《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屋面、楼面使用活荷载标准值附表—2黑龙江省建筑地基基础设计规范地基承载力特征值表工程地质条件4墙下条形基础设计一、设计资料工程名称：中学教学楼建筑地点：河北省某市标准冻深：Z0 =2 m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，梁的截面尺寸b×h=250×500mm，其上铺钢筋混凝土空心板，墙体采用机制普通砖MU15，砂浆采用M5砌筑。

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水泥沙浆 20KN/m3混合沙浆 17KN/m3浆砌机砖 19KN/m3水泥珍珠岩制品 4KN/m3屋面及楼面使用活荷载：屋面、楼面使用活荷载标准值附表—1河北省省某市建筑地基基础设计规范的地基承载力特征值：附表—2二、基础设计步骤（一）计算上部结构竖向荷载对于纵横墙承重方案，外纵墙荷载传递途径为：屋面（楼面）荷载→进深梁→外纵墙→墙下基础→地基计算上部结构传来的竖向荷载时，根据房屋结构承重方案的受力特点，合理地选择荷载计算单元，具体可分为以下两种情况：（1） 对于有门窗洞的墙以及搁置进深大梁的承重墙，可取一个开间为计算单元。

（2） 对于无门窗洞的墙，可取1m 宽为荷载计算单元。

由上部结构传至基础设计标高±0.00处的竖向荷载主要有：结构自重（屋面、楼面、墙体等）；屋面使用活荷载（注意：屋面使用活荷载与雪荷载二者不能同时考虑，取其较大者计算）以及楼面使用活荷载。

（二）根据建筑物荷载大小、地基土质情况等，合理选择基础类型和材料。

（三）根据工程地质条件、建筑物使用要求以及地下水影响等因素、确定基础埋深。

首先根据工程地质条件，可初步选择基础持力层，建筑地基基础设计规范规定，基础埋深不得小于0.5 m 。

对于寒冷地区，确定外墙基础埋深时，应考虑地基土冻胀的影响。

主要根据持力层土质情况、冻前天然含水量、及冻结期间地下水位距冻结面的最小距离、平均冻胀率等因素，确定地基土的冻胀性（查表7-3）。

再根据土的冻胀性、基础形式、采暖情况、基底平均压力，确定基底下容许残留冻土层厚度m ax h （查表7-4），然后计算基础最小埋深（还需考虑土的类别、环境对冻深等因素的影响）即：max max h z d d -=选择外基础埋深时，要求基础埋深d ＞min d ，内墙基础埋深不必考虑地基土冻胀的影响，可以适当浅埋。

（四）根据工程地质条件，计算地基持力层和下卧层的承载力。

如果地基下卧层是软弱土层（淤泥或淤泥质土），必须进行软弱下卧层承载力验算，并要求满足：az cz z f p p ≤+（五）根据修正后的地基承载力特征值a f 以及相应于荷载效应标准组合上层结构传至基础顶面的竖向力K F （即每延米荷载），按下式计算墙下条形基础宽度： df F b G aK.γ-≥（六）对于墙下钢筋混凝土条形基础，需根据抗剪强度条件确定基础高度（即底板厚度），同时还要考虑其构造要求。

然后计算基础底板配筋。

具体设计步骤与计算方法详见下面设计实例。

三、墙下条形基础设计实例根据设计资料、工程概况和设计要求，教学楼采用墙下钢筋混凝土条形基础。

基础材料选用C25混凝土，=t f 1.27N/mm 2；HPB235钢筋，=y f 210N/mm 2.。

建筑场地工程地质条件，见附图-1所示。

下面以外纵墙（墙厚0.49m ）基础为例，设计墙下钢筋混凝土条形基础。

（一）确定基础埋深已知哈尔滨地区标准冻深Z o =2m,工程地质条件如附图-1所示：附图-1 建筑场地工程地质条件根据建筑场地工程地质条件，初步选择第二层粉质粘土作为持力层。

根据地基土的天然含水量以及冻结期间地下水位低于冻结面的最小距离为8m ，平均冻胀率η=4，冻胀等级为Ⅲ级，查表7-3，确定持力层土为冻胀性土，选择基础埋深ｄ=1.6m 。

