墻下條形基礎設計例題

1、地基與基礎課程設計任務書一、設計目的1、了解一般民用建筑荷載的傳力途徑，掌握荷載計算方法；2、掌握基礎設計方法和計算步驟，明確基礎有關(guān)構(gòu)造；3、初步掌握基礎施工圖的表達方式、制圖規(guī)定及制圖基本技能。二、設計資料工程名稱：中學教學樓，其首層平面見附圖。建筑地點：標準凍深：Zo =地質(zhì)條件：見附表序號工程概況：建筑物結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu)，采用縱橫墻承重方案。建筑物層數(shù)為四六層,層高3.6m，窗高2.4m，室內(nèi)外高差為0.6m。教室內(nèi)設進深梁，梁截面尺寸 bx h=250x 500mm ,其上鋪鋼筋混凝土空心板， 墻體采用機制普通磚 MU10 , 砂漿采用M5砌筑，建筑物平面布置詳見附圖。屋面作法：改

2、性瀝青防水層20mn厚 1: 3水泥砂漿找平層220mn厚 （平均厚度包括找坡層）水泥珍珠巖保溫層一氈二油（改性瀝青）隔氣層20mm厚 1: 3水泥砂漿找平層預應力混凝土空心板 I20mn厚 （或I80mn厚）20mn厚天棚抹灰（混合砂漿），刷兩遍大白樓面作法：地面抹灰1: 3水泥砂漿20mm厚鋼筋混凝土空心板 120mm厚（或180mm厚）天棚抹灰：混合砂漿 20mm厚刷兩遍大白材料重度：三氈四油上鋪小石子（改性瀝青）0.4KN/m2一氈二油（改性瀝青）0.05KN/m2塑鋼窗0.45KN/m2混凝土空心板 120mm厚1.88KN/m 2預應力混凝土空心板180mm厚2.37KN/m 2水

3、泥砂漿20KN/m 3混合砂漿17KN/m3漿砌機磚19KN/m3水泥珍珠巖制品4KN/m3鋼筋混凝土25 KN/m 3地點標準凍深Zo (m)雪荷載標準值(KN/m2)哈爾濱2.00.40齊齊哈爾2.20.30牡丹江1.80.55佳木斯2.00.70伊春2.40.60大慶2.10.30屋面、樓面使用活荷載標準值附表一2類別標準值KN/m2備注說明不上人的屋面(上人的屋面2.0)0.5墻、柱、基礎計算截面以上各 樓層活荷載總和的折減系數(shù)，樓面(教室、試驗室、閱覽室)2.0按樓層活荷載折減系數(shù)為：走廊、門廳、樓梯2.545層0.7 ; 68層為0.65。廁所、盥洗室2.5注：表中使用活荷載僅用于

4、教學樓，黑龍江省建筑地基基礎設計規(guī)范地基承載力特征值表般粘性土地基承載力特征值fak(kpa)附表一3X00.250.500.751.001.200.60(380)320250(200)(160)0.703102752151701401200.80260240P 1901501251050.902202101701351101001.00190180150120100般粘性土地基承載力特征值fak(kpa)附表一4標貫N3579111315f ak110145180215250290325粉土地基承載力特征值 fak(kpa)表一5標貫N3579101112131415f ak10514518

5、5225245265285305325345砂土地基承載力特征值f ak(kp a)附表一6標貫 N 土的名稱101530中砂、粗砂180250340粉砂、細砂140180250淤泥及淤泥質(zhì)土地基承載力特征值fak(kpa)附表一7天然含水量W( %36404550556575f ak100908070605040底層平而圖工程地質(zhì)條件序號土層指X標地下水位(m) Inm土的名稱層厚m3KN/m土的名稱層厚m3KN/mct(0%o p%o l%ESN/mrriN土的名稱層厚mKN/3 mds%o p%o l%EsNrmN1-7耕土Q616.3粘土6418.02.72281937108細砂 飽合

6、319.02.6828-10152-7雜填 土Q517.0粉土6518.92.70252230128粘土319.52.723824.542.5973-6.5雜填 土0816.7粉質(zhì) 粘土5718.12.74282234107淤泥 土質(zhì)3517.52.704522423-4-8多年 填土0816.9粘土5218.52.7230213997粉質(zhì) 粘土418.32.742822341075-6耕土Q516.2粉質(zhì) 粘土5518.22.73292335107粘土419.62.7137.52442976-10填土Q616.1粘土518.32.7127183688粉土4518.72.73252040877

