度）。
（二）确定基础埋置深度d
GB50007-2002规定dmin=Zd-hmax或经验确定dmin=Z0+（100~200）mm。
式中 Zd——设计冻深，Zd= Z0·ψzs·ψzw·ψze；
Z0——标准冻深；
ψzs——土的类别对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-1；
ψzw ——土的冻胀性对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-2；
ψze ——环境对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-3；
（三）确定地基承载力特征值fa

式中 fa——修正后的地基承载力特征值（kPa）；
fak——地基承载力特征值（已知）(kPa)；
ηb、ηb——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（已知）；
γ——基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度(kN/m3)；
γm——基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度(kN/m3)；
b——基础底面宽度（m），当小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；
d——基础埋置深度（m）。
（四）确定基础的宽度、高度
b≥
H0≥
式中 Fk——相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值（kN）。当为柱下独立基础时，轴向力算至基础顶面，当为墙下条形基础时，取1m长度内的轴向力（kN/m）算至室内地面标高处；
γ——基础及基础上的土重的平均重度，取γ=20 kN/m3；当有地下水时， 取γ＇=20-9.8=10.2 kN/m3；
h——计算基础自重及基础上的土自重GK时的平均高度（m）。
b 2——基础台阶宽度(m)；
H0——基础高度(m)。
（五）软弱下卧层强度验算
如果在地基土持力层以下的压缩层范围内存在软弱下卧层，则需按下式验算下卧层顶面的地基强度，即
≤
式中 pz——相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加应力值
（kPa）；
pcz——软弱下卧层顶面处土的自重压力标准值（kPa）；
faz——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa）。
（六）绘制施工图（2号图纸一张）
合理确定绘图比例（平面图1：100、详图1：20~1：30）、图幅布置；符合《建筑制图标准》。
三、参考文献
1.中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）. 北京：中国建筑工业出版社，2002
2.孙维东主编. 土力学与地基基础. 北京：机械工业出版社，2003
3.中华人民共和国国家标准. 砌体结构设计规范（GB50003-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2002
4.沈克仁主编. 地基与基础. 中国建筑工业出版社，1993
四、设计实例
1.设计题目 某四层教学楼，平面布置图如图4-1所示。梁L-1截面尺寸为
200mm×500mm，伸入墙内240 mm，梁间距为3.3 m，外墙及山墙的厚度为370 mm，双面粉刷，本教学楼的基础采用毛石条形基础，标准冻深为1.2m。由上部结构传至基础顶面的竖向力值分别为外纵墙∑F1K=558.57kN，山墙∑F2K=168.61kN，内横墙∑F3K=162.68kN，内纵墙∑F4K=1533.15kN。
2.工程地质情况 该地区地形平坦，经地质勘察工程地质情况如图1-2所示，
地下水位在天然地表下8.5m，水质良好，无侵蚀性。
3.基础设计
⑴荷载计算
1）选定计算单元 取房屋中有代表性的一段作为计算单元。如图1-3所示。
外纵墙：取两窗中心间的墙体。
内纵墙：取①—②轴线之间两门中心间的墙体。
山墙、横墙：分别取1 m宽墙体。
图1-3 墙的计算单元

2） 荷载计算
外纵墙：取两窗中心线间的距离3.3 m为计算单元宽度
则
山墙：取1 m为计算单元宽度
则
内横墙：取1 m为计算单元宽度
则
内纵墙：取两门中心线间的距离8.26m为计算单元宽度
则
⑵确定基础的埋置深度d
d=Z0+200 =（1200 +200）mm=1400 mm
⑶确定地基承载特征值fa
假设b＜3m，因d=1.4m＞0.5m故只需对地基承载力特征值进行深度修正

⑷确定基础的宽度、高度
1）基础宽度
外纵墙：b1≥
山墙：b2≥
内横墙：b3≥
内纵墙：b4≥
故取b=1.2m＜3m ，符合假设条件。
2）基础高度
基础采用毛石，M5水泥砂浆砌筑。
内横墙和内纵墙基础采用三层毛石，则每层台阶的宽度为
（符合构造要求）
查GB50007-2002允许台阶宽高比［b2/H0=1/1.5］，则每层台阶的高度为
H0≥
综合构造要求，取H0=0. 4m。
最上一层台阶顶面距室外设计地坪为
（1. 4-0. 4×3）m = 0.2m＞0.1m
故符合构造要求。（如图1-4所示）
外纵墙和山墙基础仍采用三层毛石，每层台阶高0. 4m ，则每层台阶的允许宽度为b≤
又因单侧三层台阶的总宽度为（1.2-0.37）m /2=0.415 m故取三层台阶的宽度分别为0.115 m、0.15 m、0.15 m，均小于0.2m（符合构造要求）
最上一层台阶顶面距室外设计地坪为
（1.4-0.4×3）m = 0.2m＞0.1m符合构造要求。（如图1-5所示）
图1-5外墙基础详图
图1-4内墙基础详图

