土力学与地基基础设计实例

1、土力学与地基基础课程设计第一部分墙下条形基础课程设计一、墙下条形基础课程设计任务书（一）设计题目某教学楼采用毛石条形基础，教学楼建筑平面如图4-1 所示，试设计该基础。图 4-1 平面图（二）设计资料工程地质条件如图4-2 所示。bd杂填土= 16KN/m 3粉质粘土= 18KN/m 30.3Es = 10MPa1.6f k = 196KN/m 2淤泥质土 Es = 2MPaf k = 88KN/m 2图 4-2 工程地质剖面图室外设计地面 -0.6m，室外设计地面标高同天然地面标高。F 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 =168.61kN，内横墙 F3K=162.68kN，内纵墙 F4K=1533.15kN。2K基础采用 M5 水泥砂浆砌毛石，标准冻深为1.2m。（三）设计内容荷载计算（包括选计算单元、确定其宽度） 。确定基础埋置深度。确定地基承载力特征值。确定基础的宽度和剖面尺寸。软弱下卧层强度验算。绘制施工图（平面图、详图） 。（四）设计要求计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂。制图要求 所有图线、图例尺寸和标注方法均

2、应符合新的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为仿宋字。设计时间三天。；(kN/m 3)；二、墙下条形基础课程设计指导书（一）荷载计算1.选定计算单元 对有门窗洞口的墙体，取洞口间墙体为计算单元；对无门窗洞口的墙体，则可取 1m 为计算单元（在计算书上应表示出来） 。2.荷载计算计算每个计算单元上的竖向力值（已知竖向力值除以计算单元宽度）。（二）确定基础埋置深度dGB50007-2002 规定 dmin =Zd-hmax 或经验确定 dmin=Z0+（100200）mm。式中Zd设计冻深， Zd= Z0 zszw ze；Z0标准冻深；zs土的类别对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-1；zw土的冻胀性对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-2；ze环境对冻深的影响系数，按规范中表（三）确定地基承载力特征值fa5.1.7-3；f af akb(b3)dm(d0.5)式中fa修正后的地基承载力特征值（ kPa）；fak地基承载力特征值（已知） (kPa)；b、b基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（已知）基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度 m基础

3、底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度 (kN/m 3)；b基础底面宽度（ m），当小于 3m 按 3m 取值，大于 6m 按 6m 取值；d基础埋置深度（ m）。（四）确定基础的宽度、高度Fkbhfa0b b0b2H 2 tanb2 / H 0式中Fk相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值（kN ）。当为柱下独立基础时，轴向力算至基础顶面，当为墙下条形基础时，取 1m 长度内的轴向力（kN/m ）算至室内地面标高处；基础及基础上的土重的平均重度，取 =20 kN/m3；当有地下水时， 取 =20-9.8=10.2 kN/m3；h计算基础自重及基础上的土自重GK 时的平均高度（ m）。b 2基础台阶宽度 (m)；H0基础高度 (m)。（五）软弱下卧层强度验算如果在地基土持力层以下的压缩层范围内存在软弱下卧层，则需按下式验算下卧层顶面的地基强度，即pzpcz f az式中pz相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加应力值（ kPa）；pcz软弱下卧层顶面处土的自重压力标准值（kPa）；faz软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa）。（六）

4、绘制施工图（ 2 号图纸一张）合理确定绘图比例（平面图 1：100、详图 1：201：30）、图幅布置；符合建筑制图标准。三、参考文献1.中华人民共和国国家标准 .建筑地基基础设计规范（ GB 50007-2002）. 北京：中国建筑工业出版社， 20022.孙维东主编 . 土力学与地基基础 . 北京：机械工业出版社，20033.中华人民共和国国家标准 . 砌体结构设计规范 （GB50003-2001）. 北京：中国建筑工业出版社， 20024.沈克仁主编 . 地基与基础 . 中国建筑工业出版社，1993四、设计实例1.设计题目 某四层教学楼，平面布置图如图4-1 所示。梁 L-1 截面尺寸为200mm500mm，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，本教学楼的基础采用毛石条形基础，标准冻深为1.2m。由上部结构传至基础顶面，的竖向力值分别为外纵墙 F1K，山墙 F2K，内横墙 F3K内纵墙 F4K。=558.57kN=168.61kN=162.68kN=1533.15kN2.工程地质情况该地区地形平坦，经地质勘察工程地质情况如图4-2

5、 所示，地下水位在天然地表下 8.5m，水质良好，无侵蚀性。3.基础设计荷载计算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4-3 所示。外纵墙：取两窗中心间的墙体。内纵墙：取轴线之间两门中心间的墙体。山墙、横墙：分别取1 m 宽墙体。图 4-3墙的计算单元2）荷载计算3.3 m 为计算单元宽度外纵墙：取两窗中心线间的距离则 F1kF1k558.57kN/m169.26kN / m3.33.3山墙：取 1 m 为计算单元宽度则 F2kF2k168.61kN / m168.61kN / m11内横墙：取 1 m 为计算单元宽度则 F3kF3k162.68 kN / m162.68kN / m11内纵墙：取两门中心线间的距离8.26m 为计算单元宽度则 F4kF4k1533.15 kN / m 185.61kN / m8.268.26确定基础的埋置深度 dd=Z +200 =（1200 +200）mm=1400 mm0确定地基承载特征值 fa假设 b3m，因 d=1.4m0.5m 故只需对地基承载力特征值进行深度修正m160.5180.9 kN / m 317.29kN / m

6、 30.50.9f afakdm (d0.5)1961.6 17.291.40.5 kN / m2220.89kN / m 2确定基础的宽度、高度1）基础宽度外纵墙：b1F1k169.26m0.877mh220.8920f a1.4山墙：b2F2k168.61m0.874mf ah220.89 201.4内横墙： b3F3k162.68m0.843mfah220.89 201.44F4k185.61m0.962m内纵墙： b fah220.89 201.4故取 b=1.2m3m ，符合假设条件。2）基础高度基础采用毛石， M5 水泥砂浆砌筑。内横墙和内纵墙基础采用三层毛石，则每层台阶的宽度为b21.20.241 m0.16m （符合构造要求）223查 GB50007-2002 允许台阶宽高比 b2/H0 =1/1.5，则每层台阶的高度为H0b20.16b2 / H 0m 0.24m1/ 1.5综合构造要求，取H0。=0. 4m最上一层台阶顶面距室外设计地坪为（ 1. 4-0. 4 3） m = 0.2m0.1m故符合构造要求。（如图 4-4 所示）外纵墙和山墙基础仍采用三层毛石，每层台阶高0. 4m ，则每层台阶的允许宽度为b b2 / H 0 H 01/ 1.5 0.4m0.267m又因单侧三层台阶的总宽度为（ 1.2-0.37）m /2=0.415 m 故取三层台阶的宽度分别为 0.115 m、0.15 m、0.15 m，均小于 0.2

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