7、-9雜填 土0716粘土6318.42.7226203787粉質(zhì) 粘土318.52.722723418108-7雜填 土Q516.2粘土65182.73241938107淤泥3192.73025453-9-12耕土0616粘土5418.22.72201837108中砂418.62.6820-121510-10填土0816.3粘土62182.7320203987粉土418.82.742018361010墻下條形基礎設計一、設計資料 工程名稱：中學教學樓 建筑地點 ：河北省某市 標準凍深 ：Z0 =2 m工程概況 ：建筑物結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu)，采用縱橫墻承重方案。建筑物層數(shù)為六層，層高3.6 m窗高

8、2.4 m室內(nèi)外高差為0.6 m教室內(nèi)設進深梁，梁的截面尺寸 b X h=250X 500mm其上鋪鋼筋混凝土空心板，墻體采用機制普通磚MU15砂漿采用M5砌筑。屋面作法 ：改性瀝青防水層20mm厚 1: 3水泥砂漿找平層220mn厚 （平均厚度包括找坡層）水泥珍珠巖保溫層 一氈二油（改性瀝青）隔氣層20mm厚 1: 3水泥砂漿找平層預應力混凝土空心板 I20mn厚（或I80mn厚）20mn厚天棚抹灰（混合砂漿），刷兩遍大白樓面作法：地面抹灰1： 3水泥砂漿20mm厚鋼筋混凝土空心板 120mm厚（或180mm厚）天棚抹灰：混合砂漿 20 mm厚 刷兩遍大白材料重度： 三氈四油上鋪小石子（改性

9、瀝青）0.4KN/m2一氈二油（改性瀝青）0.05KN/m22塑鋼窗0.45KN/m2混凝土空心板120mm厚1.88KN/m2預應力混凝土空心板 180mm厚2.37KN/m3水泥沙漿20KN/m混合沙漿17KN/m3漿砌機磚19KN/m3水泥珍珠巖制品4KN/m3屋面及樓面使用活荷載:屋面、樓面使用活荷載標準值附表一1類別標準值KN/m備注說明不上人的屋面 (上人的屋面2.0 )0.5墻、柱、基礎計算截面以上各樓面(教室、試驗室、閱覽室)2.0樓層活荷載總和的折減系數(shù)，走廊、門廳、樓梯2.5按樓層活荷載折減系數(shù)為：廁所、盥洗室2.545層0.7 ;68層為0.65。注：表中使用活荷載僅用于

10、教學樓,河北省省某市建筑地基基礎設計規(guī)范的地基承載力特征值:般粘性土地基承載力特征值fak(kpa)附表一200.250.500.751.001.200.60(380)320250(200)(160)0.703102752151701401200.802602401901501251050.902202101701351101001.00190180150120100般粘性土地基承載力特征值fak(kPa)附表-3標貫N3579111315f ak110145180215250290325粉土地基承載力特征值fak(kPa)附表-4標貫N3579101112131415f ak10514518

11、5225245265285305325345砂土地基承載力特征值fak(kPa)附表-5標貫 N土的名稱J101530中砂、粗砂180250340粉砂、細砂140180250淤泥及淤泥質(zhì)土地基承載力特征值fak(kPa)附表-6天然含水量W( %36404550556575f ak100908070605040二、基礎設計步驟(一) 計算上部結(jié)構(gòu)豎向荷載對于縱橫墻承重方案，外縱墻荷載傳遞途徑為：屋面(樓面)荷載 t進深梁t外縱墻t墻下基礎 t地基計算單元，具體可分為以下兩種情況：（1）對于有門窗洞的墻以及擱置進深大梁的承重墻，可取一個開間為計算單元。（2）對于無門窗洞的墻，可取 1m寬為荷載計

