墙下条形基础设计例题

1、.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

2、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20 mm厚 1： 3 水泥砂浆找平层预应力混凝土空心板 120mm厚（或 180mm厚）20 mm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/m 2一毡二油（改性沥青）0.05KN/m 2塑钢窗0.45KN/m 2混凝土空心板 120mm 厚1.

3、88KN/m 2预应力混凝土空心板180mm 厚2.37KN/m 2水泥砂浆20KN/m 3混合砂浆17KN/m 3浆砌机砖19KN/m 3水泥珍珠岩制品4KN/m 3钢筋混凝土25 KN/m 3;.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/m 2 ）哈尔滨2.00.40齐齐哈尔2.20.30牡丹江1.80.55佳木斯2.00.70伊春2.40.60大庆2.10.30屋面、楼面使用活荷载标准值附表 2类别标准值 KN/m 2备注说明不上人的屋面（上人的屋面2.0）0.5墙、柱、基础计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数，楼 面（教 室、试验室、阅览室）2

4、.0按楼层活荷载折减系数为：走 廊、门 厅、楼 梯2.545 层 0.7 ；68 层为 0.65 。厕 所、盥洗室2.5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f ak(kp a)附表 3I L00.250.500.751.001.20e0.60(380)320250(200)(160)0.703102752151701401200.802602401901501251050.902202101701351101001.00190180150120100一般粘性土地基承载力特征值f ak (kp a )附表 4标贯 N357911

5、1315f ak110145180215250290325粉土地基承载力特征值 f(kp )表 5aka标贯 N3579101112131415f ak105145185225245265285305325345砂土地基承载力特征值f ak(kp a)附表 6标贯 N101530土的名称中砂、粗砂180250340粉砂、细砂140180250淤泥及淤泥质土地基承载力特征值f ak(kp a)附表 7天然含水量 W（ %）36404550556575f ak100908070605040;.;.土层序指标号地下水位 (m)土的名称工程地质条件层土层Es的dsplN厚名厚3称m3%2mKN/mKN

6、/mN/mm土层Es的 pl名厚KN/dsN称m%23N/ mmm1 -72 -73 -6.54 -85 -66 -107 -98 -79 -1210 -10耕土杂填土杂填土多年填土耕土填土杂填土杂填土耕土填土0.616.30.517.00.816.70.816.90.516.20.616.10.7160.516.20.6160.816.3粘土粉土粉质粘土粘土粉质粘土粘土粘土粘土粘土粘土6.418.02.722819371086.518.92.702522301285.718.12.742822341075.218.52.72302139975.518.22.73292335107518.32

7、.71271836886.318.42.72262037876.5182.732419381075.418.22.722018371086.2182.7320203987细砂319.02.6828-1015饱合粘土319.52.723824.542.597淤泥3.517.52.704522423-土质粉质418.32.74282234107粘土粘土419.62.7137.5244297粉土4.518.72.7325204087粉质318.52.72272341810粘土淤泥3192.73025453-中砂418.62.6820-1215粉土418.82.742018361010;.墙下条形基础

8、设计一、设计资料工程名称：中学教学楼建筑地点 ：河北省某市标准冻深 ： Z0 =2 m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 3.6 m，窗高 2.4 m，室内外高差为0.6 m。教室内设进深梁，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20 mm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20 mm厚 1： 3 水泥砂浆找平层预应力混凝土空心板 120mm厚（或 180mm厚

9、）20 mm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120mm1.88KN/m2厚预应力混凝土空心板180mm2.37KN/m2厚水泥沙浆20KN3/m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2备注说明KN/m不上人的屋面（上人的屋面2.

