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，明確基礎有關構造；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 ：Z0=地質條件 ：見附表序號工程概況 ：建筑物結構形式為磚混結構，采用縱橫墻承重方案。建筑物層數為四六層，層高 3.6m，窗高 2.4m，室內外高差為0.6m。教室內設進深梁，梁截面尺寸b× h=250× 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

2、物平面布置詳見附圖。屋面作法 ：改性瀝青防水層20mm厚 1： 3 水泥砂漿找平層220mm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20 mm厚 1： 3 水泥砂漿找平層預應力混凝土空心板 120mm厚（或 180mm厚）20 mm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/m 2一氈二油（改性瀝青）0.05KN/m 2塑鋼窗0.45KN/m 2混凝土空心板 120mm 厚1.

3、88KN/m 2預應力混凝土空心板180mm 厚2.37KN/m 2水泥砂漿20KN/m 3混合砂漿17KN/m 3漿砌機磚19KN/m 3水泥珍珠巖制品4KN/m 3鋼筋混凝土25 KN/m 3;.屋面雪荷載及有關地區(qū)凍深附表 1地 點標準凍深 Z0 （m）雪荷載標準值（ KN/m 2 ）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 2類別標準值 KN/m 2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，樓 面（教 室、試驗室、閱覽室）2

4、.0按樓層活荷載折減系數為：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一般粘性土地基承載力特征值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載力特征值f ak (kp a )附表 4標貫 N357911

5、1315f ak110145180215250290325粉土地基承載力特征值 f(kp )表 5aka標貫 N3579101112131415f ak105145185225245265285305325345砂土地基承載力特征值f ak(kp a)附表 6標貫 N101530土的名稱中砂、粗砂180250340粉砂、細砂140180250淤泥及淤泥質土地基承載力特征值f ak(kp a)附表 7天然含水量 W（ %）36404550556575f ak100908070605040;.;.土層序指標號地下水位 (m)土的名稱工程地質條件層土層Es的dsplN厚名厚3稱m3%2mKN/mKN

6、/mN/mm土層Es的 pl名厚KN/dsN稱m%23N/ mmm1 -72 -73 -6.54 -85 -66 -107 -98 -79 -1210 -10耕土雜填土雜填土多年填土耕土填土雜填土雜填土耕土填土0.616.30.517.00.816.70.816.90.516.20.616.10.7160.516.20.6160.816.3粘土粉土粉質粘土粘土粉質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細砂319.02.6828-1015飽合粘土319.52.723824.542.597淤泥3.517.52.704522423-土質粉質418.32.74282234107粘土粘土419.62.7137.5244297粉土4.518.72.7325204087粉質318.52.72272341810粘土淤泥3192.73025453-中砂418.62.6820-1215粉土418.82.742018361010;.墻下條形基礎

8、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 ：建筑物結構形式為磚混結構，采用縱橫墻承重方案。建筑物層數為六層，層高 3.6 m，窗高 2.4 m，室內外高差為0.6 m。教室內設進深梁，梁的截面尺寸b× h=250× 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20 mm厚 1： 3 水泥砂漿找平層220mm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20 mm厚 1： 3 水泥砂漿找平層預應力混凝土空心板 120mm厚（或 180mm厚

9、）20 mm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120mm1.88KN/m2厚預應力混凝土空心板180mm2.37KN/m2厚水泥沙漿20KN3/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 1類別標準值2備注說明KN/m不上人的屋面（上人的屋面2.

10、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，走 廊、門 廳、樓 梯2.5按樓層活荷載折減系數為：廁 所、盥洗室2.54 5層 0.7；6 8層為 0.65 。注：表中使用活荷載僅用于教學樓，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：一般粘性土地基承載力特征值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 -43579101112131415標貫 N105145185225245265285305325345f ak砂土地基承載力特征值fak(kPa)附表 -5標貫 N101530土的名稱中砂、粗砂180250340粉砂、細砂140180250淤泥及淤泥質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）

12、計算上部結構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 進深梁 外縱墻墻下基礎 地基;.計算上部結構傳來的豎向荷載時，根據房屋結構承重方案的受力特點，合理地選擇荷載計算單元，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寬為荷載計算單元。由上部結構傳至基礎設計標高±0.00 處的豎向荷載主要有：結構自重（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）根據建筑物荷載大小、地基土質情況等，合理選擇基

13、礎類型和材料。（三）根據工程地質條件、建筑物使用要求以及地下水影響等因素、確定基礎埋深。首先根據工程地質條件，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。主要根據持力層土質情況、凍前天然含水量、及凍結期間地下水位距凍結面的最小距離、平均凍脹率等因素，確定地基土的凍脹性（查表7-3 ）。再根據土的凍脹性、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hm ax （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：dmaxzd hmax選擇外基礎埋深時，要求

