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：Zo =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。建筑物层数为四层高，窗高，室内外高差为。教室内设进深梁，梁截面尺寸bx h=250X 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20mn厚1: 3水泥砂浆找平层

2、220mn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I80mn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20KN/m预应力混凝土空心板 180mm厚水泥砂浆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/m）哈尔滨 齐齐哈尔牡丹江佳木斯伊春大庆屋面、

3、楼面使用活荷载标准值附表一2类别标准值KN/m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：45层；6 8层为。注：表中使用活荷载仅用于教学楼，混合砂浆浆砌机砖水泥珍珠岩制品钢筋混凝土17KN/m19KN/m4KN/m25 KN/m黑龙江省建筑地基基础设计规范地基承载力特征值表般粘性土地基承载力特征值fak（kpa）附表一30(380)320250(200)(160)310275215170140120260240190150125105220210170135110

4、100190180150120100般粘性土地基承载力特征值fak（kpa）附表一4标贯N35791113151:ak110145180215250290325粉土地基承载力特征值 fak(kpa)表一5标贯N3579101112131415f ak105145185225245265285305325345砂土地基承载力特征值f ak(kp a)附表一6土的名称标贯N101530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)附表一7天然含水量W( %36404550556575f ak100908070605040工程地质条件序号Inm

5、土 的 名 称层厚m3KN/m土 的 名 称层厚m3KN/md(0%o p%o |%ES2N/mmN土 的 名 称层厚mKN/3 mds%o p%o l%Es2NrmN1-7耕土粘土281937108细砂饱合328-10152-7杂填土粉土252230128粘土338973杂填土粉质粘土282234107淤泥土质4522423-4-8多年填土粘土30213997粉质粘土42822341075-6耕土粉质粘土292335107粘土42442976-10填土粘土527183688粉土252040877-9杂填土16粘土26203787粉质粘土32723418108-7杂填土粘土1824193810

6、7淤泥3193025453-9-12耕土16粘土201837108中砂420-121510-10填土粘土1820203987粉土42018361010墙下条形基础设计一、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：Zo=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,高，窗高，室内外高差为。教室内设进深梁，梁的截面尺寸MU15b x h=250x 500mm其上铺钢筋混凝土空心板，墙体采用机制普通砖 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220mn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

7、气层20mm厚1: 3水泥砂浆找平层预应力混凝土空心板 I20mn厚 （或I80mn厚）20mn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 20 mm厚刷两遍大白2 材料重度：三毡四油上铺小石子（改性沥青）m一毡二油（改性沥青）m塑钢窗m2混凝土空心板120mm厚m预应力混凝土空心板i80mn厚2m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一1类别标准值KN/m备注说明不上人的屋面(上人的屋面)

8、 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：45层；6 8层为。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:般粘性土地基承载力特征值fak(kpa)附表一20(380)320250(200)(160)310275215170140120260240190150125105220210170135110100190180150120100一般粘性土地基承载力特征值fak(kPa)附表-3标贯N3579111315标贯 n3579 ii 131:ak1101451

9、80215250290325粉土地基承载力特征值fak（kPa）附表-4标贯N3579101112131415f ak105145185225245265285305325345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（ %36404550556575f ak100908070605040二、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 t进深梁t外纵墙t墙下基础 t地基计算上部结构传来的竖向

10、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土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

11、范规定，基础埋深不得小于 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hmax （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：maxZdmax选择外基础埋深时，要求基础埋深d > dmin，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

12、（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：Pz Pczaz（五）根据修正后的地基承载力特征值fa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:FkaG-d（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。二、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2 2用C25混凝土， ft mm HPB235钢筋，fy 210N/mm。建筑场地工程地质

13、条件，见附图 -1所示。下面以外纵墙（墙厚）基础为例，设计墙下钢筋混凝土条形基础。（一）确定基础埋深=-I,J=L =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地基土的天8 m平均冻胀率n =4，冻胀等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。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级为川级，查表 7-3，确定持力层土为冻胀性土，选择基础埋深d（二）确定地基承载力1、第二层粉质粘土地基承载力Il L0.529 19IlP0.7531.5 21.518.7)12.71 9.8 (1 0.24)10.75查附表-2 ,

14、地基承载力特征值faK = KPa按标准贯入试验锤击数N=6,查附表-3 , f二者取较小者，取faK2、第三层粘土地基承载力18e ds (1)12.7 9.8 (10.29)1。.9查附表-2 , faK =135 KPa，按标准贯入锤击数查表-3 , faK =145 KPa,二者取较小者,取 faK =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=, I L=,二者均小于。查教材表4-217 1 18.7 0.61.617.63KN /m3d m(d0.5)162.5 1.6 17.63 (1.6 0.5)193.5KPa（五）计算上部结构传来的竖向荷载Fk对于

15、纵横墙承重方案，外纵墙荷载传递途径为：屋面（楼面）荷载t进深梁t外纵墙t墙下基础t地基l:及t邀勺；対严r 5" g'.'I n ii I? r r 7；-：曰式西尸E欢遽娜itPQrrrr Si倉祥蛊附图2教学楼某教室平面及外墙剖面示意图1、外纵墙（墙厚）基础顶面的荷载，取一个开间为计算单元（见附图-2 ）（1）屋面荷载恒载：22 0= m改性沥青防水层:1 : 3水泥沙浆2 0 mm厚:1： 10水泥珍珠岩保温层（最薄处i00mn厚改性沥青隔气层：2 0 mm 厚：钢混凝土空心板 120 mm厚：混合沙浆20mm厚：找坡层平均厚120mm：2x 4=m:3水泥沙浆

