地基设计任务书

《房屋基础课程设计》任务书——箱形基础设计一、设计目的《房屋基础课程设计》是土木工程专业基础实践课程。

其主要目的：通过进行房屋基础设计的实践，使学生更深入地理解已学的地基基础知识，巩固地基基础设计计算的基本原理及方法，熟悉相关的《建筑地基基础规范》（GB50007-2002）及《高层建筑箱形与筏形基础技术规程》（JGJ）等，训练学生正确绘制地基基础施工图的方法，加强其利用AUTOCAD绘图的能力。

通过该课程设计，旨在培养学生独立进行工程设计的能力，为学生进行毕业设计以及今后的实际工作打下基础。

二、设计基础1 先修课程（1）《土木工程制图及计算机绘图》（2）《混凝土结构设计原理》（3）《混凝土建筑结构》（4）《房屋建筑学》（5）《土力学》（6）《结构力学》（7）《地基基础》2 基本要求要求学生在进行本课程设计之前,通过以上专业及专业基础课的学习,能够了《解地基及基础》；相关课程为《混凝土结构设计原理》。

《地基及基础》讲述的岩土工程勘察、天然浅基、连续基础等章节与课程设计紧密联系，为学生进行该课程设计提供了原则和方法，特别是“连续基础”一章的箱形基础部分，建议可以重点介绍箱基的基底反力确定方法和内力分析方法的原理。

另外，建议《混凝土结构设计原理》介绍单、双向板的计算方法。

三、设计任务1 设计工程名称设计某八层主厂房的基础。

根据上部结构及场地地质情况，确定采用箱形基础。

设计资料：2 设计基本条件2.1 工程地点：见设计任务书。

2.2 设计资料：上部结构资料：地面以上采用现浇柱、预制梁板的半装配式框架结构，共八层，层高4米,采用C20混凝土, 各杆件截面尺寸如下：柱50×50cm2，横梁30×60 cm2，纵梁25×45 cm2，楼板厚15 cm。

平面柱网布局参见设计指导书。

2.3 上部荷载:框架柱传给基础的轴力(作用在±0.00处)标在柱网分布图上,单位为kN。

底层地面的活载为14kN/ m2 ；地下室用作杂品堆料仓库，按活载10kN/ m2计。

楼梯和电梯间荷载按均布荷载20kN/ m2考虑。

2.4 地质资料：建筑物位于非地震区，不考虑地震影响。

设抗倾斜和沉降已满足要求，不作计算。

静止土压力系数一律采用0.5。

详细参见设计指导书2.5 材料选用：混凝土不低于C20，钢筋φ12以上用Ⅱ级，φ12以下用Ⅰ级。

垫层10 cm厚，采用C10混凝土。

2.6 箱基基本资料：箱基高度：据规程，一般取建筑物高度的1/8—1/12，不宜小于基础长度的1/18，以箱基顶面为±0.000，室外地面标高取-0.200米。

底、顶板及墙的厚度：据规程，外墙厚不小于25 cm，内墙厚不小于20 cm，顶板不小于15 cm，底板不小于20 cm。

对20层以内的民用房屋或高度50米以内的多层厂房，底板一般取40—60 cm厚，顶板25—40 cm厚，外墙30—50 cm厚，内墙25—40 cm厚，参照一些经验，本课程设计建议采用：底板厚50 cm，顶板厚30 cm，外墙厚35 cm，内墙厚30 cm。