12、算單元。由上部結(jié)構(gòu)傳至基礎設計標高土0.00處的豎向荷載主要有：結(jié)構(gòu)自重（屋面、樓面、墻體等）；屋面使用活荷載（注意：屋面使用活荷載與雪荷載二者不能同時考慮，取其較大者計算）以及樓面使用活荷載。（二）根據(jù)建筑物荷載大小、地基土質(zhì)情況等，合理選擇基礎類型和材料。（三）根據(jù)工程地質(zhì)條件、建筑物使用要求以及地下水影響等因素、確定基礎埋深。首先根據(jù)工程地質(zhì)條件，可初步選擇基礎持力層， 建筑地基基礎設計規(guī)范規(guī)定，基礎埋深不得小于0.5 m對于寒冷地區(qū)，確定外墻基礎埋深時，應考慮地基土凍脹的影響。主要 根據(jù)持力層土質(zhì)情況、凍前天然含水量、及凍結(jié)期間地下水位距凍結(jié)面的最小距離、平均凍脹率等因素，確定地基土的

13、凍脹性（查表7-3 ）。再根據(jù)土的凍脹性、基礎形式、采暖情況、基底平均壓力，確定基底下容許殘留凍土層厚度hmax （查表7-4），然后計算基礎最小埋深（還需考慮土的類別、環(huán)境對凍深等因素的影響）即：maxZdmax選擇外基礎埋深時，要求基礎埋深d dmin，內(nèi)墻基礎埋深不必考慮地基土凍脹的影響，可以適當淺埋。（四）根據(jù)工程地質(zhì)條件，計算地基持力層和下臥層的承載力。如果地基下臥層是軟弱 土層（淤泥或淤泥質(zhì)土），必須進行軟弱下臥層承載力驗算，并要求滿足：Pz Pcz faz（五）根據(jù)修正后的地基承載力特征值fa以及相應于荷載效應標準組合上層結(jié)構(gòu)傳至基g .d礎頂面的豎向力 Fk （即每延米荷載），

14、按下式計算墻下條形基礎寬度:fa（六）對于墻下鋼筋混凝土條形基礎，需根據(jù)抗剪強度條件確定基礎高度（即底板厚度）同時還要考慮其構(gòu)造要求。然后計算基礎底板配筋。具體設計步驟與計算方法詳見下面設計 實例。三、墻下條形基礎設計實例根據(jù)設計資料、工程概況和設計要求，教學樓采用墻下鋼筋混凝土條形基礎。基礎材料選. 2 2用C25混凝土， ft 1.27N/mm HPB235鋼筋，fy 210N/mm。建筑場地工程地質(zhì)條件,見附圖-1所示。下面以外縱墻（墻厚 0.49 m基礎為例，設計墻下鋼筋混凝土條形基礎。 （一）確定基礎埋深已知哈爾濱地區(qū)標準凍深Zo=2m,工程地質(zhì)條件如附圖-1所示：粉質(zhì)粘土=,.ii

15、.-土人L= fla- . iE =- if黏土= r KN/ri1 鼻-1 J IE =1, i i附圖-1建筑場地工程地質(zhì)條件根據(jù)地基土的天8m平均凍脹率n =4，凍脹等根據(jù)建筑場地工程地質(zhì)條件，初步選擇第二層粉質(zhì)粘土作為持力層。 然含水量以及凍結(jié)期間地下水位低于凍結(jié)面的最小距離為級為川級，查表 7-3，確定持力層土為凍脹性土，選擇基礎埋深d=1.6 m（二）確定地基承載力1、第二層粉質(zhì)粘土地基承載力Il L竺上0.529 19)12.71 9.8 (1 0.24)10.7518.7查附表-2，地基承載力特征值faK =202.5 KPa按標準貫入試驗錘擊數(shù)N=6查附表-3，faK =16

16、2.5KPa 二者取較小者，取faK =162.5KPa2、第三層粘土地基承載力2.7 9.8 (10.29)10 918Il LP 2931.5 21.5查附表-2 , faK =135 KPa，按標準貫入錘擊數(shù)查表-3 , faK =145 KPa,二者取較小者,取 faK =135 KPa。3、修正持力層地基承載力特征值根據(jù)持力層物理指標e=0.9 , I l=0.75，二者均小于0.85。查教材表4-2 b 0.3，1.6d m(d17 1 18.7 0.61.617.63KN /m30.5)162.5 1.6 17.63 (1.6 0.5)193.5KPa（五）計算上部結(jié)構(gòu)傳來的豎向