10、0 ）0.5墙、柱、基础计算截面以上各楼 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，河北省省某市建筑地基基础设计规范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 2I L00.250.500.751.001.20e0.60(380)320250(200)(160)0.703102752151701401200.802602401901501251050.902202101701351101001.0019018

11、0150120100一般粘性土地基承载力特征值fak(kPa)附表 -3标贯 N3579111315f ak110145180215250290325粉土地基承载力特征值fak(kPa)附表 -43579101112131415标贯 N105145185225245265285305325345f ak砂土地基承载力特征值fak(kPa)附表 -5标贯 N101530土的名称中砂、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（ %）36404550556575f ak100908070605040二、基础设计步骤（一）

12、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

13、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hm ax （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：dmaxzd hmax选择外基础埋深时，要求

14、基础埋深d d min ，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：pzpczf az（五）根据修正后的地基承载力特征值f a 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FK （即每延米荷载） ，按下式计算墙下条形基础宽度：bFKG .df a（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。三、墙下条形基础

15、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，ft2； HPB235钢筋，f y2 . 。建筑场地工程地质条件，1.27N/ mm210N/ mm见附图 -1 所示。下面以外纵墙（墙厚m0.49 ）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m8 ，平均冻胀率 =4，冻胀等级为级，查表7-3 ，确定持力层土

16、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I LP2419290.5L19eds(1)2.719.8 (10.24)118.71 0.75查附表 -2 ，地基承载力特征值f aK =202.5 KPa 按标准贯入试验锤击数N=6，查附表 -3 ，faK =162.5KPa 二者取较小者，取faK =162.5KPa2、第三层粘土地基承载力ds(1)2.79.8(10.29)0.9e1181I LP2921.531.50.75L21.5查附表 -2 ， f aK=135 KPa ，按标准贯入锤击数查表 -3 ， f aK =145 KPa，二者取较小者，

17、取 f aK =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e =0.9 ， I L =0.75 ，二者均小于 0.85 。查教材表 4-2b0.3 ，1.6m17 118.70.617.63KN / m31.6f af akd m (d0.5)162.51.617.63 (1.6 0.5) 193.5KPa（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0.49 ）基础顶面的荷载，取一个开间3.3 为计算单元（见附图-2 ）mm(1) 屋面荷

18、载恒载：改性沥青防水层：0. 4 KN/ m21： 3水泥沙浆20 mm 厚：mm0.0220=0.4KN/ m21： 10水泥珍珠岩保温层（最薄处找坡层平均厚mm100 厚120）：;.0.222× 4=0.88KN/ m改性沥青隔气层：0.0. 5 K N/ m21： 3 水泥沙浆20mm厚：0.02×20=0.4KN /m2钢混凝土空心板120mm1.88KN/m2厚：混合沙浆 20mm0.02× 17=0.34KN/m厚：2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. 5 KN/ m2屋面活载

19、设计值1. 4 × 0. 5 = 0. 7 KN/ m2屋面总荷载标准值4.35+0.5=4.85KN/2m屋面总荷载设计值5.22+0.7=5.92KN/m 2(2) 楼面荷载恒载：地面抹灰水泥砂浆20 mm 厚0. 0 2 × 2 0=0. 4KN/m 2钢筋混凝土空心板120 mm 厚1.88KN/m 2天 棚 抹 灰 混 合 砂 浆 2 0 mm 厚0. 02 × 1 7 = 0. 3 4 K N/ m2恒载标准值2. 6 2 K N/ m2恒载设计值1. 2 × 2. 6 2= 3. 14 K N/ m2楼面活载标准值（教室）2. 0 K N/

20、 m2楼面活载设计值1.4× 2.0 × 0.65* =1.82KN/m 2楼面总荷载标准值2 × 0. 6 5 * + 2. 6 2 =3. 9 2KN/m 2楼面总荷载设计值5. 9 4 KN/ 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25 × 0.2 5 × 0.5= 3.1 3KN/m梁侧抹灰1 7 × 0. 0 2 × 0. 5 × 2 = 0. 3 4 KN/ m梁自重标准值3.47KN/m梁自重设计值1.2×

21、 3.47=4.16KN /m（ 4）墙体自重（注：窗间墙尺寸：2.1 m×2.4 m）窗重 :0.45× 2.1 × 2.4=2.27KN浆砌机砖 :19× 0.49×（ 3.6 × 3.3-2.1 × 2.4 ） =63.86KN墙双面抹灰：0.02×（ 17+20）×（ 3.6 × 3.3-2.1 × 2.4 ）=5.06KN;.墙体自重标准值71.1 9KN墙体自重设计值1. 2× 71. 19 = 85.4 3KN(5) 基础顶面的竖向力 FKFK = 屋面荷载 +