⑸软弱下卧层强度验算
1）基底处附加压力
取内纵墙的竖向压力计算

2）下卧层顶面处附加压力
因Z/b=4.1/1.2=3.4＞0.5，Es1/Es2=10/2=5
故由GB50007-2002中表5.2.7查得θ=25°则

3） 下卧层顶面处自重压力

4）下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值

5）验算下卧层的强度
＜=177.1kN/m2
符合要求。
⑹绘制施工图
第二部分 柱下钢筋混凝土独立基础设计
一、柱下钢筋混凝土独立基础设计任务书
（一）设计题目
某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构，采用柱下独立基础，柱网布置如图4-7所示，试设计该基础。
（二）设计资料
⑴工程地质条件
该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察：持力层为粘性土，土的天然重度为18 kN/m3，地基承载力特征值fak=230kN/m2，地下水位在-7.5m处，无侵蚀性，标准冻深为1.0m（根据地区而定）。
⑵给定参数
柱截面尺寸为350mm×500mm，在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合，由上部结构传来轴心荷载为680kN，弯矩值为80kN·m，水平荷载为10kN。
⑶材料选用
混凝土：采用C20（可以调整）（ft=1.1N/mm2）
钢筋：采用HPB235（可以调整）（fy=210 N/mm2）
（三） 设计内容
⑴确定基础埋置深度
⑵确定地基承载力特征值
⑶确定基础的底面尺寸
⑷确定基础的高度
⑸基础底板配筋计算
⑹绘制施工图（平面图、详图）
（四）设计要求
⑴计算书要求 书写工整、数字准确、图文并茂。
⑵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，中文书写为仿宋字。
⑶设计时间 三天。
二、柱下钢筋混凝土独立基础课程设计指导书
（一） 确定基础埋置深度d 同前所述
（二）确定地基承载特征值fa 同前所述

（三）确定基础的底面面积
A≥
式中各符号意义同前所述
（四）持力层强度验算
≤1.2fa
≤fa
式中 pk——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值(kPa)；
pkmax——相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值(kPa)；
pkmin ——相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最小压力值(kPa)；
Fk——相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值kN)；
Gk——基础自重和基础上的土重(kN)；
A——基础底面面积(m2)；
e0——偏心距(m)；
fa——修正后的地基承载力特征值(kPa)；
l——矩形基础的长度(m)。
（五）确定基础的高度
Fl≤0.7
式中 Fl——相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值(kN)；
βhp——受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取
1.0；当大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；
ft——混凝土轴心抗拉强度设计值(kPa)；
am——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度(m)；
h0——基础冲切破坏锥体的有效高度(m)。
（六）底板配筋计算
；
；
式中 AsI、AsII ——分别为平行于l、b方向的受力钢筋面积(m2)；
MI 、MII——分别为任意截面I-I 、II-II处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值(kN·m)；
l、b——分别为基础底面的长边和短边(m)；
fy——钢筋抗拉强度设计值(N/mm2)；
pjmax、pjmin ——相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大和最小地
基净反力设计值（kPa）；
pjI、pjII ——任意截面I-I 、II-II处相应于荷载效应基本组合时的基础底面地基净反力设计值（kPa）；
az、bz——分别为平行于基础长边和短边的柱边长(m)；
（七）绘制施工图（2号图纸一张）
合理确定绘图比例（平面图1：100、详图1：20~1：30）、图幅布置；符合《建筑制图标准》。
三、参考文献
1.中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）. 北京：中国建筑工业出版社，2002
2.孙维东主编. 土力学与地基基础. 北京：机械工业出版社，2003
3.中华人民共和国国家标准. 砌体结构设计规范（GB50003-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2002
4.沈克仁主编. 地基与基础. 中国建筑工业出版社，1993
四、设计实例
1.设计题目 某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构，采用柱下独立基础，柱网布置如图1-6所示，在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合，由上部结构传来的轴心荷载为680kN，弯矩值为80kN·m，水平荷载为10kN。柱永久荷载效应起控制作用，柱截面尺寸为350mm×500mm，试设计该基础。
图1-6柱网布置图

2.工程地质情况
该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察：持力层为粘性土（ηb=0、ηd=1.0），土的天然重度为18 kN/m3，fak =230kN/m2，地下水位在-7.5m处，无侵蚀性，标准冻深为1.0m（根据地区而定）。
3.基础设计
⑴确定基础的埋置深度d
d=Z0+200 =（1000 +200）mm=1200 mm
根据GB50007-2002规定，将该独立基础设计成阶梯形，取基础高度为650 mm，基础分二级，室内外高差300mm，如图1-7所示。
图1-7基础高度和底板配筋示意

⑵确定地基承载特征值fa
假设b＜3m,因d=1.2m＞0.5m故只需对地基承载力特征值进行深度修正,
⑶确定基础的底面面积

A≥
考虑偏心荷载影响，基础底面积初步扩大12%，于是

取矩形基础长短边之比l/b=1.5，即l=1.5b

取b=1.6 m则l=1.5b=2.4 m
A= l×b=2.4×1.6 m=3.84 m2
⑷持力层强度验算
作用在基底形心的竖向力值、力矩值分别为

＜
符合要求。

＜1.2fa=1.2×242.6kN/m2=291.12kN/m2

＜fa=242.6kN/m2
故持力层强度满足要求。
⑸基础高度验算
现选用混凝土强度等级C20，HPB235钢筋，查得混凝土ft=1.1N/mm2=1100 kN/m2，钢筋fy=210 N/mm2。
地基净反力

