课程设计说明书题目: 墙下条形基础设计
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2012 年 06 月24日
墙下条形独立基础设计
1/ 12安徽理工大学课程设计（论文）任务书
2012年 06 月 18 日
墙下条形独立基础设计
3/ 12目录
1．设计资料......................................... 错误!未定义书签。
1.1工程地质条件.................................. 错误!未定义书签。
1.2 上部结构资料.................................. 错误!未定义书签。
1.3上部结构作用.................................. 错误!未定义书签。
2. 荷载计算......................................... 错误!未定义书签。
2.1 选定计算单元.................................. 错误!未定义书签。
2.2 荷载计算...................................... 错误!未定义书签。
3. 确定基础宽度..................................... 错误!未定义书签。
3.1 基础的埋置深度d .............................. 错误!未定义书签。
3.3基础的宽度.................................... 错误!未定义书签。
4. 基础高度与台阶................................... 错误!未定义书签。
4.1 内横墙与内纵墙................................ 错误!未定义书签。
4.2 外纵墙和山墙.................................. 错误!未定义书签。
5. 软弱下卧层强度验算............................... 错误!未定义书签。
5.1 基底外附加力.................................. 错误!未定义书签。
5.2 软弱下卧层处附加应力.......................... 错误!未定义书签。
5.3 软弱下卧层顶面处的自重应力.................... 错误!未定义书签。
5.4 软弱下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值...... 错误!未定义书签。
5.5 强度验算...................................... 错误!未定义书签。
1．设计资料
1.1工程地质条件
某教学楼采用毛石条形基础，工程地质条件如图1.1所示，该地区地形平坦，标准冻深为1.2m，地下水位在天然地表下8.5m，水质良好，无侵蚀性。
1.2 上部结构资料
教学楼建筑平面如下页图1.2所示，梁L-1截面尺寸为200mm×500mm，伸入墙内240 mm，梁间距为3.3 m，外墙及山墙的厚度为370 mm，双面粉刷。
基础采用M5水泥砂浆砌毛石，；室外设计地面-0.6m，室内设计地面标高同天然地面标高。
1.3上部结构作用
由上部结构传至基础顶面的竖向力值分别为外纵墙∑F1K=558.57kN，山墙∑F2K=168.61kN/m，内横墙∑F3K=162.68kN/m，内纵墙∑F4K=1533.15kN。
2. 荷载计算
2.1 选定计算单元
取房屋中有代表性的一段作为计算单元，如图2-1所示
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外纵墙：取两窗中间的墙体；
内纵墙：取①—②周线之间两门中心间的墙体；
山 墙：取1m 宽墙体；
横 墙：取1m 宽墙体；
2.2 荷载计算
外纵墙：去两窗中心线间的距离3.3m 为计算单元宽度
则 KN/m 169.263.3
558.573.31k 1k ==∑=F F 山 墙：取1m 为计算单元宽度
则 KN/m 168.611
F k 22k =∑=F 内横墙：取1m 为计算单元宽度
则 KN/m 162.681
F F 3k 3k =∑= 内纵墙：去两窗中心线间的距离8.26m 为计算单元宽度
则 KN/m 185.618.26
1533.158.26F F 4k 4k ==∑= 3. 确定基础宽度
3.1 基础的埋置深度d
根据经验公式
mm 200~100Z d 0min ）（+= 取 mm 14002001200200Z d 0=+=+=
3.2确定地基础承载力特征值f a
基底以上土的加权平均重度为：
3m KN/m 17.291.4
0.5-1.4180.516=?+?=）（γ 根据粉质粘土的深宽修正系数 1.60.3
d b ==ηη， 地基承载力特征值f a （假设b<3m)
3
m d b ak a m kN 194.89 0.5-1.417.291.601700.5-d 3-b f f =?