22、 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：FK =4.85+3.92×5 × 6.6/2+ （ 3.47 × 6.6/2+71.19）÷ 3.3 × 6=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(2) 楼面荷载（同外纵墙）3.92 kN/m 2(3

23、)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 =83.5 2K N墙双面抹灰：0. 02× 2× 17×3.6× 3. 3=8. 08KN墙体自重标准值91. 6 0KN墙体自重设计值1.2 × 91.60 = 109.92KN(5) 基础顶面的竖向力 FKFK 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×（

24、层数 -1 ） ×走廊开间 /2，即：FK（ 4.85+3.92 × 5）× 6.6/2+（ 3.47 × 6.6/2+91.6）÷ 3.3 × 6+（ 4.85+3.92 ×5）× 2.7/2= 80.685+187.37+33.01=301.1KN/mmmm宽为计算单元3、山墙（墙厚 0.49 ）基础顶面的荷载，取轴山墙4.5 开间、 1(1)屋面荷载（同外纵墙）4.85 KN/m 2(2) 楼面荷载（同外纵墙）3.92KN/m 2(3) 墙体自重浆砌机砖 :19× 0.49 × 3.6=3

25、3.52KN墙双面抹灰：0.02 ×（ 17+20 ）× 3.6=2.66KN/m/m墙体自重标准值36.18KN墙体自重设计值1.2× 36.18 = 43.42KN（ 5）基础顶面的竖向力 FKFK = 屋面荷载 + 楼面荷载×（层数 -1 ） ×开间 /2+ 墙体自重×层数，即：FK =4.85+3.92× 5 × 4.5/2+36.18× 6= 272.09KN /m/m/m;.3、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(2)楼面

26、荷载（同外纵墙）3.92 KN/m 2(3)墙体自重浆砌机砖:19×0. 24×3. 6=16.4 2 KN/ m墙双面抹灰：0. 0 2 × 2 × 1 7 × 3. 6 = 2. 4 5 K N / m墙体自重标准值1 8.87 KN/m墙体自重设计值1. 2 × 1 8. 8 7 = 2 2. 6 4 KN/ m(4) 基础顶面的竖向力 FKFK = 屋面荷载 + 楼面荷载×（层数-1 ） ×开间 +墙体自重×层数，即：FK =4.85+3.92× 5 × 3.3+18.89 &

27、#215; 6=194.3KN /m( 四 )求基础宽度1、外纵墙基础Fk230.91.48m b1.6 mbf a Gd0.6取193.520 (1.6)22、内纵墙基础Fk301.1，取b 2.1mbd193.520 (1.62.01 mf aG0.6)3、山墙基础Fk272.09，取1.9 mbd1.75 mf aG193.520 (1.60.6)24、内横墙基础bFk194.31.30 m，取 b 1.4 md 193.5 20 (1.6f aG0.6)( 五 )计算基础底板厚度及配筋1、外纵墙基础(1) 地基净反力PjF1.35230.9194.82kPab1.6(2) 计算基础悬臂

28、部分最大内力a11.60.490.555 m ，2M1Pj a121194.82 0.555241.79 kN. m22;.V Pj a1194.82 0.555 108.13 kN初步确定基础底版厚度先按 hb的经验值初步确定，然后再进行受剪承载力验算。8b1 . 60 .2 mh8 8取 h=0.3m=300mm h0=300-40=260mm(3) 受剪承载力验算0.7 hsf t bh00.71.01.27 1000260 231140 N 231.14 kN V=113.4kN基础底板配筋AsM41.7910620.9850 mm0.9h0 f y260 210选用130（S2） ,

29、 分布钢筋选用8300 mm。12mm A =870mm2、内纵墙基础（ 1）地基净反力PjF1.35301.1193.5 kPab 2.1（ 2）计算基础悬臂部分最大内力a12.10.370.865 m21212kN.mM2Pj a12193.50.86572.4VPj a1193.50.865167.4 kN初步确定基础底版厚度先按 hb 的经验值初步确定，然后再进行受剪承载力验算。8hb2 .10 .26m88取 h0.3m =300， h300 40260mm.mm（ 3）受剪承载力验算0.7hs f t bh00.71.01.271000260 231140 N=231.14kN V 167.4 kN基础底板配筋AsM72.410620.9h0 f