墙下条形基础课程设计(教师：宋天文)
墙下条形基础课程设计任务书
墙下条形基础课程设计任务书一、课程背景墙下条形基础课程是一门为初学者设计的基础课程，旨在引导学员了解和掌握墙下条形的基本知识和技能。
墙下条形是一种广泛应用于建筑和土木工程领域的结构形式，掌握其基础知识和技能对于从事相关行业的专业人士至关重要。
二、课程目标本课程旨在帮助学员达到以下目标：1.理解墙下条形的基本原理和应用场景；2.掌握墙下条形的设计原则和计算方法；3.能够应用所学知识解决实际问题；4.培养学员的团队合作意识和解决问题的能力。
三、课程大纲1. 墙下条形概述•墙下条形定义和分类•墙下条形的应用领域•墙下条形的重要性和优势2. 基本原理和设计原则•墙下条形的工作原理•墙下条形的受力分析•墙下条形的设计要点和规范3. 条形设计的基本计算•条形设计参数的确定•条形尺寸的计算方法•条形材料的选择和使用4. 案例分析与实践•实际案例分析•使用计算软件进行设计•案例实际操作演练5. 团队合作与项目实施•形成小组进行实践项目•分工合作完成项目任务•项目实施和结果分析四、课程评估与考核方式学员将通过以下方式进行课程评估和考核：1.平时表现（占总评成绩的30%）：–参与课堂讨论和活动的积极性；–课后作业的完成情况；–团队协作能力和贡献度。
2.课程项目（占总评成绩的40%）：–根据指定的项目任务进行团队合作，完成设计和计算；–撰写项目报告，向教师展示项目成果。
3.期末考试（占总评成绩的30%）：–考察学员对墙下条形基础知识和应用的理解程度；–包括选择题和解答题。
五、教学资源和参考资料•教材：《墙下条形基础课程教程》•计算软件：AutoCAD、STAAD.Pro等•相关论文和研究资料六、教学团队本课程的教学团队由以下成员组成：•主讲教师：XXX（联系方式：xxx）•助教：XXX（联系方式：xxx）七、备注本课程不限制学员的专业背景，但建议具备一定的土木工程和结构设计基础知识。
学员可以自行组成团队完成课程项目，也可以由教师安排团队分组。
浅基础设计指导书
《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1所示，试设计该基础。
图1 建筑平面图（二）设计资料⑴工程地质条件如图2所示。
图2工程地质剖面图⑵室外设计地面-0.6m，室外设计地面标高同天然地面标高。
⑶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，横墙∑F3K=162.68kN，纵墙∑F4K=1533.15kN。
⑷基础采用M5水泥砂浆砌毛石，标准冻深为1.2m。
（三）设计容⑴荷载计算（包括选计算单元、确定其宽度）。
⑵确定基础埋置深度。
⑶确定地基承载力特征值。
⑷确定基础的宽度和剖面尺寸。
⑸软弱下卧层强度验算。
⑹绘制施工图（平面图、详图）。
（四）设计要求⑴计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂。
⑵制图要求所有图线、图例尺寸和标注方法均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。
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d min=Z d-h max或经验确定d min=Z0+（100~200）mm。
式中Z d——设计冻深，Z d= Z0·ψzs·ψzw·ψze；Z0——标准冻深；ψzs——土的类别对冻深的影响系数，按规中表5.1.7-1；ψzw——土的冻胀性对冻深的影响系数，按规中表5.1.7-2；ψze——环境对冻深的影响系数，按规中表5.1.7-3；（三）确定地基承载力特征值fa式中f a——修正后的地基承载力特征值（kPa）；f ak——地基承载力特征值（已知）（kPa）；ηb、ηb——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（已知）；γ——基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度（kN/m3）；γm——基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度（kN/m3）；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）。
基础工程墙下条形基础设计初稿
钢筋混凝土条形基础设计1.工程概述，设计依据1.1工程概述某厂房工程，侧墙为钢筋混凝土，墙厚0.37m，墙高6m，作用在基础顶面的荷载效应标准组合F K=242KN，M K=10KN*m，准永久组合F=212KN。
