學(xué)士墻下條形基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

1、第一部分 墻下條形基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一、墻下條形基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（一）設(shè)計(jì)題目某教學(xué)樓采用毛石條形基礎(chǔ)，教學(xué)樓建筑平面如圖4-1所示，試設(shè)計(jì)該基礎(chǔ)。圖4-1平面圖（二）設(shè)計(jì)資料工程地質(zhì)條件如圖4-2所示。雜填土 粉質(zhì)粘土 淤泥質(zhì)土 圖4-2工程地質(zhì)剖面圖室外設(shè)計(jì)地面-0.6m，室外設(shè)計(jì)地面標(biāo)高同天然地面標(biāo)高。由上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值分別為外縱墻F1K=558.57kN，山墻F2K=168.61kN，內(nèi)橫墻F3K=162.68kN，內(nèi)縱墻F4K=1533.15kN?；A(chǔ)采用M5水泥砂漿砌毛石，標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.2m。（三）設(shè)計(jì)內(nèi)容荷載計(jì)算 （包括選計(jì)算單元、確定其寬度）。 確定基礎(chǔ)埋置深度。 確

2、定地基承載力特征值。 確定基礎(chǔ)的寬度和剖面尺寸。 軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算。 繪制施工圖（平面圖、詳圖）。 （四）設(shè)計(jì)要求計(jì)算書要求 書寫工整、數(shù)字準(zhǔn)確、圖文并茂。制圖要求 所有圖線、圖例尺寸和標(biāo)注方法均應(yīng)符合新的制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖紙上所有漢字和數(shù)字均應(yīng)書寫端正、排列整齊、筆畫清晰，中文書寫為仿宋字。設(shè)計(jì)時(shí)間 三天。二、墻下條形基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（一）荷載計(jì)算 1.選定計(jì)算單元 對(duì)有門窗洞口的墻體，取洞口間墻體為計(jì)算單元；對(duì)無(wú)門窗洞口的墻體，則可取1m為計(jì)算單元（在計(jì)算書上應(yīng)表示出來(lái)）。2.荷載計(jì)算 計(jì)算每個(gè)計(jì)算單元上的豎向力值（已知豎向力值除以計(jì)算單元寬度）。 （二）確定基礎(chǔ)埋置深度d GB50007-

3、2002規(guī)定dmin=Zd-hmax或經(jīng)驗(yàn)確定dmin=Z0+（100200）mm。式中 Zd設(shè)計(jì)凍深，Zd= Z0zszwze； Z0標(biāo)準(zhǔn)凍深； zs土的類別對(duì)凍深的影響系數(shù)，按規(guī)范中表； zw 土的凍脹性對(duì)凍深的影響系數(shù)，按規(guī)范中表2； ze 環(huán)境對(duì)凍深的影響系數(shù)，按規(guī)范中表3； （三）確定地基承載力特征值fa 式中 fa修正后的地基承載力特征值（kPa）； fak地基承載力特征值（已知）(kPa)； b、b基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)（已知）； 基礎(chǔ)底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度(kN/m3)； m基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度(kN/m3)； b基礎(chǔ)底

4、面寬度（m），當(dāng)小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；d基礎(chǔ)埋置深度（m）。（四）確定基礎(chǔ)的寬度、高度 bH0式中 Fk相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值（kN）。當(dāng)為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)時(shí)，軸向力算至基礎(chǔ)頂面，當(dāng)為墻下條形基礎(chǔ)時(shí)，取1m長(zhǎng)度內(nèi)的軸向力（kN/m）算至室內(nèi)地面標(biāo)高處； 基礎(chǔ)及基礎(chǔ)上的土重的平均重度，取=20 kN/m3；當(dāng)有地下水時(shí)， 取=20-9.8=10.2 kN/m3； h計(jì)算基礎(chǔ)自重及基礎(chǔ)上的土自重GK時(shí)的平均高度（m）。 b 2基礎(chǔ)臺(tái)階寬度(m)； H0基礎(chǔ)高度(m)。 （五）軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算 如果在地基土持力層以下的壓縮層范圍內(nèi)存在軟弱下臥層，則需

