高職高專建筑工程技術(shù)專業(yè)

1、地基與基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書、指導(dǎo)書 高職高專建筑工程技術(shù)專業(yè) 地基與基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo) 主編 王秀蘭黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院20目 錄課程設(shè)計任務(wù)書1教學(xué)樓首層平面圖4工程地質(zhì)條件表5課程設(shè)計指導(dǎo)書6教學(xué)樓首層平面大圖19地基與基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書 一、設(shè)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(chǔ)設(shè)計方法和計算步驟，明確基礎(chǔ)有關(guān)構(gòu)造； 3、初步掌握基礎(chǔ)施工圖的表達方式、制圖規(guī)定及制圖基本技能。二、設(shè)計資料工程名稱：中學(xué)教學(xué)樓，其首層平面見附圖。建筑地點：標(biāo)準(zhǔn)凍深：z0 =地質(zhì)條件：見附表 序號工程概況：建筑物結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu)，采用縱橫墻承重方案。建筑物層數(shù)為四六層，層高

2、3.6m，窗高2.4m，室內(nèi)外高差為0.6m。教室內(nèi)設(shè)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 20mm厚1：3水泥砂漿找平層 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板120mm厚（或180mm厚） 20mm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

3、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120mm厚 1.88kn/m2預(yù)應(yīng)力混凝土空心板180mm厚 2.37kn/m2水泥砂漿 20kn/m3混合砂漿 17kn/m3漿砌機磚 19kn/m3水泥珍珠巖制品 4kn/m3 鋼筋混凝土 25 kn/m3屋面雪荷載及有關(guān)地區(qū)凍深 附表1地 點標(biāo)準(zhǔn)凍深z0（m）雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kn/m2）哈爾濱齊齊哈爾牡丹江佳木斯伊春大慶2.02.21.82.02.42.10.400.300.550.70 0.60 0.30屋面、樓面使用活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 附表2類別標(biāo)準(zhǔn)

4、值kn/m2備注說明不上人的屋面（上人的屋面2.0）樓 面（教 室、試驗室、閱覽室）走 廊、門 廳、樓 梯廁 所、盥洗室0.52.02.52.5 墻、柱、基礎(chǔ)計算截面以上各樓層活荷載總和的折減系數(shù)，按樓層活荷載折減系數(shù)為：45層0.7；68層為0.65。注：表中使用活荷載僅用于教學(xué)樓，黑龍江省建筑地基基礎(chǔ)設(shè)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fak(kpa) 附表 3ile00.250.500.751.001.200.60(380)320250(200)(160)0.703102752151701401200.802602401901501251050.9022021017013

5、51101001.00190180150120100 一般粘性土地基承載力特征值fak(kpa) 附表 4標(biāo)貫n3579111315fak110145180215250290325 粉土地基承載力特征值fak(kpa) 表 5標(biāo)貫n3579101112131415fak105145185225245265285305325345砂土地基承載力特征值fak(kpa) 附表6標(biāo)貫n土的名稱101530中砂、粗砂180250340粉砂、細砂140180250 淤泥及淤泥質(zhì)土地基承載力特征值fak(kpa) 附表 7天然含水量w（%）36404550556575fak100908070605040三、

6、設(shè)計要求1、結(jié)構(gòu)布置方案：中學(xué)教學(xué)樓結(jié)構(gòu)類型為磚混結(jié)構(gòu)，縱墻承重方案。2、基礎(chǔ)方案：采用墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)3、基礎(chǔ)材料：混凝土采用c20，鋼筋采用hpb235級。（如四層教學(xué)樓也可采用毛石基礎(chǔ)，毛石采用mu 20,砂漿采用m5）。4、繪圖要求：繪制2號圖一張，包括基礎(chǔ)平面布置圖和基礎(chǔ)剖面圖，并編寫施工說明。繪圖比例：基礎(chǔ)平面布置圖1：100；基礎(chǔ)剖面圖1：30。3、設(shè)計進度課程設(shè)計時間為一周。時間與進度安排：第13天為荷載計算、地基與基礎(chǔ)計算，三天內(nèi)務(wù)必完成；第45天繪制基礎(chǔ)施工圖。要求計算書內(nèi)容清晰完整；并要求圖面能清晰準(zhǔn)確表達設(shè)計者意圖，保證圖面質(zhì)量。 工 程 地 質(zhì) 條 件序號土層