工程地质情况经地质勘探如图1-1所示，且该地区地势平坦，地下水无腐蚀性。
1.2.设计要求：请设计条形扩展基础并进行沉降计算,(结构重要性系数取1.0)。
一、要求：1 手算计算书，A4（或16k）纸，封皮样例附后；2 CAD绘制设计图纸，包括结构尺寸，剖面图，钢筋配筋图，工程量统计表，设计图纸样例附后二、不同材料设计值参考：1混凝土强度等级C20，抗压强度f c =9.6MPa ，抗拉强度 f t =1.1MPa 。
钢筋HRB335，抗拉强度 fy =300MPa1.3.设计依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011） 《土力学》（东南大学 浙江大学 湖南大学 苏州科技学院合编 第三版） 《基础工程》（华南理工大学 浙江大学 湖南大学合编 第二版） 2013年长城学院工程技术系《基础工程》设计任务书 2.分析不同计算中的荷载组合根据《建筑地基基础设计规范》3.0.5条有关地基基础设计所采用的作用效应与相应的抗力限值的规定，本设计荷载取值如下：1. 按地基承载力确定基础底面积及埋深时，传至基础或承台底面上的作用效应按正常使用极限状态下作用的标准组合。
相应的抗力应采用地基承载力特征值；2 计算地基变形时，传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准 永久组合，不应计入风荷载和地震作用。
相应的限值应为地基变形允许值；3.确定基础配筋和验算材料强度时，上部结构传来的作用效应和相应的基底反力，按承载能力极限状态下作用的基本组合，采用相应的分项系数。
3. 选择持力层，初步确定埋深3.1选择持力层据工程地质勘察报告，第一层为0.6m 填土不满足承载力要求。
第三层土为淤泥质粘土，且位于地下水位以下，承载力较第二层低，属于软弱下卧层，故选择第二层作为持力层。
墙下钢筋混泥土条形基础设计
（三）设计 1、基础宽度
b F fa 20d
2、地基净反力
扣除基础以及上覆土层自重后的地基反力。
地基净反力
（1）中心荷载作用 （2）偏心荷载作用
pj
F b
pjmax N 6M pjmin b b2
pjmax N(16e)
pjmin b
b
e M(b)
N6
3、基础的底板厚度
基础的断面设计包括底板厚度和配筋。
一、基础破坏形式
1、纯剪破坏（纯剪破坏、斜压破坏）； 2、斜截面剪切破坏（冲切破坏、剪压破坏）； 3、弯曲破坏。
对基础高度，通常条形基础只 需验算剪压破坏，单独基础则 需验算冲切破坏。
二、墙下钢筋混凝土条形基础
（一）基础截面形式 一般为梯形截面
≥
• 2. 底板
底板边缘处高度一般不小于200mm，并取 50mm的倍数，当底板厚度小于250mm可做 成等厚度；当厚度大于250mm时，可做成梯 形断面，坡度i≤1:3，也可做成阶梯形，每 阶高度300~500mm
墙下条形基础抗剪抗弯验算截面选取
1
1
0
墙体材料为砖且放脚不大于1/4 砖长时，验算截面在墙面处。
b1
b
b0 2
墙体材料为混凝土时， 验算截面在墙脚处。
b1
bb0 2
0.06
剪力设计值、弯矩设计值的计算 （1）中心荷载作用
V pjb1
M
1 2
p jb12
（2）偏心荷载作用
V12(pjmaxpj1)b1
N （n=1～1.5）
n( fa 20d)
A=（1.1~1.4)A0或b=（1.05~1.1）b0
墙下条形基础
对于墙下钢筋混凝土条形基础来说，其最关键的结构在于垫层部分，这是承载上部结构受力的主要构造。我 国建筑行业对墙下条形基础构造的垫层有明确规定，要求其垫层的厚度不宜小于70 mm，垫层厚度过小会影响到 基础构造的承载力。按照现场施工普遍选用的垫层厚度，当前墙下钢筋基础的垫层通常采用100 mm，这独立基础（单独基础）统称为扩展基础，扩展基础的作用是把墙或柱的荷载侧向扩展到 土中，使之满足地基承载力和变形的要求。当前，扩展基础包括无筋扩展基础、钢筋混凝土扩展基础，具体情况 如下。
无筋扩展基础
无筋扩展基础系指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的无需配置钢筋的墙下条形 基础或柱下独立基础。无筋基础的材料都具有较好的抗压性能，但抗拉、抗剪强度都不高。为了使基础内产生的 拉应力和剪应力不超过相应的材料强度设计值，设计时需要加大基础的高度。实际使用过程中，无筋扩展基础应 按照建筑地质层的具体构造。对基础层实施勘测分析，掌握具体承载力指标后再进行基础施工。
基本信息