5、按下式驗(yàn)算下臥層頂面的地基強(qiáng)度，即 式中 pz相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力值（kPa）； pcz軟弱下臥層頂面處土的自重壓力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）； faz軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值（kPa）。（六）繪制施工圖（2號(hào)圖紙一張） 合理確定繪圖比例（平面圖1：100、詳圖1：201：30）、圖幅布置；符合建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)。三、參考文獻(xiàn)1.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50007-2002）. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20022.孫維東主編. 土力學(xué)與地基基礎(chǔ). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20033.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn). 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（G

6、B50003-2001）. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20024.沈克仁主編. 地基與基礎(chǔ). 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993四、設(shè)計(jì)實(shí)例1.設(shè)計(jì)題目 某四層教學(xué)樓，平面布置圖如圖4-1所示。梁L-1截面尺寸為200mm500mm，伸入墻內(nèi)240 mm，梁間距為3.3 m，外墻及山墻的厚度為370 mm，雙面粉刷，本教學(xué)樓的基礎(chǔ)采用毛石條形基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.2m。由上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值分別為外縱墻F1K=558.57kN，山墻F2K=168.61kN，內(nèi)橫墻F3K=162.68kN，內(nèi)縱墻F4K=1533.15kN。2.工程地質(zhì)情況 該地區(qū)地形平坦，經(jīng)地質(zhì)勘察工程地質(zhì)情況如圖4-2所示

7、，地下水位在天然地表下8.5m，水質(zhì)良好，無(wú)侵蝕性。3.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載計(jì)算1）選定計(jì)算單元 取房屋中有代表性的一段作為計(jì)算單元。如圖4-3所示。外縱墻：取兩窗中心間的墻體。內(nèi)縱墻：取軸線之間兩門中心間的墻體。山墻、橫墻：分別取1 m寬墻體。圖4-3 墻的計(jì)算單元2） 荷載計(jì)算外縱墻：取兩窗中心線間的距離3.3 m為計(jì)算單元寬度 則山墻：取1 m為計(jì)算單元寬度 則內(nèi)橫墻：取1 m為計(jì)算單元寬度 則內(nèi)縱墻：取兩門中心線間的距離8.26m為計(jì)算單元寬度則確定基礎(chǔ)的埋置深度dd=Z0+200 =（1200 +200）mm=1400 mm確定地基承載特征值fa 假設(shè)b3m，因d=1.4m0.5m故只需對(duì)地

8、基承載力特征值進(jìn)行深度修正 確定基礎(chǔ)的寬度、高度 1）基礎(chǔ)寬度外縱墻：b1山墻：b2 內(nèi)橫墻：b3內(nèi)縱墻：b4故取b=1.2m3m ，符合假設(shè)條件。2）基礎(chǔ)高度基礎(chǔ)采用毛石，M5水泥砂漿砌筑。內(nèi)橫墻和內(nèi)縱墻基礎(chǔ)采用三層毛石，則每層臺(tái)階的寬度為 （符合構(gòu)造要求）查GB50007-2002允許臺(tái)階寬高比b2/H0=1/1.5，則每層臺(tái)階的高度為 H0綜合構(gòu)造要求，取H0=0. 4m。最上一層臺(tái)階頂面距室外設(shè)計(jì)地坪為 （1. 4-0. 43）m = 0.2m0.1m故符合構(gòu)造要求。（如圖4-4所示）外縱墻和山墻基礎(chǔ)仍采用三層毛石，每層臺(tái)階高0. 4m ，則每層臺(tái)階的允許寬度為b又因單側(cè)三層臺(tái)階的總寬

