基础工程课程设计--某单层厂房柱下基础设计.doc

目录 第一章 概述 1.1 设计任务 1.2 设计资料 1.2.1 地质勘查资料 1.2.2 设计荷载 1.3 设计依据 第二章 扩展基础设计 2.1 基础位置，埋深及以下土层的确定 2.2 基础形式的确定 2.3 扩展基础设计步骤 按承载力要求初步拟定基础的平面尺寸 进行地基验算，包括： 1） 地基强度验算（包含持力层强度和软弱下卧层强度） 2） 基底偏心距验算 3） 本次设计不进行沉降及稳定性验算 拟定基础高度，并按抗冲切破坏要求进行验算 计算截面弯矩，并配置钢筋第1章 概述1.1 设计任务设计题目：某单层厂房柱下基础设计设计任务：本设计对象为某机械厂的装配车间。厂房基础顶面以上部分的建筑和结构设计工作已经完成。本课程设计的任务是完成柱下基础与地基的设计与验算。要求同学选择（或由任课教师分配）一个基础，按给定的条件完成相关的设计和计算工作，具体要求如下：1设计计算：（1）综合分析设计资料，对三种常用的房屋基础类型（刚性基础、钢筋混凝土扩展基础和桩基础）的技术合理性进行比较（限于课时，本次课程设计不考虑造价因素），选择较为合理的基础方案。确定所选柱下基础的类型，平面尺寸及埋深；（2）完成该基础（包括地基）的计算；2图纸：（1）基础总平面布置图（假定所有基础均与自己设计的基础相同）；（2）基础结构图（应包含图纸说明和工程数量表）。3将上述成果整理成设计计算说明书。设计计算说明书应制做成Word文档。整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范和版面美观的要求，图纸应用CAD制作而且应该表达正确、布局合理和尺寸齐全。说明书用A4纸张打印和图纸(A3)一起装订成册，交设计指导老师评阅。1.2 设计资料 1.2.2 地勘资料简化后的建筑场地“工程地质勘察报告”如下。XX工程地质勘察报告拟建工程为XX机械厂的装配车间，建筑场地位于该机械厂厂区内，厂房平面尺寸为42m24m,采用钢筋混凝土排架结构，结构的设计跨度为24m，柱距为6m。勘察工作按施工图设计阶段的要求进行。自X年X月X日开始，至X年X月X日结束。共完成钻孔6个，并结合钻孔取原状土样XX个进行了室内土工实验。场地处地面平坦。拟建车间的西南角有一古河道，现已淤填。据钻探揭露，各地层的情况如下：第层：人工填土。分布于场地表面，以灰黑色粉土为主，伴有碎砖，炉渣等杂物的填土层。厚约0.51.2m，结构疏松，土质不均，平均天然重度为17.1kN/m3。第层：粉质粘土。呈棕红色。除1#孔外各孔均有，厚度9.510.1m。硬塑可塑，土质较均匀。第层：粉土。呈褐黄色。仅在1#孔可见到，厚约3.3m，流塑。第层：淤泥。呈黑色，流塑。含大量有机质，有臭味。仅在1#孔见到，厚度约8.0m。第层：粉质粘土。呈灰黄色，仅在1#孔见到，厚约3.6m，夹有粉砂薄层，流塑。第层：粘土。呈黄黑色，各孔均可见到，没有钻透，据调查厚度在10m以上。土质均匀，可塑硬塑。场区地下水属潜水，初见水位在2.53.1m深处，稳定水位在2.93.9m深处。地下水补给来源为大气降水，水位随季节变化，无侵蚀性。根据钻探及室内土工实验的情况分析，第层杂填土不宜用作建筑物地基。建议把基础埋置在强度较高的第层粉质粘土或第层粘性土中。其地基承载力标准值分别为：第层：fk=180kPa第层：fk=220kPa建议：受古河道影响的几个柱基采用桩基础；其余基础可采用柱下现浇独立基础。钻探点布置见图2-3，地质剖面见图2-4图2-6，土工试验成果见表2-1，地质柱状图略。报告人：XXX X年X月X日28图2-3 地质钻孔平面布置图9图2-4 IIII地质剖面10图2-5 II地质剖面17图2-6 IIIIII剖面和图例1.2.2 设计荷载基础梁上的荷重（包括基础梁自重）为：标准组合时为30kN/m，基本组合时为40.5kN/m。