墙下条形基础是指长度很大并与建筑物地面以上结构形状相适应的基础形式，承受较小荷载时用砖、石、混 凝土建造，按刚性基础结构方法计算；承受较大荷载或地基承载力较小时，用钢筋混凝土建造，在轴向或单向偏 心荷载作用下底板的弯曲可按扩展（板式）基础简化方法计算。设计人员在做墙下钢筋混凝土条形基础的设计时， 常规方法的设计流程为：依据基础底面的受力情况，先假设基础宽度，对地基承载力是否满足要求进行验算后， 得到基础底面宽度的设计值；根据工程经验，先假设基础高度，对基础受剪切承载力进行验算后，得到基础高度 的设计值；依据基础宽度及高度的设计值，求得基础底板的配筋。采用这种方法，虽然能够满足设计要求，但是 往往需要经过多次校核承载力和调整尺寸，过程比较复杂、略带随意性，而且依此设计的基础是否经济，需要经 过预算确定，加大了工作量 。
墙下条形基础、柱下独立基础基础设计
墙下条形基础、柱下独立基础基础设计一、 墙下条形基础课程设计（1）荷载计算由题条件：外墙选取两窗中心线间的距离3.3m ，为计算单元宽度。
m kN m kN F F kk /26.169/3.357.5583.311===∑ 山墙：取1m 为计算单元宽度m kN m kN F F k k /61.168/161.168122===∑ 内横墙：取1m 为计算单元宽度m kN m kN FF k k /68.162/168.16213===∑ 内纵墙：取两门中心线间的距离8.26m 为计算单元宽度m kN m kN F F kk /61.185/26.815.153326.844===∑ （2）查表[1]得敦煌地区的标准冻深m Z 2.10=，按老师要求，一组基础埋置深度m D 3.1min =，首先假定基础埋深为1.3m ，假设b m 3<，无需宽度修正，查表得粉质粘土6.1=d η，则地基承载力修正为)5.0(-+=d f f m d ak a γη其中m γ=3/23.173.18.0185.06.1m kN =⨯+⨯ 解得：2/06.218m kN f a =（3）确定基础宽度 外纵墙：df F b a k G 1γ-≥ 解得：m b 865.01≥ 同理得 山墙：m b 862.02≥内横墙：m b 831.03≥内纵墙：m b 949.04≥求得条形基础宽度，即无需进行承载力宽度修正，（2）中成立。
统一取m b 1=。
（4）确定基础高度基础为条形毛石基础，采用M5水泥砂浆砌毛石，内横墙和内纵墙基础采用两层毛石，计算每层台阶的伸出宽度m b t 2.019.0424.01<=-=。
查表8.1.2[2]毛石基础宽高比的允许值，得tan α=5.1/1 计算基础宽度285.05.11424.01tan 40=⨯-=-≥αb b h m 根据灰石基础高度要求，得m h 5.0=，外纵墙和内纵墙基础亦采用两层毛石。
墙下钢筋混凝土条形基础课程设计示例
2.山墙基础 山墙以 1m 墙体为荷载计算单元，传至基础顶面的竖向荷载∑F2K=268.45kN，则每延米 荷载 F2K：
F2k 268.45 268.45kN / m 1
3.内横墙基础 内横墙以 1m 墙体为荷载计算单元，传至基础顶面的竖向荷载∑F3K=193.25kN，则每延
m
0.5 16 1.5 18 17.5kN / m 3 0 .5 1 .5
B.2.2
计算荷载
1.外纵墙基础 外 纵 墙 以 两 窗 中 心 间 3.3m 墙 体 为 荷 载 计 算 单 元 ， 传 至 基 础 顶 面 的 竖 向 荷 载 ∑ F1K=768.35kN，则每延米荷载 F1K：
As M 22.56 10 6 459.10mm 2 0.9h0 f y 0.9 260 210
结合构造要求，底板受力钢筋选用φ12@100（As=942mm2） ，分布钢筋选用φ8@300。 2.山墙基础 （1）地基净反力
pj F 1.35 268.45 258.86kPa b 1 .4
d min zd hmax
4.计算地基持力层和下卧层承载力 根据工程地质条件，计算地基持力层和下卧层承载力。
f a f ak b (b 3) d m (d 0.5)
5.计算墙下条形基础宽度 根据修正后的地基承载力特征值以及相应于荷载效应标准组合上部结构传至基础顶面
As M 34.33 10 6 698.62mm 2 0.9h0 f y 0.9 260 210
结合构造要求，底板受力钢筋选用φ12@100（As=942mm2） ，分布钢筋选用φ8@300。 3.内横墙基础 （1）地基净反力
墙下条形基础课程设计
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。