16、2x 2 0 = m2m2x 1 7 = m恒载标准值：恒载设计值：屋面活载标准值屋面活载设计值x = m2屋面总荷载标准值屋面总荷载设计值（2）楼面荷载恒载：地面抹灰水泥砂浆2 0 mm厚钢筋混凝土空心板1 2 0 mm厚 天棚抹灰混合砂浆2 0 mm厚 恒载标准值恒载设计值楼面活载标准值（教室）楼面活载设计值2x 2 0 = m2m2x 1 7 = m2m2x = m2mx x *= m2楼面总荷载标准值楼面总荷载设计值注：*为荷载规范规定：设计墙、柱和基础时活荷载按楼层的折减系数进深梁自重2 5 X X :=m1 7 X X X 2 =m钢筋混凝土梁梁侧抹灰梁自重标准值m梁自重设计值x

17、= m（4 ）墙体自重（注：窗间墙尺寸：X）窗重 ：X X =浆砌机砖：1 9 X X(x )=墙双面抹灰：X ( 17 + 20 ) X(x )=墙体自重标准值墙体自重设计值X=基础顶面的竖向力 FkFk=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）十开间X层数 即：Fk =+ x5 x 2+ （x 2+）-x 6=m2、内纵墙（墙厚）基础顶面的荷载，取一个开间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T进深梁内纵墙T墙下基础T地基走廊屋面（楼面）荷载/（1）屋面荷载（冋外纵墙）m2（2）楼面荷载（冋外纵墙）kN/m2（3）进深梁

18、自重（同外纵墙）m墙体自重浆砌机砖：1 9 x x x =墙双面抹灰：X 2 X 1 7 X X =墙体自重标准值墙体自重设计值X =基础顶面的竖向力 FkFk 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） 十开间X层数+屋面荷载+楼面荷载X（层数-1 ） X走廊开间/2 ，即：Fk（ +X 5）X 2+ （X 2+）-X 6+ （ +X 5） X 2= += m3、山墙（墙厚）基础顶面的荷载，取轴山墙开间、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：1 9 X X = m墙双面抹灰：X （ 17 +

19、20 ） X = m墙体自重标准值墙体自重设计值（5）基础顶面的竖向力 FkFk=屋面荷载+楼面荷载X（层数-1 ） X开间/2+墙体自重X层数，即:Fk=+ X 5 X 2+X 6= m3、内横墙（墙厚）基础顶面的荷载，取1m宽为计算单兀（1）屋面荷载（冋外纵墙）KN/m2（2）楼面荷载（冋外纵墙）KN/m2墙体自重浆砌机砖：1 9 x x = m墙双面抹灰：x 2 x 1 7 x = m墙体自重标准值墙体自重设计值基础顶面的竖向力 fkFk=屋面荷载+楼面荷载x（层数-1 ） x开间+墙体自重x层数，即:Fk =+ x 5 x +x 6=m（四）求基础宽度1、外纵墙基础Fka G d1.4

20、8 m取 b 1.6 m230.906193.5 20 (1.6)22、内纵墙基础Fka G d301.1193.5 20 (1.6 0.6)2.01m取 b 2.1m3、山墙基础Fka G d272.091935 20 6 罟)1.75m4、内横墙基础Fka G d193.5194.320 (1.6 0.6)1.30 m,取 b 1.4m（五）计算基础底板厚度及配筋1、外纵墙基础（1）地基净反力Pj Fj b1.6194.82 kPa（2）计算基础悬臂部分最大内力0.555 m,21Pja121 194.822 j 20.555241.79Pja1 194.82 0.555108.13kN初

21、步确定基础底版厚度K先按h的经验值初步确定，然后再进行受剪承载力验算。8b 1 .6880.2 m取 h=300mm ho=3OO-4O=26Omm(3) 受剪承载力验算0.7 hsftbh00.7 1.0 1.27 1000 260231140 N 231.14kN >V=基础底板配筋AsM0.9h° fy641.79 100.9 260 210850 mrn9选用1230 mm( A=870mn),分布钢筋选用 8300 mm2、内纵墙基础(1) 地基净反力Pj1.35 301.12.1193.5 kPa(2) 计算基础悬臂部分最大内力a12.1 0.3720.865 mA

22、AM -Pia12- 193.5 0.865272.42 j 2VPj a1193.5 0.865 167.4 kN初步确定基础底版厚度先按hK的经验值初步确定，然后再进行受剪承载力验算。8 乙丄 0.26 m8 8取 h 0.3m =300mm,h 300 40 260mm.(3) 受剪承载力验算0.7 hsftbh。0.7 1.0 1.27 1000 260231140 N=> V 167.4 kN基础底板配筋AsM0.9h° fy672.4 100.9 260 2101473 mm选用16130mmAs 1547mm，分布钢筋选用 8300 mm3、山墙基础(1) 地基净反力Pi F 1.35 272.°9193.3 kPaJ b1.9(2) 计算基础悬臂部分最大内力1.90.49 门”怎a10.705m，21 2 1 2M -Pja1 193.3 0.70548.042 J2V Pja1193.3 0.705136.27 kN初步确定基础底版厚度K先按h的经验值初步确定