14、基礎埋深d d min ，內墻基礎埋深不必考慮地基土凍脹的影響，可以適當淺埋。（四）根據工程地質條件，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（淤泥或淤泥質土），必須進行軟弱下臥層承載力驗算，并要求滿足：pzpczf az（五）根據修正后的地基承載力特征值f a 以及相應于荷載效應標準組合上層結構傳至基礎頂面的豎向力FK （即每延米荷載） ，按下式計算墻下條形基礎寬度：bFKG .df a（六）對于墻下鋼筋混凝土條形基礎，需根據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

15、設計實例根據設計資料、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?；A材料選用 C25 混凝土，ft2； HPB235鋼筋，f y2 . 。建筑場地工程地質條件，1.27N/ mm210N/ mm見附圖 -1 所示。下面以外縱墻（墻厚m0.49 ）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Z =2m,工程地質條件如附圖-1 所示：o附圖 -1建筑場地工程地質條件根據建筑場地工程地質條件，初步選擇第二層粉質粘土作為持力層。根據地基土的天然含水量以及凍結期間地下水位低于凍結面的最小距離為m8 ，平均凍脹率 =4，凍脹等級為級，查表7-3 ，確定持力層土

16、為凍脹性土，選擇基礎埋深=1.6m。（二）確定地基承載力1、第二層粉質粘土地基承載力I LP2419290.5L19eds(1)2.719.8 (10.24)118.71 0.75查附表 -2 ，地基承載力特征值f aK =202.5 KPa 按標準貫入試驗錘擊數N=6，查附表 -3 ，faK =162.5KPa 二者取較小者，取faK =162.5KPa2、第三層粘土地基承載力ds(1)2.79.8(10.29)0.9e1181I LP2921.531.50.75L21.5查附表 -2 ， f aK=135 KPa ，按標準貫入錘擊數查表 -3 ， f aK =145 KPa，二者取較小者，

17、取 f aK =135 KPa。;.3 、修正持力層地基承載力特征值根據持力層物理指標e =0.9 ， I L =0.75 ，二者均小于 0.85 。查教材表 4-2b0.3 ，1.6m17 118.70.617.63KN / m31.6f af akd m (d0.5)162.51.617.63 (1.6 0.5) 193.5KPa（五）計算上部結構傳來的豎向荷載FK對于縱橫墻承重方案，外縱墻荷載傳遞途徑為：屋面（樓面）荷載進深梁外縱墻墻下基礎地基附圖 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 ）基礎頂面的荷載，取一個開間3.3 為計算單元（見附圖-2 ）mm(1) 屋面荷

18、載恒載：改性瀝青防水層：0. 4 KN/ m21： 3水泥沙漿20 mm 厚：mm0.0220=0.4KN/ m21： 10水泥珍珠巖保溫層（最薄處找坡層平均厚mm100 厚120）：;.0.222× 4=0.88KN/ m改性瀝青隔氣層：0.0. 5 K N/ m21： 3 水泥沙漿20mm厚：0.02×20=0.4KN /m2鋼混凝土空心板120mm1.88KN/m2厚：混合沙漿 20mm0.02× 17=0.34KN/m厚：2恒載標準值：4.35KN/m2恒載設計值：1.2× 4.35=5.22KN/m2屋面活載標準值0. 5 KN/ m2屋面活載

19、設計值1. 4 × 0. 5 = 0. 7 KN/ m2屋面總荷載標準值4.35+0.5=4.85KN/2m屋面總荷載設計值5.22+0.7=5.92KN/m 2(2) 樓面荷載恒載：地面抹灰水泥砂漿20 mm 厚0. 0 2 × 2 0=0. 4KN/m 2鋼筋混凝土空心板120 mm 厚1.88KN/m 2天 棚 抹 灰 混 合 砂 漿 2 0 mm 厚0. 02 × 1 7 = 0. 3 4 K N/ m2恒載標準值2. 6 2 K N/ m2恒載設計值1. 2 × 2. 6 2= 3. 14 K N/ m2樓面活載標準值（教室）2. 0 K N/

20、 m2樓面活載設計值1.4× 2.0 × 0.65* =1.82KN/m 2樓面總荷載標準值2 × 0. 6 5 * + 2. 6 2 =3. 9 2KN/m 2樓面總荷載設計值5. 9 4 KN/ 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(3) 進深梁自重鋼筋混 凝土梁25 × 0.2 5 × 0.5= 3.1 3KN/m梁側抹灰1 7 × 0. 0 2 × 0. 5 × 2 = 0. 3 4 KN/ m梁自重標準值3.47KN/m梁自重設計值1.2×

21、 3.47=4.16KN /m（ 4）墻體自重（注：窗間墻尺寸：2.1 m×2.4 m）窗重 :0.45× 2.1 × 2.4=2.27KN漿砌機磚 :19× 0.49×（ 3.6 × 3.3-2.1 × 2.4 ） =63.86KN墻雙面抹灰：0.02×（ 17+20）×（ 3.6 × 3.3-2.1 × 2.4 ）=5.06KN;.墻體自重標準值71.1 9KN墻體自重設計值1. 2× 71. 19 = 85.4 3KN(5) 基礎頂面的豎向力 FKFK = 屋面荷載 +