（二）设计资料⑴工程地质条件如图4-2所示。
杂填土 3KN/m 16=γ粉质粘土 3KN/m 18=γ3.0=b η a MP 10=s E6.1=d η 2KN/m 196=k f淤泥质土a 2MP =s E2KN/m 88=k f图4-1平面图图4-2工程地质剖面图⑵室外设计地面-0.6m，室外设计地面标高同天然地面标高。
⑶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，内横墙∑F3K=162.68kN，内纵墙∑F4K=1533.15kN。
⑷基础采用M5水泥砂浆砌毛石，标准冻深为1.2m。
（三）设计内容⑴荷载计算（包括选计算单元、确定其宽度）。
⑵确定基础埋置深度。
⑶确定地基承载力特征值。
⑷确定基础的宽度和剖面尺寸。
⑸软弱下卧层强度验算。
⑹绘制施工图（平面图、详图）。
（四）设计要求⑴计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂。
⑵制图要求所有图线、图例尺寸和标注方法均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。
⑶设计时间三天。
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d min =Z d -h max 或经验确定d min =Z 0+（100~200）mm 。
式中 Z d ——设计冻深，Z d = Z 0·ψzs ·ψzw ·ψze ；Z 0——标准冻深；ψzs ——土的类别对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-1；ψzw ——土的冻胀性对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-2；ψze ——环境对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-3；（三）确定地基承载力特征值f a)5.0()3(m d b ak a -+-+=d b f f γηγη式中 f a ——修正后的地基承载力特征值（kPa ）；f ak ——地基承载力特征值（已知）(kPa)；ηb 、ηb ——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（已知）；γ——基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度(kN/m 3)； γm ——基础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 ）。
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班级（专业）土木工程3班设计人Shih
一、课程设计题目：
《基础工程》课程设计题目
第一部分墙下条形基础设计（无筋扩展基础）
一、墙下条形基础课程设计任务书
（一）设计题目
某四层教学楼基础采用无筋扩展条形基础，教学楼建筑平面布置图如图1-1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，试设计该基础。
（二）设计资料
⑴地形：拟建建筑场地平整。
⑵工程地质务件：自上而下土层依次如下：
①号土层：杂填土，层厚约0.5m，含部分建筑垃圾。
②号土层：粉质黏土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值ak f=130kPa。
③号土层：黏土，层厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值ak f=180kPa。
④号土层：细砂，层厚2.7m，中密，承载力特征值ak f=240kPa。
⑤号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值ak f=300kPa。
⑶岩土设计技术参数
地基岩士物理力学参数如表2.1所示。
⑷水文地质条件
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。
⑸室外设计地面-0.45m，室外设计地面标高同天然地面标高。
⑹由上部结构传至基础顶面的竖向力标准值分别为外纵墙∑F1K=560kN，山墙∑F2K=170kN，内横墙∑F3K=163kN，内纵墙∑F4K=1540kN。