（二）确定地基承载力1、第二层粉质粘土地基承载力5.019291924=--=--=ωωωωL P L I75.017.18)24.01(8.971.21)1(=-+⨯⨯=-+=γωγωs d e查附表-2，地基承载力特征值aK f =202.5 KPa 按标准贯入试验锤击数N=6，查附表-3，aK f =162.5KPa 二者取较小者，取aK f =162.5KPa2、第三层粘土地基承载力9.0118)29.01(8.97.21)1(=-+⨯⨯=-+=γωγωs d e75.05.215.315.2129=--=--=ωωωωL P L I查附表-2，aK f =135 KPa ，按标准贯入锤击数查表-3，aK f =145 KPa ，二者取较小者，取aK f =135 KPa 。

3 、修正持力层地基承载力特征值根据持力层物理指标e =0.9， I L =0.75，二者均小于0.85。

查教材表4-2 =b η0.3，=η 1.63/63.176.16.07.18117m KN m =⨯+⨯=γa m d ak a KP d f f 5.193)5.06.1(63.176.15.162)5.0(=-⨯⨯+=-+=γη（五）计算上部结构传来的竖向荷载 KF对于纵横墙承重方案，外纵墙荷载传递途径为： 屋面（楼面）荷载→进深梁→外纵墙→墙下基础→地基附图2 教学楼某教室平面及外墙剖面示意图1、外纵墙（墙厚0.49m ）基础顶面的荷载，取一个开间3.3m 为计算单元（见附图-2） (1) 屋面荷载 恒载：改性沥青防水层： 0.4K N /m 21：3水泥沙浆20mm 厚： 0.02 ⨯20=0.4KN/m 2 1：10 水泥珍珠岩保温层（最薄处100mm 厚+找坡层平均厚120mm ）：0.22×4=0.88KN/m2改性沥青隔气层： 0.0.5K N/m2 1：3水泥沙浆20mm厚： 0.02×20=0.4KN/m2钢混凝土空心板120mm厚： 1.88KN/m2混合沙浆20mm厚： 0.02×17=0.34KN/m2————————————————————————————————————恒载标准值： 4.35KN/m2恒载设计值： 1.2×4.35=5.22KN/m2屋面活载标准值0.5K N/m2屋面活载设计值 1.4×0.5=0.7K N/m2 ————————————————————————————————————屋面总荷载标准值 4.35+0.5=4.85KN/m2屋面总荷载设计值 5.22+0.7=5.92KN/m2 (2)楼面荷载恒载：地面抹灰水泥砂浆20mm厚0.02×20=0.4K N/m2 钢筋混凝土空心板120mm厚 1.88KN/m2天棚抹灰混合砂浆20m m厚0.02×17=0.34K N/m2 恒载标准值 2.62K N/m2恒载设计值 1.2×2.62=3.14K N/m2楼面活载标准值（教室） 2.0K N/m2楼面活载设计值 1.4×2.0×0.65*=1.82KN/m2————————————————————————————————————楼面总荷载标准值2×0.65*+2.62=3.92K N/m2楼面总荷载设计值 5.94K N/m2注：0.65*为荷载规范4.1.2规定：设计墙、柱和基础时活荷载按楼层的折减系数(3) 进深梁自重钢筋混凝土梁25×0.25×0.5=3.13K N/m 梁侧抹灰17×0.02×0.5×2=0.34K N/m ————————————————————————————————————梁自重标准值 3.47KN/m 梁自重设计值 1.2×3.47=4.16KN/m （4）墙体自重（注：窗间墙尺寸：2.1m×2.4m）窗重 : 0.45×2.1×2.4=2.27KN 浆砌机砖: 19×0.49×（3.6×3.3-2.1×2.4）=63.86KN 墙双面抹灰： 0.02×（17+20）×（3.6×3.3-2.1×2.4）=5.06KN ————————————————————————————————————墙体自重标准值71.19K N墙体自重设计值 1.2×71.19=85.43K NF(5)基础顶面的竖向力KF=[ 