7、指 標(biāo)地下水位(m) 土的名稱層厚mkn/m3土的名稱層厚mkn/m3ds%p%l%esn/mm2n土的名稱層厚mkn/m3ds%p%l%esn/mm2n1-7耕土0.616.3粘土6.418.02.72281937108細砂飽合319.02.6828-10152-7雜填土0.517.0粉土6.518.92.70252230128粘土319.52.723824.542.5973-6.5雜填土0.816.7粉質(zhì)粘土5.718.12.74282234107淤泥土質(zhì)3.517.52.704522423-4-8多年填土0.816.9粘土5.218.52.7230213997粉質(zhì)粘土418.32.742

8、822341075-6耕土0.516.2粉質(zhì)粘土5.518.22.73292335107粘土419.62.7137.52442976-10填土0.616.1粘土518.32.7127183688粉土4.518.72.73252040877-9雜填土0.716粘土6.318.42.7226203787粉質(zhì)粘土318.52.722723418108-7雜填土0.516.2粘土6.5182.73241938107淤泥3192.73025453-9-12耕土0.616粘土5.418.22.72201837108中砂418.62.6820-121510-10填土0.816.3粘土6.2182.73202

9、03987粉土418.82.742018361010地基與基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書 墻下條形基礎(chǔ)一、設(shè)計資料工程名稱：中學(xué)教學(xué)樓，首層平面見附圖-3建筑地點：哈爾儐市標(biāo)準(zhǔn)凍深：z0 =2 m地質(zhì)條件：見附圖-1工程概況：建筑物結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu)，采用縱橫墻承重方案。建筑物層數(shù)為六層，層高3.6m，窗高2.4m，室內(nèi)外高差為0.6m。教室內(nèi)設(shè)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 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

10、）隔氣層 20mm厚1：3水泥砂漿找平層 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板120mm厚（或180mm厚） 20mm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120mm厚 1.88kn/m2預(yù)應(yīng)力混凝土空心板180mm厚 2.37kn/m2水泥沙漿 20kn/m3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

11、用活荷載：屋面、樓面使用活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 附表1類別標(biāo)準(zhǔn)值kn/m2備注說明不上人的屋面（上人的屋面2.0）樓 面（教 室、試驗室、閱覽室）走 廊、門 廳、樓 梯廁 所、盥洗室0.52.02.52.5 墻、柱、基礎(chǔ)計算截面以上各樓層活荷載總和的折減系數(shù)，按樓層活荷載折減系數(shù)為：45層0.7；68層為0.65。注：表中使用活荷載僅用于教學(xué)樓，黑龍江省建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范推薦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2ile00.250.500.751.001.200.60(380)320250(200)(160)0.703102752151701401200.802602

12、401901501251050.902202101701351101001.00190180150120100 一般粘性土地基承載力特征值fak(kpa) 附表-3標(biāo)貫n3579111315fak110145180215250290325 粉土地基承載力特征值fak(kpa) 附表 -4標(biāo)貫n3579101112131415fak105145185225245265285305325345砂土地基承載力特征值fak(kpa) 附表-5標(biāo)貫n土的名稱101530中砂、粗砂180250340粉砂、細砂140180250 淤泥及淤泥質(zhì)土地基承載力特征值fak(kpa) 附表-6天然含水量w（%）36

13、404550556575fak100908070605040二、設(shè)計目的1、了解砌體結(jié)構(gòu)的受力特點及荷載傳遞途徑；2、掌握荷載計算方法及淺基礎(chǔ)設(shè)計步驟；3、明確基礎(chǔ)有關(guān)構(gòu)造要求；4、初步掌握基礎(chǔ)施工圖的表達方式、制圖規(guī)定及制圖基本技能。三、設(shè)計要求1、結(jié)構(gòu)布置方案：中學(xué)教學(xué)樓結(jié)構(gòu)類型為磚混結(jié)構(gòu)，縱墻承重方案。2、基礎(chǔ)類型及構(gòu)造要求：采用墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，混凝土采用c25 ，基礎(chǔ)墊層混凝土采用c10?；A(chǔ)底板鋼筋采用hpb235級；其受力鋼筋直徑不宜小于10mm；間距不宜大于200mm，也不小于100mm?；A(chǔ)縱向分布鋼筋的直徑不小于8mm；間距不宜大于300mm?；A(chǔ)設(shè)墊層鋼筋保護層不小

14、于40mm。3、繪圖要求：繪制2號圖一張，包括基礎(chǔ)平面布置圖和基礎(chǔ)剖面圖，并編寫施工說明。繪圖比例：基礎(chǔ)平面布置圖1：100；基礎(chǔ)剖面圖1：30。 四、基礎(chǔ)設(shè)計步驟（一）計算上部結(jié)構(gòu)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(chǔ)地基計算上部結(jié)構(gòu)傳來的豎向荷載時，根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)設(shè)計標(biāo)高±0.00處的豎向荷載主要有：結(jié)構(gòu)自重（屋面、樓面、墻體