⑺基础采用M5水泥砂浆砌毛石、M7.5水泥砂浆砌标准粘土砖或C15砼，工程位于昆明市内，基础埋深可不考虑标准冻深的影响，但应根据影响埋深的相关条件合理确定基础埋深。
（三）设计内容
⑴荷载计算（包括选计算单元、确定其宽度）。
⑵确定基础埋置深度。
⑶确定地基承载力特征值。
⑷确定基础的宽度和剖面尺寸。
⑸软弱下卧层强度验算（若存在软弱下卧层情况）。
⑹绘制施工图（基础平面布置图、基础详图），并提出必要的施工说明。
（四）设计要求
⑴计算说明书要求：计算说明书一律用A4幅面；装订顺序：封面（须注明：《基础工程》课程设计，专业班级，学号，姓名，日期），目录、设计任务书，计算说明书；要
求书写工整、数字准确、图文并茂。
⑵制图要求：要求采用CAD绘图，图幅建议图纸采用A2或A3幅面，所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合国家现行工程制图标准，图纸上所有汉字和数字均应表达要清楚、排列整齐、规范，汉字为仿宋字。
施工图图纸折叠成A4大小。
⑶设计时间5天。
注：要求提交电子文档和纸质文档各1份。
（五）设计建议
在复习本课程理论知识，收集并阅读相关设计规范和参考书后进行本课程设计任务
详细设计说明书
（一）荷载计算
1．选定计算单元体
外纵墙：取两窗中心间的墙体3.3m 山墙、内横墙：分别取1m 内宗墙：取①-②轴之间两门中心间的墙体
2．荷载计算
外纵墙：取两窗中心间的距离3.3m 为计算单元长度，则：
标准值：1k 1k 560
169.7/3.3 3.3
F F Kn m ===
山墙：取1m 为设计单元宽度:
标准值： 2k 2k 170
170/11
F F Kn m =
== 内横墙：取1m 为设计单元宽度:
标准值：3k 3k 163163/11
F F Kn m === 内纵墙：取两门中心间的距离:
标准值： 3k
3k [9.9(20.90.120.25)]
F
F =-⨯++∑
1540
208.11/[9.9(20.90.120.25)]
Kn m =
=-⨯++
（二）确定基础埋置深度d
由于选定的地区在云南昆明，不考虑冻深的影响，故选择埋置深度d=1,.8m
（三）确定基础地基承载力f a 的。
求地基承载力特征值f a
由题意已知e=0.58 I l =0.78
由此根据规定e=0.58＜0.85，L I =0.78＜0.85 根据上可此查表得ηb=0.3，ηd=1.6
地基地面以上土的平均重度：
3/224.138
.11
.04.92.0)1020(1205.018m KN m =⨯+⨯-+⨯+⨯=
γ
持力层承载力特征值
f
a
()k
=
0.5180 1.613.224(1.80.5)207.54d
m
a
a d Kpa f
f
η
γ++=+⨯⨯-=
上式中d 按室外地面算起
（四）确定基础的宽度高度
1．确定基础的宽度
由公式k
a b F f h
γ-⨯≥可得
其中式中0.45
h 1.5752
=＝1.8-
外纵墙横墙
k 1a 169.7
0.95207.6420 1.575
F b f h γ==-⨯-⨯≥
山墙 k 2a 170
0.97207.6420 1.575
F b f h γ==-⨯-⨯≥
内横墙
k 3a 163
0.93207.6420 1.575
F b f h γ==-⨯-⨯≥
内纵墙 k 4a 208
1.18207.6420 1.575
F b f h γ==-⨯-⨯≥
根据以上数据可确定基础底宽取1.2m
地基承载力验算
外纵墙：kpa d b F P G k k 71.172565.1202.17.169=⨯+=+=
γ 山墙：kpa d b F P G k k 97.172565.1202.1170
=⨯+=+=
γ 内横墙：kpa d b F P G
k k 13.167565.1202.1163
=⨯+=+=γ 内纵墙kpa d b F P G k k 63.204565.1202
.1208
=⨯+=+=
γ 所有Pk<fa ，满足要求，b=1.2m
由于地基承载力验算 b ＜3 由此可知f a 不需要修正
2．确定基础的高度
由以上过程确定b=1200mm
可以采取“两皮一收”的方法，并且取阶数。
370mm 墙（两皮一收）
01200370
4152
b mm -=＝
砌法每二皮收60mm 砖长 则041576060
b n ==＝阶
240mm 墙（两皮一收）
01200240
4802
b mm -=
= 砌法每二皮收60mm 砖长 则048086060
b n ==＝
阶
（五）软弱下卧层强度验算
由题意，给定地基不存在软弱下卧层，故不必进行软弱下卧层强度验算。
（六）绘制施工图
略，详见附表。