屋面荷载 + 楼面荷载×（层数-1）]×进深/2+（进深梁重×进深/2+墙体自重）K÷开间×层数即：F=[4.85+3.92×5]×6.6/2+（3.47×6.6/2+71.19）÷3.3×6=230.9KN/mK2、内纵墙（墙厚0.37m）基础顶面的荷载，取一个开间3.3m为计算单元对于纵横墙承重方案，内纵墙荷载传递途径：屋面（楼面）荷载→进深梁↘内纵墙→墙下基础→地基走廊屋面（楼面）荷载↗(1)屋面荷载（同外纵墙） 4.85kN/m2(2)楼面荷载（同外纵墙） 3.92 kN/m2(3) 进深梁自重（同外纵墙） 3.47kN/m(4)墙体自重浆砌机砖:19×0.37×3.6×3.3=83.52K N墙双面抹灰：0.02×2×17×3.6×3.3=8.08K N————————————————————————————————————墙体自重标准值91.60K N墙体自重设计值 1.2×91.60 = 109.92KNF(5)基础顶面的竖向力K=F[ 屋面荷载 + 楼面荷载×（层数-1）]×进深/2+（进深梁重×进深/2+墙体自重）K÷开间×层数+[ 屋面荷载 + 楼面荷载×（层数-1）]×走廊开间/2 ，即：F（4.85+3.92×5）×6.6/2+（3.47×6.6/2+91.6）÷3.3×6+（4.85+3.92×5）=K×2.7/2= 80.685+187.37+33.01=301.1KN/m3、山墙（墙厚0.49m）基础顶面的荷载，取①轴山墙4.5m开间、1m宽为计算单元(1) 屋面荷载（同外纵墙） 4.85 KN/m2(2)楼面荷载（同外纵墙） 3.92 KN/m2(3)墙体自重浆砌机砖: 19×0.49×3.6=33.52KN/m墙双面抹灰：0.02×（17+20）×3.6=2.66KN/m————————————————————————————————————墙体自重标准值36.18KN/m墙体自重设计值 1.2×36.18 = 43.42KN/mF（5）基础顶面的竖向力KF=[屋面荷载 + 楼面荷载×（层数-1）]×开间/2+墙体自重×层数，即：KF=[4.85+3.92×5]×4.5/2+36.18×6= 272.09KN/mK3、内横墙（墙厚0.24m ）基础顶面的荷载，取1m 宽为计算单元(1) 屋面荷载（同外纵墙） 4.85 KN /m 2 (2)楼面荷载（同外纵墙） 3.92 KN /m 2 (3)墙体自重浆砌机砖: 19×0.24×3.6=16.42K N /m 墙双面抹灰： 0.02×2×17×3.6=2.45K N /m ———————————————————————————————————— 墙体自重标准值 18.87K N /m 墙体自重设计值 1.2×18.87= 22.64K N /m (4)基础顶面的竖向力K FK F =[ 屋面荷载 + 楼面荷载×（层数-1）]×开间+墙体自重×层数，即： K F =[4.85+3.92×5]×3.3+18.89×6=194.3KN /m(四) 求基础宽度 1、外纵墙基础48.1)26.06.1(205.1939.230=+⨯-=⋅-=df F b G a kγm 取6.1=b m2、内纵墙基础01.2)6.06.1(205.1931.301=+⨯-=⋅-=d f F b G a k γm ，取1.2=b m3、山墙基础75.1)26.06.1(205.19309.272=+⨯-=⋅-=df F b G a kγm ，取1.9m4、内横墙基础30.1)6.06.1(205.1933.194=+⨯-=⋅-=d f F b G a k γm ，取4.1=b m(五) 计算基础底板厚度及配筋1、外纵墙基础 (1)地基净反力82.1946.19.23035.1=⨯==b F P j kPa (2)计算基础悬臂部分最大内力555.0249.06.11=-=a m ， 79.41555.082.1942121221=⨯⨯==a P M j kN.m13.108555.082.1941=⨯==a P V j kN初步确定基础底版厚度先按8bh =的经验值初步确定，然后再进行受剪承载力验算。