?++=++=）（）（）（γηγη 3.3基础的宽度
由书公式（7.16），基础底面积满足：
d -f F b d -f F b 1G a k G a k γγ≥≥?即
d —室内外的平均高度
外纵墙，山 墙：m 1.72
0.61.4d e =+= 内纵墙，内横墙：m 20.61.4d i =+=
基础宽度：
外纵墙：m d f F b e G a k 052.17
.12089.19426.16911=?-=-≥γ 山墙：m d f F b e G a k 048.17
.12089.19461.16822=?-=-≥γ 内横墙：m d f F b i G a k 011.10
.22089.19468.16233=?-=-≥γ 内纵墙：m d f F b i G a k 154.10
.22089.19461.18544=?-=-≥γ 最后去b=1.4m<3m ，符合假设条件。
4. 基础高度与台阶
4.1 内横墙与内纵墙
基础采用毛石，M5水泥砂浆砌筑
内横墙与内纵墙采用三层台阶，则每层台阶宽度为：（由设计资料知，墙厚为240mm ）
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m b 2.03)2
24.024.1(2=-= （符合构造要求） 查GB5007—2002，允许台阶宽高比平[b/b=1/1.5]
(书图7.35)，则每层台阶高度为： m H b b H 3.05.112.0][022
0==
≥ 结合构造要求0H =0.4m
最上一层台阶顶面距离室外设计地坪为：
（1.4-0.4?3）=0.2m>0.1m 符合要求。
内墙基础图见图4.1
4.2 外纵墙和山墙
外纵墙和山墙仍采用三层毛石，每层台阶高0.4m 则每层台阶的允许宽度为 m H H b b 267.04.0]5
.11[][02=?=?≤,单侧三层台阶总宽度为 m 515.02
37.04.1=- 取
三层台阶宽度分别为0.145m ，0.18m ，0.19m 均小于0.2m ，符合构造要求。
外墙基础图见图4.2。
5. 软弱下卧层强度验算
5.1 基底外附加力
取内纵墙的竖向压力计算
kN d A G F p p p m k k c k 373.1484.129.171
4.10.214.12061.1850=?-????+=-+=-=γ
5.2 软弱下卧层处附加应力 因5.091.24
.14.1)5.05(>=-+=b z , 521021==s s E E 查书表7.11得扩散角?=25θ 则：
2077.3925tan 1.424.1373.1484.1tan 2m kN z b bp P z =?
??+?=+=θ 5.3 软弱下卧层顶面处的自重应力
2985185.016m kN P cz =?+?=
5.4 软弱下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值
下卧层顶面土体的平均重度： 282.175
5.05185.016m kN m =+?+?=γ 由书表7.10知淤泥质土的0.1,0==d b ηη 21.177)5.05.5(82.170.188)5.0(m kN z d f f m d ak a =-??+=-++=γη
5.5 强度验算
软弱下卧层顶面
221.17777.1379877.39m kN f m kN P P az cz z =<=+=+ 满足强度要求。
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一、课程设计的目的 基础工程课程设计就是土木工程专业教育的一个重要教学环节,就是全面检验与巩固基础工程课程学习效果的一个有效方式。通过本次课程设计使学生能够运用已学过基础工程设计理论与方法进行一般形式的基础的设计,进一步理解基础工程设计的基本原理。设置课程设计的目的就是加强学生对本课程及相关课程知识的理解,培养学生综合分析问题的能力与运用基础理论知识解决实际工程问题的能力,为毕业设计打下坚实的基础,也有助于学生毕业后能尽早进入“工程角色”。多年来的教学实践反映了课程设计这一教学环节对学生能力的培养起到了一定的作用。 二、课程设计的内容 1、设计资料 1、地形 拟建建筑场地平整 2、工程地质条件 自上而下土层依次如下: 号土层:杂填土,层厚约0、5m,含部分建筑垃圾 号土层:粉质黏土,层厚1、2m,软塑,潮湿,承载力特征值f ak=130kPa。 ●号土层:黏土,层厚1、5m,可塑,稍湿,承载力特征值f ak=180kPa。 ?号土层:细砂,层厚2、7m,中密,承载力特征值f ak=240kPa。 ?号土层:强风化砂质泥岩,厚度未揭露,承载力特征值f ak=300kPa。 3、岩土设计技术参数 地基岩土物理力学参数如表1、1所示。 表1、1 地基岩土物理力学参数
土层 编号土的名称 重度 (kN/m3) 孔隙 比 e 液性 指数 I L 黏聚力 c(kPa) 内摩擦 角 (°) 压缩模 量Ｅs (MPa) 标准 贯入 锤击 数N 承载力 特征值 f ak(kPa) 杂填土18 粉质黏土20 0、65 0、84 34 13 7、5 6 130 ●黏土19、4 0、58 0、78 25 23 8、2 11 180 ?细砂21 0、62 30 11、6 16 240 ? 强风化砂 质泥岩 22 18 22 300 (1)拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 (2)地下水位深度:位于地表下1、5m 5、上部结构资料 拟建建筑物为多层全现浇框架结构,框架柱截面尺寸为500mm×500mm。室外 地坪标高同自然地面,室内外高差450mm。柱网布置如图1、1所示。 图1、1 柱网平面图 6、上部结构作用
目录 课程设计任务书 (1) 教学楼首层平面图 (4) 工程地质条件表 (5) 课程设计指导书 (6) 教学楼首层平面大图 (19)