各柱（标高-0.075m处）的荷载设计值如下：边柱 Z1： Mk=265kN-m M=380kN-m Fk=1400kN F=2100kN Hk=40kN H=60kN角柱Z2: Mk=350kN-m M=500kN-m Fk=1000kN F=1400kN Hk=65kN H=80kN抗风柱Z3: Mk=200kN-m M=270kN-m Fk=820kN F=1120kN Hk35kN H50kN1.3 设计依据 本次课程设计的依据为本课程设计指导书和相关规范。第2章 扩展基础设计2.1 基础位置，埋深及以下土层的确定把基础埋置在强度较高的第层粉质粘土或第层粘性土中。其地基承载力标准值分别为：第层：fk=180kPa第层：fk=220kPa 根据估算，基础埋深适合设置在3m深处，既经济又比较安全。根据测得地址情况，计算层土特性如下：（1）确定孔隙率： 平均值： 得 标准差： 得 变异系数：得 统计修正系数： 得 由 得 （2）确定天然重度： 平均值： 得 标准差： 得 变异系数：得 统计修正系数：得 由 得 （3）确定液限： 平均值： 得 标准差： 得 变异系数：得 统计修正系数：得 由 得 查表，=1.6，估计地基基础宽度小于3m,故不做宽度修正，区基础埋深为3m. 做基础承载力修正 由 得 2.2 基础形式的确定 此次设计要求设计扩展基础。根据实际情况，在设计中采用锥形的扩展基础。2.3 扩展基础设计步骤（1） 抗风柱下的基础设计 按承载力要求初步拟定基础的平面尺寸 =820KN =35KN =200KN =304.5=135KN(基础梁)(偏心495mm) 考虑偏心，取A=进行地基验算 基础及回填土重： 基底的总竖向荷载： 基地的总弯矩： 总的偏心距： 基底反力： 确定基础具体尺寸： 基础材料采用混凝土，做成锥形扩展基础。锥形基础的边缘高度取250mm，锥形坡度。基础下设混凝土垫层80mm，保护层厚度取80mm，基础的有效高度。荷载组合（基本组合）： 基础底面净压力计算： 净荷载偏心距：基底净反力： 基础冲剪验算：由 因为基础用混凝土，其轴心抗拉强度设计值 故=0.7 满足要求，基础不会发生冲剪破会。 柱边基础弯矩计算： 柱边与边侧基础边缘距离： 柱边处的地基净反力： 作用在底面： 作用在底面： 布置钢筋： ，布置7根直径16mm的钢筋，实配钢筋面积。 ，布置7根直径16mm的钢筋，实配钢筋面积。（2） 边柱下的基础设计 按承载力要求初步拟定基础的平面尺寸 =1400KN =40KN =265KN =306=180KN(基础梁)(偏心645mm) 考虑偏心，取A=进行地基验算 基础及回填土重： 基底的总竖向荷载： 基地的总弯矩： 总的偏心距： 基底反力： 确定基础具体尺寸： 基础材料采用混凝土，做成锥形扩展基础。锥形基础的边缘高度取250mm，锥形坡度。基础下设混凝土垫层80mm，保护层厚度取80mm，基础的有效高度。荷载组合（基本组合）： 基础底面净压力计算： 净荷载偏心距：基底净反力： 基础冲剪验算：由 因为基础用混凝土，其轴心抗拉强度设计值 故=0.7 满足要求，基础不会发生冲剪破会。 柱边基础弯矩计算： 柱边与边侧基础边缘距离： 柱边处的地基净反力： 作用在底面： 作用在底面： 布置钢筋： ，布置13根直径16mm的钢筋，实配钢筋面积。 ，布置17根直径16mm的钢筋，实配钢筋面积。（3） 角柱下的基础设计 按承载力要求初步拟定基础的平面尺寸 =1000KN =65KN =350KN =303=90KN(基础梁)(偏心645mm) (基础梁) 考虑偏心，取A=进行地基验算 基础及回填土重： 基底的总竖向荷载： 基地的总弯矩： 总的偏心距： 基底反力： 确定基础具体尺寸： 基础材料采用混凝土，做成锥形扩展基础。锥形基础的边缘高度取250mm，锥形坡度。基础下设混凝土垫层80mm，保护层厚度取80mm，基础的有效高度。荷载组合（基本组合）： 基础底面净压力