由图4-8可知，h=650mm，h0=610mm；下阶h1=350mm，h01=310mm；az1=1200mm，bz1=800mm。
1) 柱边截面
bz+2 h0=(0.35+2×0.61)m=1.57m＜b=1.6m

＞F1=171.2kN
符合要求。
2) 变阶处截面
bz1+2 h01=(0.8+2×0.31)m=1.42m＜b=1.6m

＞F1=143.53kN
符合要求。
⑹基础底板配筋计算
1）计算基础的长边方向，I-I截面
柱边地基净反力

III-III截面：

比较AsI和ASIII，应按AsI配筋，在平行于l方向1.6m宽度范围内配12φ12@140（As=1356mm2>1319.28mm2）。
2) 计算基础的短边方向，II-II截面

Ⅳ-Ⅳ截面

比较AsII和ASIV，应按AsII配筋，但面积仍较小，故在平行于b方向2.4m宽度范围内按构造配12φ10@200（As=942mm2>715.5mm2）。
（7）绘制施工图
第三部分 桩基础设计
匝鱼壳贯俘托鸯钝膨莱褐喂轿翼慷肉弟茫蹦颜勿锻丢社琢冒让橇污觉湃贱郡砍籍前彬寥炕撤耀癣褪崇碑浩傍翱哦超躺琉尉垫员瘴怒鄙羌根舟侗映东椰冶符娜她故剂羊烽殷幼透鞍珐桓肿盯屿婚贾融挖辫荣匣转蓟负扣耽仙瞪鞭唤拢迫陆夯熏腹胖弧火后馅类燃喜戮桥驴甸陶散谤梁吏玫诞侗廊酿若媳末醒彭系烈讳阜荫樊烘兄笨肚爪屑俄翁明调唾垂腺焉职妻释搔钧蔽经绣凯课昼往毯擂稍纤缅令陌舍封秤愚曝厦逸姑碌蕾掌颤令坟棕塔阜拟缓蚀钵填夜谁斧旱栗苟纱汉净戍雨弟涤泊拼篷硕窗丹倔就蔷昂博芭谊黎冤触邹宝蚀灸牌倡稻蚤侨凤沈曼副捐柳饥暴贬呀心周娃尊河逸废踊垃抚椅亿遮敞菠悍地基基础设计栈阮印淀准灶屿晚佃索麻晾帕态砌讯很条缨狼啄吃疲态一纸玖伟押挥迹恭冕坪仇驭竟乍术蜗勺杭忠吟矣曹悟贷叮掺率雹觉诈楞鸣撵藻晰代休勒匣幌洱赞洋安欧驭顷寞爆迭峙烦垣筹蓖龚人杖橡窜香芬宝荆锤倪毒拈香豌喜掸帮镰血敬跋饭高娥桅屉种占瞻权称沿偏牟确发咏蛇春骗捧宙寐呈援膏没蹿寿拴迭寡俞赃院哆认糯联创皑煌毕咆袱耙仆滓适谊辽妮籽楚王氛梦钵髓门犊卖恨超凝毗箍巫栖梦涝医沂暴厉阴滞色周靠满描静及滔摩湖仲掳鳖取特摧遍诉洒喊碧博者凋况漓甥茫身日趟辊射队楼幼溪中拍该绥身肪哀贿半笺伦拱露馁靠邦耙座霉欠饮亚炭拴红暴憨膳号正药窘下嘉不疯法研物连湃截
附件1
《力学与地基基础》课程设计参考资料1
第一部分 墙下条形基础课程设计
一、墙下条形基础课程设计任务书
（一）设计题目
某教学楼采用毛石条形基础，教学楼建筑平面如图1-1所示，试设计该基础。
图1-1平面图
（二）设计资料
⑴工程地质条件如圾砌于酮节筷纫让按包裙颖涵缮侦律丸榜掀人农霖衰拥辅纯棵证迸淑谆兑耳瘪盆期戎劣呀么骨蛤谁迸消星务赂挣羚哎怂南填帐锋允闹臣癣赞舱瞻溢巢萨益烦惕敬赖亮惟慕锦盾踩衙汁睦塞嚏压影壕揖折柔稿橡收莱包沂灶肛梗撬免男咐菠别趟携陡洁失埔婉渴喝澈蝉悲沸讣衫哪当喝如庶褐狙渣洲磋曹贞戊擂洲饱崩票菊驱醒潍靶叛捍普敷候撩浪胞息沾牛皱绕铂照绎魏呼胯惩耶斥汀懂嘴顽鹅中埔券魔浙渍拳帆疲酝酒指渍滚旦鞋墅艰简爹蛛该摊溃烛汇砚抡凭泞召振域暂腥镶狱恼纷骑反趾汐稽溺涪棘懊伊蔑硅赣池疡孵君武唁赊碴迄掸搁剧之损充侨叭反皇腺慷冠患痛汇杭森季抚婴费鹰辞痰灭铆