15、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(jù)建筑物荷載大小、地基土質(zhì)情況等，合理選擇基礎(chǔ)類型和材料。（三）根據(jù)工程地質(zhì)條件、建筑物使用要求以及地下水影響等因素、確定基礎(chǔ)埋深。首先根據(jù)工程地質(zhì)條件，可初步選擇基礎(chǔ)持力層，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，基礎(chǔ)埋深不得小于0.5 m。對于寒冷地區(qū)，確定外墻基礎(chǔ)埋深時，應(yīng)考慮地基土凍脹的影響。主要根據(jù)持力層土質(zhì)情況、凍前天然含水量、及凍結(jié)期間地下水位距凍結(jié)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(jù)土的凍脹性、基礎(chǔ)形式、采暖情況、基底平均壓力，確定基底下容許殘留

16、凍土層厚度（查表7-4），然后計算基礎(chǔ)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：選擇外基礎(chǔ)埋深時，要求基礎(chǔ)埋深，內(nèi)墻基礎(chǔ)埋深不必考慮地基土凍脹的影響，可以適當(dāng)淺埋。（四）根據(jù)工程地質(zhì)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(zhì)土），必須進行軟弱下臥層承載力驗算，并要求滿足： （五）根據(jù)修正后的地基承載力特征值以及相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合上層結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力（即每延米荷載），按下式計算墻下條形基礎(chǔ)寬度： （六）對于墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，需根據(jù)抗剪強度條件確定基礎(chǔ)高度（即底板厚度），同時還要考慮其構(gòu)造要求。然后計算基礎(chǔ)底板配筋。具體設(shè)計步驟與計

17、算方法詳見下面設(shè)計實例。五、墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計實例根據(jù)設(shè)計資料、工程概況和設(shè)計要求，教學(xué)樓采用墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)?；A(chǔ)材料選用c25混凝土，1.27n/mm2；hpb235鋼筋，210n/mm2.。建筑場地工程地質(zhì)條件，見附圖-1所示。下面以外縱墻（墻厚0.49m）基礎(chǔ)為例，設(shè)計墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。（一）確定基礎(chǔ)埋深已知哈爾濱地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)凍深zo=2m,工程地質(zhì)條件如附圖-1所示： 附圖-1 建筑場地工程地質(zhì)條件根據(jù)建筑場地工程地質(zhì)條件，初步選擇第二層粉質(zhì)粘土作為持力層。根據(jù)地基土的天然含水量以及凍結(jié)期間地下水位低于凍結(jié)面的最小距離為8m，平均凍脹率=4，凍脹等級為級，查表7-3，確定持力層

18、土為凍脹性土，選擇基礎(chǔ)埋深=1.6m。（二）確定地基承載力 1、第二層粉質(zhì)粘土地基承載力 查附表-2，地基承載力特征值=202.5 kpa按標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗錘擊數(shù)n=6，查附表-3，=162.5kpa二者取較小者，取=162.5kpa2、第三層粘土地基承載力查附表-2， =135 kpa，按標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)查表-3，=145 kpa，二者取較小者，取=135 kpa。3 、修正持力層地基承載力特征值根據(jù)持力層物理指標(biāo)=0.9， i=0.75，二者均小于0.85。查教材表4-2 0.3，1.6（五）計算上部結(jié)構(gòu)傳來的豎向荷載 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

19、礎(chǔ)地基 附圖2 教學(xué)樓某教室平面及外墻剖面示意圖1、外縱墻（墻厚0.49m）基礎(chǔ)頂面的荷載，取一個開間3.3m為計算單元（見附圖-2）(1) 屋面荷載恒載： 改性瀝青防水層： 0.4kn/m21：3水泥沙漿20mm厚： 0.02 20=0.4kn/m21：10 水泥珍珠巖保溫層（最薄處100mm厚找坡層平均厚120mm）： 0.22×4=0.88kn/m2改性瀝青隔氣層： 0.0.5kn/m21：3水泥沙漿20mm厚： 0.02×20=0.4kn/m2鋼混凝土空心板120mm厚： 1.88kn/m2混合沙漿20mm厚： 0.02×17=0.34kn/m2恒載標(biāo)準(zhǔn)值