3 设计内容及要求（1）确定箱形基础的几何尺寸根据已有上部结构资料、场地工程地质及水文地质条件,确定箱基几何尺寸的方法。

（2）地基承载力的计算：荷载计算，作用于基础上荷载资料的整理过程。

（3）箱基底面尺寸的确定，箱基底面尺寸的确定的一般要求。

（4）地基承载力的检算，地基承载力的确定方法，地基承载力的验算方法及要求。

（5）箱形基础基底反力计算基底反力计算原理,利用《建筑地基基础规范》（GB50007-2002）关于确定箱基基底反力的方法。

（6）箱形基础内力计算理解箱形基础两种内力计算方案（局部弯曲计算方案、整体弯曲迭加局部弯曲的计算方案）的适用条件，这两种方案的计算原理。

（7）底、顶板配筋设计（依据钢筋混凝土结构中板的计算方法）根据整体弯曲和局部弯曲结果考虑底、顶板配筋的方法。

（8）底板斜截面计算：底板斜截面抗剪强度计算和冲切强度计算。

（9）箱形基础的墙体设计：墙体的设计要点，外墙设计的计算方法。

（10）门窗开洞设计箱形基础门窗开洞的构造要求。

4 设计步骤4.1 确定箱形基础外形尺寸，埋深及用料；查阅相关规范，根据提供的资料选取。

4.2 确定基底尺寸，计算基底反力根据荷载规范，活载应乘1.4的系数，恒载应乘1.2的系数，对验算有利的可不乘系数。

据提供的资料，荷载沿纵向对称，但由于楼梯间横向不对称，存在偏心，经计算偏心很小，所以可按中心荷载计算基础的底面积。

4.3 箱基纵向整体弯曲计算由于上部结构是框架体系，所以基础要计算整体弯曲和局部弯曲。

因横向跨间少，可以不考虑，只按局部弯曲计算在配筋时适当考虑。

而纵向应该计算整体和局部弯曲，具体步骤：计算整体弯矩的基底反力=基本反力—箱基自重+水压。

4.4 箱基承受的纵向整体弯矩（考虑上部结构共同作用）求出的弯矩未考虑上部结构的共同作用，认为箱基与上部结构独立的，与实际不符。

理论和实测表明上部结构对箱基作用很大，因此，上面求出的弯矩应由上部结构和箱基共同承担。

箱基分担的弯矩：4.5 底板局部弯曲计算可按倒置的连续楼盖考虑，将基反力视为荷载计算。

为简化，一般把各区格作为四边固定的双向板或单向板。

本设计中应计算整体弯矩最大的中跨间（⑤—⑥）和基反力最大，产生最大局部反力的边跨间（②—③）。

边跨间存在受荷较大的楼梯间区格，为简化此处局部增设附加钢筋，可不必进行计算。

4.6 顶板局部弯曲计算楼面各区格的荷载相同，所以只需计算⑤—⑥的中跨间，各区格作为四边固定的双向板，对于楼梯间楼板及楼梯计算略。

顶板上的荷载有活载10kPa和板自重，计算同样按次序进行：边区格，中区格。

4.7 底顶板配筋设计箱基整体弯矩MG可简化为作用在底板上的轴向拉力和顶板上的轴向压力，所以理论上应按偏拉构件设计，计算甚繁。

一般把整体弯曲和局部弯曲大作用分开考虑，各自求配筋，然后迭加。

4.8 箱基墙体配筋设计内容包括：1）内外墙配筋设计，墙体配筋不应小于φ10@200（双面），并且内外墙上下部各增设于2φ20钢筋。

一般内墙按构造配筋，采用于φ10@200（双面双向），在下部各设置2φ20钢筋。

对外墙，承受水平静止土压力，应按计算配筋。

2）墙身抗剪强度计算；3）墙上开洞设计：门窗洞大小应符合规程的要求，并进行洞口上下过梁配筋计算。

一般门洞0.8×2m2；楼梯间门洞1.2×2m2；外纵墙中间开设通风采光窗洞1×0.8m24.9 箱基施工图绘制：要求：图名、图幅、图例、符号、字及尺寸的标注符合有关建筑制图的基本要求；内容充实，安排合理。