17、荷載Fk對于縱橫墻承重方案，外縱墻荷載傳遞途徑為：屋面（樓面）荷載t進深梁t外縱墻t墻下基礎t地基r IV V L-SI r譏| W J：i岸it蟲宅a細20i- it實遲於建附圖2教學樓某教室平面及外墻剖面示意圖1、外縱墻（墻厚0.49 m基礎頂面的荷載，取一個開間3.3 m為計算單元（見附圖-2 ）（1）屋面荷載恒載：. 2改性瀝青防水層：0. 4KN/ m21 : 3 水泥沙漿 20 mm 厚：0.0220=0.4KN/ m0.22 X 4=0.88KN/ m改性瀝青隔氣層：20.0. 5KN/ m21： 3水泥沙漿20mm厚：0.022X 20=0.4KN/m2鋼混凝土空心板120 m

18、 m厚：1.88KN/m2混合沙漿20mm厚：0.022X 17=0.34KN/m2恒載標準值：4.35KN/m2恒載設計值：1.22X 4.35=5.22KN /m2屋面活載標準值20. 5KN/ m2屋面活載設計值1. 4X 0. 5=0. 7KN/ m2屋面總荷載標準值24.35+0.5=4.85KN/m2屋面總荷載設計值(2) 樓面荷載 恒載：5.22+0.7=5.92KN/m2地面抹灰水泥砂漿20mm 厚20. 02X 20=0. 4KN/m2鋼筋混凝土空心板120 mm 厚21.88KN /m 2天棚抹灰混合砂漿20mm 厚0.202X 17=0. 34KN/m2恒載標準值22.

19、62KN/ m2恒載設計值1.22X2. 62=3. 14KN/ m2樓面活載標準值(教室)22. 0KN/ m2樓面活載設計值1.4 X 2.02X 0.65 * =1.82KN /m2樓面總荷載標準值2X 0.265*+2. 62=3. 92KN/m2樓面總荷載設計值5. 94KN/ m2注： 0.65 *為荷載規(guī)范4.1.2 規(guī)定：設計墻、柱和基礎時活荷載按樓層的折減系數(shù)(3) 進深梁自重鋼筋混 凝土梁25 X0.2 5X 0.5= 3.1 3KN/m梁側(cè)抹灰17X 0. 02X 0. 5X 2=0. 34KN/ m梁自重標準值3.47KN /m梁自重設計值1.2X 3.47=4.16K

20、N /m4）墻體自重（注：窗間墻尺寸：2.1 mX 2.4 m）窗重 :0.45X 2.1 X 2.4=2.27KN漿砌機磚 :19X 0.49 X（3.6 X 3.3-2.1 X2.4）=63.86KN墻雙面抹灰：0.02X（17+20）X（3.6X3.3-2.1 X2.4）=5.06KN(3)墻體自重標準值 墻體自 重設計值（5） 基礎頂面的豎向力FK = 屋面荷載十開間X層數(shù)FK =4.85+3.922、內(nèi)縱墻（墻厚71. 19KN1. 2 X 71. 19 = 85. 43KNFK+樓面荷載x（層數(shù)-1 ） X進深/2+即：（進深梁重X進深/2+墻體自重）對于縱橫墻承重方案， 屋面（樓

21、面）荷載T進深梁走廊屋面（樓面）荷載/（1）屋面荷載（同外縱墻）（2）樓面荷載（同外縱墻）進深梁自重（同外縱墻）（4） 墻體自重 漿砌 機磚 : 墻雙面抹灰：X 5 X 6.6/2+ （3.47 X 6.6/2+71.19 ）0.37m ）基礎頂面的荷載，取一個開間內(nèi)縱墻荷載傳遞途徑：-3.3 X 6=230.9KN/m內(nèi)縱墻T墻下基礎T地基4.85kN3.92 kN3.47kN3.3m為計算單元19X 0. 37X 3. 6X 3.30. 02X 2X 17X 3. 6X 3./m2/m2/m=83.5 2KN3=8. 08KN墻體自重標準值91. 60KN墻體自重設計值1.2 X 91.6