9、度為（1.2-0.37）m /2=0.415 m故取三層臺(tái)階的寬度分別為0.115 m、0.15 m、0.15 m，均小于0.2m（符合構(gòu)造要求）最上一層臺(tái)階頂面距室外設(shè)計(jì)地坪為（1.4-0.43）m = 0.2m0.1m符合構(gòu)造要求。（如圖4-5所示）圖4-5外墻基礎(chǔ)詳圖圖4-4內(nèi)墻基礎(chǔ)詳圖軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算 1）基底處附加壓力取內(nèi)縱墻的豎向壓力計(jì)算 2）下臥層頂面處附加壓力 因Z/b=4.1/1.2=3.40.5，Es1/Es2=10/2=5故由GB50007-2002中表5.2.7查得=25則3） 下臥層頂面處自重壓力4）下臥層頂面處修正后的地基承載力特征值5）驗(yàn)算下臥層的強(qiáng)度=177.

10、1kN/m2符合要求。 繪制施工圖 如圖4-6所示。圖4-6條形基礎(chǔ)平面圖、剖面圖第二部分 柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一、柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)任務(wù)書（一）設(shè)計(jì)題目某教學(xué)樓為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，柱網(wǎng)布置如圖4-7所示，試設(shè)計(jì)該基礎(chǔ)。（二）設(shè)計(jì)資料工程地質(zhì)條件 該地區(qū)地勢(shì)平坦，無(wú)相鄰建筑物，經(jīng)地質(zhì)勘察：持力層為粘性土，土的天然重度為18 kN/m3，地基承載力特征值fak=230kN/m2，地下水位在-7.5m處，無(wú)侵蝕性，標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.0m（根據(jù)地區(qū)而定）。 給定參數(shù) 柱截面尺寸為350mm500mm，在基礎(chǔ)頂面處的相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，由上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)軸心荷載為68

11、0kN，彎矩值為80kNm，水平荷載為10kN。 材料選用混凝土：采用C20（可以調(diào)整）（ft=1.1N/mm2）鋼筋：采用HPB235（可以調(diào)整）（fy=210 N/mm2）（三） 設(shè)計(jì)內(nèi)容確定基礎(chǔ)埋置深度 確定地基承載力特征值 確定基礎(chǔ)的底面尺寸 確定基礎(chǔ)的高度 基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算 繪制施工圖（平面圖、詳圖） （四）設(shè)計(jì)要求計(jì)算書要求 書寫工整、數(shù)字準(zhǔn)確、圖文并茂。制圖要求 所有圖線、圖例尺寸和標(biāo)注方法均應(yīng)符合新的制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖紙上所有漢字和數(shù)字均應(yīng)書寫端正、排列整齊、筆畫清晰，中文書寫為仿宋字。設(shè)計(jì)時(shí)間 三天。二、柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（一） 確定基礎(chǔ)埋置深度d 同前所述 （二

12、）確定地基承載特征值fa 同前所述 （三）確定基礎(chǔ)的底面面積 A式中各符號(hào)意義同前所述（四）持力層強(qiáng)度驗(yàn)算 1.2fafa式中 pk相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值(kPa)； pkmax相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值(kPa)； pkmin 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面邊緣的最小壓力值(kPa)； Fk相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值kN)； Gk基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重(kN)； A基礎(chǔ)底面面積(m2)； e0偏心距(m)； fa修正后的地基承載力特征值(kPa)； l矩形基礎(chǔ)的長(zhǎng)度(m)。 （五）確定基礎(chǔ)的高度 Fl0.7式

13、中 Fl相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)作用在Al上的地基土凈反力設(shè)計(jì)值(kN)； hp受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)h不大于800mm時(shí)，hp取1.0；當(dāng)大于等于2000mm時(shí)，hp取0.9，其間按線性內(nèi)插法取用； ft混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(kPa)； am沖切破壞錐體最不利一側(cè)計(jì)算長(zhǎng)度(m)；h0基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度(m)。（六）底板配筋計(jì)算 ； ； 式中 AsI、AsII 分別為平行于l、b方向的受力鋼筋面積(m2)； MI 、MII分別為任意截面I-I 、II-II處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的彎矩設(shè)計(jì)值(kNm)； l、b分別為基礎(chǔ)底面的長(zhǎng)邊和短邊(m)； fy鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(