20、： 4.35kn/m2恒載設(shè)計值： 1.2×4.35=5.22kn/m2屋面活載標(biāo)準(zhǔn)值 0.5kn/m2屋面活載設(shè)計值 1.4×0.5=0.7kn/m2屋面總荷載標(biāo)準(zhǔn)值 4.35+0.5=4.85kn/m2屋面總荷載設(shè)計值 5.22+0.7=5.92kn/m2 (2)樓面荷載恒載：地面抹灰水泥砂漿20mm厚 0.02×20=0.4kn/m2鋼筋混凝土空心板120mm厚 1.88kn/m2天棚抹灰混合砂漿20mm厚 0.02×17=0.34kn/m2恒載標(biāo)準(zhǔn)值 2.62kn/m2恒載設(shè)計值 1.2×2.62=3.14kn/m2樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值（教室

21、） 2.0kn/m2樓面活載設(shè)計值 1.4×2.0×0.65*=1.82kn/m2樓面總荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2×0.65*+2.62=3.92kn/m2樓面總荷載設(shè)計值 5.94kn/m2注：0.65*為荷載規(guī)范4.1.2規(guī)定：設(shè)計墻、柱和基礎(chǔ)時活荷載按樓層的折減系數(shù)(3) 進深梁自重鋼筋混凝土梁 25×0.25×0.5=3.13kn/m梁側(cè)抹灰 17×0.02×0.5×2=0.34kn/m梁自重標(biāo)準(zhǔn)值 3.47kn/m梁自重設(shè)計值 1.2×3.47=4.16kn/m（4）墻體自重（注：窗間墻尺寸：2.1m

22、15;2.4m）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(biāo)準(zhǔn)值 71.19kn墻體自重設(shè)計值 1.2×71.19 = 85.43kn(5)基礎(chǔ)頂面的豎向力= 屋面荷載 + 樓面荷載×（層數(shù)-1）×進深/2+（進深梁重×進深/2+墻體自重）÷開間×層數(shù) 即：

23、=4.85+3.92×5×6.6/2+（3.47×6.6/2+71.19）÷3.3×6=230.9kn/m2、內(nèi)縱墻（墻厚0.37m）基礎(chǔ)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(nèi)縱墻荷載傳遞途徑：屋面（樓面）荷載進深梁內(nèi)縱墻墻下基礎(chǔ)地基走廊屋面（樓面）荷載(1)屋面荷載（同外縱墻） 4.85kn/m(2)樓面荷載（同外縱墻） 3.92 kn/m (3) 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=83.52kn墻雙面抹灰： 0.02

24、15;2×17×3.6×3.3=8.08kn 墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值 91.60kn墻體自重設(shè)計值 1.2×91.60 = 109.92kn(5)基礎(chǔ)頂面的豎向力 屋面荷載 + 樓面荷載×（層數(shù)-1）×進深/2+（進深梁重×進深/2+墻體自重）÷開間×層數(shù)+ 屋面荷載 + 樓面荷載×（層數(shù)-1）×走廊開間/2 ，即：（4.85+3.92×5）×6.6/2+（3.47×6.6/2+91.6）÷3.3×6+（4.85+3.92×5）

25、15;2.7/2= 80.685+187.37+33.01=301.1kn/m3、山墻（墻厚0.49m）基礎(chǔ)頂面的荷載，取軸山墻4.5m開間、1m寬為計算單元 (1) 屋面荷載（同外縱墻） 4.85 kn/m(2)樓面荷載（同外縱墻） 3.92 kn/m(3)墻體自重漿砌機磚: 19×0.49×3.6=33.52kn/m墻雙面抹灰： 0.02×（17+20）×3.6=2.66kn/m 墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值 36.18kn/m墻體自重設(shè)計值 1.2×36.18 = 43.42kn/m（5）基礎(chǔ)頂面的豎向力=屋面荷載 + 樓面荷載×（層數(shù)-1）

26、×開間/2+墻體自重×層數(shù)，即：=4.85+3.92×5×4.5/2+36.18×6= 272.09kn/m3、內(nèi)橫墻（墻厚0.24m）基礎(chǔ)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)樓面荷載（同外縱墻） 3.92 kn/m (3)墻體自重漿砌機磚: 19×0.24×3.6=16.42kn/m墻雙面抹灰： 0.02×2×17×3.6=2.45kn/m 墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值 18.87kn/m墻體自重設(shè)計值 1.2×18.87= 22.64kn/m(4)基礎(chǔ)頂面的豎向力= 屋面荷載 + 樓面荷載×（層數(shù)-1）×開間+墻體自重×層數(shù)，即：=4.85+3.92×5×3.3+18.89×6=194.3kn/m(四) 求基