22、0 = 109.92KN(5) 基礎頂面的豎向力 FKFk屋面荷載+樓面荷載X (層數(shù)-1 ) X進深/2+ (進深梁重X進深/2+墻體自重)十開間X層數(shù)+屋面荷載+樓面荷載X(層數(shù)-1 ) X走廊開間/2 ，即：Fk (4.85+3.92 X 5) X 6.6/2+(3.47 X 6.6/2+91.6 ) - 3.3 X 6+ (4.85+3.92 X 5)36.18KN /mX 36.18 = 43.42KN /mX 2.7/2= 80.685+187.37+33.01=301.1KN /m3、山墻（墻厚0.49 m基礎頂面的荷載，取軸山墻4.5 m開間、1m寬為計算單兀/m 2(1)屋面

23、荷載（同外縱墻）4.85 KN(2)樓面荷載（同外縱墻）3.92 KN/m 2(3)墻體自重漿砌機磚 :19X 0.49X 3.6=33.52KN/m墻雙面抹灰：0.02 X(17+20 )X 3.6=2.66KN/m墻體自重標準值墻體自重設計值1.25）基礎頂面的豎向力FKFk=屋面荷載+樓面荷載X(層數(shù)-1 ) X開間/2+墻體自重X層數(shù)，即:FK=4.85+3.92 X5X4.5/2+36.18 X6= 272.09KN/m3、內(nèi)橫墻（墻厚0.24m ）基礎頂面的荷載，取 1m寬為計算單元（1）屋面荷載（同外縱墻）（2）樓面荷載（同外縱墻）墻體自重漿砌機磚：墻雙面抹灰：4.85 KN3.

24、92 KN1 9 X 0. 24 X 3. 6 = 16.0. 02 X 2 X 17 X 3. 6 = 2.墻體自重標準值1 8.墻體自重設計值1. 2 X 1 8. 87= 2 2.基礎頂面的豎向力 FkFk=屋面荷載+樓面荷載X（層數(shù)-1 ） X開間+墻體自重X層數(shù)，即：/m2/m24 2KN/ m4 5KN/ m87KN/m64KN/ mFk =4.85+3.92 X 5 X 3.3+18.89 X 6=194.3KN/m（四）求基礎寬度1、外縱墻基礎Fka G d230.906193.5 20 (1.6)21.48 m取 b 1.6 m2、內(nèi)縱墻基礎Fka G d3、山墻基礎301.

25、1193.5 20 (1.6 0.6)2.01m取 b 2.1mFka G d27209193.5 20 (1.6)21.75m取 1.9 m4、內(nèi)橫墻基礎f,194 3b 匕竺31.30m 取 b 1.4mfaG d 193.5 20 (1.6 0.6)(五)計算基礎底板厚度及配筋1、外縱墻基礎(1) 地基凈反力Pi L 35 230.9194.82 kPaJ b1.6(2) 計算基礎懸臂部分最大內(nèi)力1.6 0.49a-i0.555 m,211M Pja/- 194.82 0.555241.79 kN.m22VPjai 194.82 0.555 108.13 kN初步確定基礎底版厚度先按hK

26、的經(jīng)驗值初步確定，然后再進行受剪承載力驗算。8h b81 .6 0 20.2 m8取 h=0.3m=300mm ho=3OO-4O=26Omm(3) 受剪承載力驗算0.7 hsftbh00.7 1.0 1.27 1000 260231140 N 231.14kN V=113.4kN基礎底板配筋As-641.79 102850 mm0.9h fy0.9 260 2102選用1230 mm( A=870mm ,分布鋼筋選用 8300 mm2、內(nèi)縱墻基礎F 1.35 301.1先按(1)地基凈反力(2)計算基礎懸臂部分最大內(nèi)力a12.10.370.865 m2M12Pj2 1 a1 2193.50.86572.4 kN.mVPj a1193.50.865167.4 kNPjb2.1193.5kPa初步確定基礎底版厚度K的經(jīng)驗值初步確定，然后再進行受剪承載力驗算。8乙丄 0.26(3)0.70.3 m =300mm,受剪承載力驗算h 300 40 260mm.hs ftbh。0.7 1.01.27 1000 260231140 N=231.14kN V 167.4kN基礎底板配筋As72.41060.9h fy21473 mm0.9 260 210選用16130mmAs 1547mm ,分布鋼筋選