《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 20mm厚1：3水泥砂浆找平层 预应力混凝土空心板120mm厚（或180mm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）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120mm厚 1.88KN/m2 预应力混凝土空心板180mm厚 2.37KN/m2 水泥砂浆20KN/m3 混合砂浆17KN/m3 浆砌机砖19KN/m3 水泥珍珠岩制品4KN/m3 钢筋混凝土25 KN/m3
目录 1 柱下独立基础课程设计 .................... 错误!未定义书签。 1.1设计资料............................ 错误!未定义书签。 1.1.1地形........................... 错误!未定义书签。 1.1.2工程地质条件................... 错误!未定义书签。 1.1.3岩土设计参数................... 错误!未定义书签。 1.1.4水文地质条件................... 错误!未定义书签。 1.1.5上部结构材料................... 错误!未定义书签。 1.1.6材料........................... 错误!未定义书签。 1.1.7本人设计资料................... 错误!未定义书签。 1.2独立基础设计........................ 错误!未定义书签。 1.2.1选择基础材料................... 错误!未定义书签。 1.2.2选择基础埋置深度............... 错误!未定义书签。 1.2.3求地基承载力特征值a f ........... 错误!未定义书签。 1.2.4初步选择基底尺寸............... 错误!未定义书签。 土层编号土的 名称 重度γ 3 m KN 孔隙 比e 液性 指数 I l 粘聚 力c KPa 内摩 擦角 ? () 压缩模量 (pa) s E M 标准 贯入 锤击 数N 承载力 特征值 () ak f kPa ①杂填 土 18 -- -- -- -- -- -- -- ②粉质 粘土 20 0.65 0.84 34 13 7.5 6 130 ③黏土19.4 0.58 0.78 25 23 8.2 11 180 ④细砂21 0.62 -- -- 30 11.6 16 240
目录 一、设计资料 二、独立基础设计 1、选择基础材料 2、选择基础埋置深度 3、计算地基承载力特征值 4、初步选择基底尺寸 5、验算持力层的地基承载力 6、计算基底净反力 7、验算基础高度 8、基础高度（采用阶梯形基础） 9、变阶处抗冲切验算 10、配筋计算 11、基础配筋大详图 12、确定A、B两轴柱子基础底面尺寸 13、设计图纸（附图纸） 三、设计技术说明及主要参考文献
柱下独立基础课程设计 一、设计资料 3号题○B轴柱底荷载： ○1柱底荷载效应标准组合值：F K=1720(1677)KN，M K=150(402)KN·m，V K=66(106)KN。 ○2柱底荷载效应基本组合值：F=2250KN，M=195KN·m，V=86KN。 持力层选用○4号土层，承载力特征值f ak=240kPa，框架柱截面尺寸为500mm×500mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。 二、独立基础设计 1.选择基础材料 基础采用C25混凝土，HPB235级钢筋，预估基础高度0.8m。 2.选择基础埋置深度 根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。 ①号土层：杂填土，层厚约0.5m，含部分建筑垃圾。 ②号土层：粉质粘土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值f ak=130kPa。 ③号土层：粘土，层厚1.5m，稍湿，承载力特征值f ak=180kPa。 ④号土层：细砂，层厚3.0m，中密，承载力特征值f ak=240kPa。 ⑤号土层：强风化砂质泥岩，很厚，中密，承载力特征值f ak=300kPa。 拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位深度：位于地表下1.5m。取基础地面高时最好至持力层下0.5m，本设计取○4号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础地面为0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m。由此得到基础剖面示意图如下图所示。
柱下条形基础简化计算及其设计步骤 提要：本文对常用的静力平衡法和倒梁法的近似计算及其各自的适用范围和相互关系作了一些叙述，提出了自己的一些看法和具体步骤，并附有柱下条基构造表，目的是使基础设计工作条理清楚，方法得当，既简化好用，又比较经济合理。 一、适用范围: 柱下条形基础通常在下列情况下采用： 1、多层与高层房屋无地下室或有地下室但无防水要求，当上部结构传下的荷载较大，地基的承载力较低，采用各种形式的单独基础不能满足设计要求时。 2、当采用单独基础所需底面积由于邻近建筑物或构筑物基础的限制而无法扩展时。 3、地基土质变化较大或局部有不均匀的软弱地基，需作地基处理时。 4、各柱荷载差异过大，采用单独基础会引起基础之间较大的相对沉降差异时。 5、需要增加基础的刚度以减少地基变形，防止过大的不均匀沉降量时。 其简化计算有静力平衡法和倒梁法两种，它们是一种不考虑地基与上部结构变形协调条件的实用简化法，也即当柱荷载比较均匀，柱距相差不大，基础与地基相对刚度较 件下梁的计算。 二、计算图式 1、上部结构荷载和基础剖面图 2、静力平衡法计算图式 3. 倒梁法计算图式 三、设计前的准备工作 1. 确定合理的基础长度 为使计算方便，并使各柱下弯矩和跨中弯矩趋于平衡，以利于节约配筋，一般将偏心地基净反力(即梯形分布净反力)化成均布,需要求得一个合理的基础长度.当然也可直接根据梯形分布的净反力和任意定的基础长度计算基础. 基础的纵向地基净反力为： j j i p F bL M bL min max =±∑∑62