14、N/mm2)； pjmax、pjmin 相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的基礎(chǔ)底面邊緣最大和最小地基凈反力設(shè)計(jì)值（kPa）； pjI、pjII 任意截面I-I 、II-II處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的基礎(chǔ)底面地基凈反力設(shè)計(jì)值（kPa）； az、bz分別為平行于基礎(chǔ)長(zhǎng)邊和短邊的柱邊長(zhǎng)(m)；（七）繪制施工圖（2號(hào)圖紙一張） 合理確定繪圖比例（平面圖1：100、詳圖1：201：30）、圖幅布置；符合建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)。三、參考文獻(xiàn)1.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50007-2002）. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20022.孫維東主編. 土力學(xué)與地基基礎(chǔ). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003

15、3.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn). 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50003-2001）. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20024.沈克仁主編. 地基與基礎(chǔ). 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993四、設(shè)計(jì)實(shí)例 1.設(shè)計(jì)題目 某教學(xué)樓為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，柱網(wǎng)布置如圖4-7所示，在基礎(chǔ)頂面處的相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，由上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的軸心荷載為680kN，彎矩值為80kNm，水平荷載為10kN。柱永久荷載效應(yīng)起控制作用，柱截面尺寸為350mm500mm，試設(shè)計(jì)該基礎(chǔ)。 圖4-7柱網(wǎng)布置圖2.工程地質(zhì)情況 該地區(qū)地勢(shì)平坦，無(wú)相鄰建筑物，經(jīng)地質(zhì)勘察：持力層為粘性土（b=0、d=1.0），土的天然重度為1

16、8 kN/m3，fak =230kN/m2，地下水位在-7.5m處，無(wú)侵蝕性，標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.0m（根據(jù)地區(qū)而定）。 3.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)確定基礎(chǔ)的埋置深度dd=Z0+200 =（1000 +200）mm=1200 mm 根據(jù)GB50007-2002規(guī)定，將該獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成階梯形，取基礎(chǔ)高度為650 mm，基礎(chǔ)分二級(jí)，室內(nèi)外高差300mm，如圖4-8所示。圖4-8基礎(chǔ)高度和底板配筋示意確定地基承載特征值fa 假設(shè)b3m,因d=1.2m0.5m故只需對(duì)地基承載力特征值進(jìn)行深度修正, 確定基礎(chǔ)的底面面積 A考慮偏心荷載影響，基礎(chǔ)底面積初步擴(kuò)大12%，于是 取矩形基礎(chǔ)長(zhǎng)短邊之比l/b=1.5，即l=1.5b

17、取b=1.6 m則l=1.5b=2.4 m A= lb=2.41.6 m=3.84 m2持力層強(qiáng)度驗(yàn)算作用在基底形心的豎向力值、力矩值分別為 符合要求。 1.2fa=1.2242.6kN/m2=291.12kN/m2 fa=242.6kN/m2故持力層強(qiáng)度滿足要求。基礎(chǔ)高度驗(yàn)算現(xiàn)選用混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20，HPB235鋼筋，查得混凝土ft=1.1N/mm2=1100 kN/m2，鋼筋fy=210 N/mm2。地基凈反力由圖4-8可知，h=650mm，h0=610mm；下階h1=350mm，h01=310mm；az1=1200mm，bz1=800mm。1) 柱邊截面 bz+2 h0=(0.35+20.61)m=1.57mb=1.6m F1=171.2kN符合要求。2) 變階處截面 bz1+2 h01=(0.8+20.31)m=1