22、 樓面荷載×（層數-1 ） ×進深 /2+ （進深梁重×進深/2+ 墻體自重）÷開間×層數即：FK =4.85+3.92×5 × 6.6/2+ （ 3.47 × 6.6/2+71.19）÷ 3.3 × 6=230.9KN/m2、內縱墻（墻厚0.37m）基礎頂面的荷載，取一個開間3.3m 為計算單元對于縱橫墻承重方案，內縱墻荷載傳遞途徑：屋面（樓面）荷載進深梁內縱墻墻下基礎地基走廊屋面（樓面）荷載(1) 屋面荷載（同外縱墻）4.85kN/m 2(2) 樓面荷載（同外縱墻）3.92 kN/m 2(3

23、)進深梁自重（同外縱墻）3.47kN/m(4) 墻體自重漿砌機磚:19 ×0. 37× 3.6 × 3.3 =83.5 2K N墻雙面抹灰：0. 02× 2× 17×3.6× 3. 3=8. 08KN墻體自重標準值91. 6 0KN墻體自重設計值1.2 × 91.60 = 109.92KN(5) 基礎頂面的豎向力 FKFK 屋面荷載 + 樓面荷載× （層數 -1 ） ×進深 /2+（進深梁重×進深/2+ 墻體自重）÷開間×層數 + 屋面荷載 +樓面荷載×（

24、層數 -1 ） ×走廊開間 /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寬為計算單元3、山墻（墻厚 0.49 ）基礎頂面的荷載，取軸山墻4.5 開間、 1(1)屋面荷載（同外縱墻）4.85 KN/m 2(2) 樓面荷載（同外縱墻）3.92KN/m 2(3) 墻體自重漿砌機磚 :19× 0.49 × 3.6=3

25、3.52KN墻雙面抹灰：0.02 ×（ 17+20 ）× 3.6=2.66KN/m/m墻體自重標準值36.18KN墻體自重設計值1.2× 36.18 = 43.42KN（ 5）基礎頂面的豎向力 FKFK = 屋面荷載 + 樓面荷載×（層數 -1 ） ×開間 /2+ 墻體自重×層數，即：FK =4.85+3.92× 5 × 4.5/2+36.18× 6= 272.09KN /m/m/m;.3、內橫墻（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）4.85 KN/m 2(2)樓面

26、荷載（同外縱墻）3.92 KN/m 2(3)墻體自重漿砌機磚:19×0. 24×3. 6=16.4 2 KN/ m墻雙面抹灰：0. 0 2 × 2 × 1 7 × 3. 6 = 2. 4 5 K N / m墻體自重標準值1 8.87 KN/m墻體自重設計值1. 2 × 1 8. 8 7 = 2 2. 6 4 KN/ m(4) 基礎頂面的豎向力 FKFK = 屋面荷載 + 樓面荷載×（層數-1 ） ×開間 +墻體自重×層數，即：FK =4.85+3.92× 5 × 3.3+18.89 &

27、#215; 6=194.3KN /m( 四 )求基礎寬度1、外縱墻基礎Fk230.91.48m b1.6 mbf a Gd0.6取193.520 (1.6)22、內縱墻基礎Fk301.1，取b 2.1mbd193.520 (1.62.01 mf aG0.6)3、山墻基礎Fk272.09，取1.9 mbd1.75 mf aG193.520 (1.60.6)24、內橫墻基礎bFk194.31.30 m，取 b 1.4 md 193.5 20 (1.6f aG0.6)( 五 )計算基礎底板厚度及配筋1、外縱墻基礎(1) 地基凈反力PjF1.35230.9194.82kPab1.6(2) 計算基礎懸臂

28、部分最大內力a11.60.490.555 m ，2M1Pj a121194.82 0.555241.79 kN. m22;.V Pj a1194.82 0.555 108.13 kN初步確定基礎底版厚度先按 hb的經驗值初步確定，然后再進行受剪承載力驗算。8b1 . 60 .2 mh8 8取 h=0.3m=300mm h0=300-40=260mm(3) 受剪承載力驗算0.7 hsf t bh00.71.01.27 1000260 231140 N 231.14 kN V=113.4kN基礎底板配筋AsM41.7910620.9850 mm0.9h0 f y260 210選用130（S2） ,

29、 分布鋼筋選用8300 mm。12mm A =870mm2、內縱墻基礎（ 1）地基凈反力PjF1.35301.1193.5 kPab 2.1（ 2）計算基礎懸臂部分最大內力a12.10.370.865 m21212kN.mM2Pj a12193.50.86572.4VPj a1193.50.865167.4 kN初步確定基礎底版厚度先按 hb 的經驗值初步確定，然后再進行受剪承載力驗算。8hb2 .10 .26m88取 h0.3m =300， h300 40260mm.mm（ 3）受剪承載力驗算0.7hs f t bh00.71.01.271000260 231140 N=231.14kN V 167.4 kN基礎底板配筋AsM72.410620.9h0 f