图纸应包括底、顶板平面钢筋图、箱基横剖面图、节点大样图、门窗洞口加固图。

5、设计时间安排本课程设计总时间为一周，设计进度安排详见表1所示：6、分组安排本课程设计分组详见学生分组设计名单。

7、参考文献设计主要参考书如下：[1] 建筑地基基础规范（GB50007-2002），中国建筑工业出版社，2002，北京。

[2] 高层建筑箱形与筏形基础技术规程（JGJ-99），中国建筑工业出版社，1999，北京。

[3] 高层建筑基础设计，陈国兴主编，中国建筑工业出版社，2000，北京。

[4] 地基及基础，杨位光主编，中国建筑工业出版社，第三版，1998，北京。

[5] 混凝土结构设计规范（GB50010-2002），中国建筑工业出版社，2002，北京。

四考核1 能力培养要求本课程设计主要考核学生即综合运用已有专业知识基础，分析和解决土木工程实际问题。

学生完成本课程设计后，应该对相关的地基基础设计规范和标准图集的框架和内容有所了解和掌握，能够熟练运用已学的专业知识，借助基础设计规范和标准图集，独立完成地基基础箱形设计和计算，并绘制规范、明晰的基础施工图，施工图的内容能够清晰表达自己的设计思路和设计意图。

2 设计计算书的要求按照前面所述的设计步骤，完成一份完整的箱形基础设计计算书，计算书所要包含的主要内容有：2.1设计资料2.2 基础形式（1）箱基顶、底板；（2）地下箱基侧墙、边墙；（3）箱基平面；（4）箱基自重；（5）上部结构自重；（6）箱基纵、横基础梁型号及自重；（7）门窗洞口设计；2.3 荷载计算（均按标准值计算）（1）荷载计算根据荷载规范，活载应乘1.4的系数，恒载应乘1.2的系数，对验算有利的可不乘系数。

据提供的资料，荷载沿纵向对称，但由于楼梯间横向不对称，存在偏心，经计算偏心很小，所以可按中心荷载计算基础的底面积，基底=承受的总荷载有：上部框架传来的总荷载N1（已乘过荷载系数）楼梯间及电梯井荷载N2（恒载）箱基自重（恒载）G，为简化计算，墙体开门窗洞不扣除，粉刷也不计。

基底板面杂品堆料活载N3基顶板面活载N4地下水对箱基的浮力W（向上），对计算有利所以，基底总荷载= N1+ N2+ N3+ N4+G-W（2）确定地基承载力设计值f（3）确定基底尺寸：按中心受压，采用试算，先初定底板从边轴线向外挑出的尺寸（四边取相同），可得基底面积，要求基底面积≧（总荷载-G）/（f-ΥG d）。

（4）确定基底基本反力值2.4 内外墙配筋设计墙体配筋不应小于φ10@200（双面），并且内外墙上下部各增设于2φ20钢筋。

一般内墙按构造配筋，采用于φ10@200（双面双向），在下部各设置2φ20钢筋。

对外墙，承受水平静止土压力，应按计算配筋。

具体步骤：外墙设计：土压力计算；配筋计算（若计算钢筋量小于构造要求，按构造配筋，双向均为于φ10@200（双面）。

2）墙身抗剪强度计算3）墙上开洞设计门窗洞大小应符合规程的要求，并进行洞口上下过梁配筋计算。

一般门洞0.8×2m2楼梯间门洞1.2×2m2外纵墙中间开设通风采光窗洞1×0.8m23 设计图纸的要求箱基结构施工图要求能够清晰表达设计者的设计思路和设计意图，图纸干净整洁，内容丰富，图面丰满美观，符号和标注符合建筑制图的一般规定；柱平面布置图要求手工绘制，其余图纸可以手绘或计算机绘制；所有图纸均采用A3图纸绘制，结构平面图的绘图比例为1：200，柱详图的绘制比例为1：50，其余详图的绘制比例为1：10。

结构施工图包括：（1）结构设计说明：具体说明本结构的工程概况、材料选用、设计依据等。

（2）柱结构平面图：在本图中画出布置和定位轴线，并标出柱的型号。

（3）基础结构平面图：在本图中画出基础的结构布置和定位轴线，并标出基础的型号。

（4）基础详图：包括基础的平面尺寸、立面尺寸，基础的平面配筋图、立面配筋图以及剖面图。

4、考核方法每位学生上交一份课程设计计算书及施工图纸，根据成果要求，由指导教师给出书面成果成绩，占最后成绩的70%左右。

建议可以对争优的学生进行质疑，给出质疑成绩；或者对全体学生进行关于设计内容的考试，给出考试成绩，占最后成绩的30%左右。