[学士]某装配车间基础工程课程设计要点

1、篥他细zhuloncom建筑秀料下线就在筑龙网1、工程概况某装配车间采用单层钢筋混凝土排架承重结构，设计跨度 24m,柱距6m, 车间内有2对30吨中级工作制桥式吊车。建筑平面图见图 1。规定室内地面标 高为如.00,相当于黄海高程 455.00m,室外地面标高为-0.15m,柱顶标高为 12.50m,轨顶标高为9.80m。根据布置的位置和功能来分，柱子的类别主要有边柱z1、角柱z2及抗风柱 z3三类。各柱在基础顶面处的截面形状为矩形，尺寸为：边柱z1:长父宽=1000x400mm；角柱z2:长父宽=1000x400mm；抗风柱z3:长父宽=700m400mm；基础梁的横截面尺寸如下，梁与柱之

2、间的净距为20mm,置于柱子外侧的基础顶面（浅基础）或承台（桩基础）上。25025200252基础梁的横截面尺寸示意图（单位： mm）后侧6000600060006000600060006000r干 十二十 十2- .20 z3z3，19z212z2一4 z1 5. 18 r17 l i, 一 500500j、15678注：z1,z2,z3 表示柱子的类型图1 装配车间平面图 /mm篥他细zhuloncom建筑秀料下线就在筑龙网2、设计荷载基础梁上的荷重（包括基础梁自重） 设计第8根柱（角柱），其受力为m k =360kn mm =470kn mi标准组合fk =1400kn基本组合f=200

3、0knh70knh =115kn13边柱位于6号钻孔与5号钻孔之间，场地处地面平坦，土质分 3层，第一层为人工填土厚度0.8m,重度为r=17.1kn/m3;第二层为粉质黏土，厚度10m,重度为r= 20.1kn/m3 ,压缩系数为 5= 0.22,液性指数为il=0.445,空隙比 e=0.692;第三层为黏土，厚度10m以上，液性指数il0。第2层的地基承载力标准值fk =200kpa , 3层的地基承载力标准值fk =220kpa。基础梁附加的竖向力为 30x6=180kn,弯矢g为 180 x（0.5+0.125+0.02 ） =116.1kn m,mk =250 -116.1 =13

4、4kn mm = 360 -116.1 = 244kn m故地面处标准组合 fk=1590kn基本组合f =2290knihk =50knh =70kn一、 无筋扩展基础设计（1）确定基础埋深及持力层的承载力。人工填土不宜作为持力层，选粉质黏土作为持力层，考虑无筋扩展基础的高度较大，为获得较高的承载力，基础埋深初拟2m0e室内地面）4qu8qu2i7507500.00室内-0.15室外粉质黏土 r=20.14000人工填土 r=17.1篥他细zhuloncom建筑资料下线就在就龙网因基底尺寸尚未确定，故先算深度修正后的承载力rm 二0.8 17.1 1.2 20.1= 18.9 kn /m38

5、fa 二fakdm(d 0.5) =200 1.6 18.9 (2 0.150.5) =240.8kpa(d从室外高程算起；il小于0.85的黏tnb =0.3d =1.6)(2)确定基底尺寸。先按中心荷载计算，有1 _ 一k fa -rg h1410 180240.8 -20 2=7.92m2将基底面积扩大为a =1.2a = 9.504m2,基底尺寸拟定bxl=4x2.5 =10m2由于基底最小尺寸为2.5m,故前面算得的fa不需要进行宽度修正。(3)承载力及偏心距验算：竖向力：fk gk =1590 4 2.5 2 20 =1990kn弯矩： m k =134 50 2 =234kn m

6、=fk gk =199叫ar max = fk_!gk mk =199 234 2 =234.2 ; 1.2 fa =1.2 240.8kpa =289kpaa w 1/6 2.5 4满足要求。mk234be =k=0.118m :二一 二0.667mfk gk19906因此，基底尺寸4m2.5m能满足承载力的要求。(4)地基变形验算1 e 1 0.692fk gkes =7.7mpa;rk - rmd =161.2kpa; v 0.22a基础底面以下8.2m?第一层，在接着0.6m为第二层(2bw4),都为粉质黏土。八 l 2zd l 2z0. ,a1a - ：1z1-10z0=4： 1(-

7、, 1) -4：0(-,-0) =2.44688;s11f051.22mmb bb bes.一a2一a =；.：2z2 -?1z1 =0.02416; s2f0 =0.506mm 0.75fak,乎s =1;s = s中s = 51.73mm;满足地基最大变形 120mm。(5)确定基础高度及构造尺寸。采用c15混凝土，查表3.11 ,100r =199kpa e200kpa,故得tan口 =1:1，因止匕：在基础的b方向 h0 ub q bm;在基础的l方向 h0 =上反=1.05m!； 2tan 二2tan-柱离地面0.5m,基础埋深为2m,基础高度为1.5m,满足要求。按构造要求将基础做

8、成两层，见下图所示。二、扩展基础(1)确定基础埋深及持力层的承载力。人工填土不宜作为持力层，选粉质黏土作为持力层，考虑扩展基础的高度较小，基础埋深初拟1.2m (距室内地面)粉质黏土 r=20.1600800室内0.00室外-0.15人工填土 r=17.13800因基底尺寸尚未确定，故先算深度修正后的承载力。8 17.1 0.4 20.11.2= 18.1 kn /m3fa 二fakdm(d 0.5) =200 1.6 18.1 (1.20.15 0.5) =216kpa(d从室外高程算起；il小于0.85的黏t土 b =0.3jd =1.6)(2)确定基底尺寸。先按中心荷载计算，有fkfa

9、一”1410 180216-1.2 202=8.28m将基底面积扩大为a=1.1a = 9.108m2,基底尺寸拟定b l=3.8 2.5 =9.5m2由于基底最小尺寸为2.5m,故前面算得的fa不需要进行宽度修正。(3)承载力及偏心距验算：竖向力：fk gk =1590 4 2.5 2 20 =1990kn弯矩： m k =134 50 1.2 =194kn mfk gkr =k =209.5kpa ah gkmk194r max =kk =209.5 5 =241.7 ； 1.2 fa =1.2 216kpa =259.2kpaaw1/6 2.5 3.82满足要求。mk194be =k =

10、 =0.1m :二一=0.667mfk gk19906因此，基底尺寸3.8mm2.5m能满足承载力的要求。(4)计算基底净反力p maxj min2290 244 1.2 70a w 9.521/6 3.82 2.5295.5kpa=241 _ 54.5 =186.5kpa(5)验算基础高度。柱底离地面为 0.5m,基础埋深为1.2m,铺设垫层故保护层 厚度不小于40mm因此假设钢筋重心到混凝土外表面的距离为50mm故钢筋的有效高度h0 =650mm。抗冲切验算：对柱边缘的验算： : 一atafl -0.7 - hpftamh;fl =pjal;am 二 tb = 1.05 m;2ab = a

11、t 2h0 = 0.42 0.65 = 1.7 m ： l = 2.5 m;当 at +2h0 wl时，al =(b bl h0)l -(一曳一 h0)2 = 1.715 m2;2222近似的取pj =pjmax =295.5 kpa ; fl = pj al =506.8 kn ;h0 = 650 mm 800 mm，故 b hp =1.0,基础混凝土采用c 20, ft =1.1 mpa ;0.7 -hp ftamh0 -0.71.01.1103 1.050.65 - 525.5 kn 506.8 kn ;对台阶变截面处的验算：at - abfi _ 0.7 - hp ftamh0； fi

12、 = pj ai; am1.7 m; m = 0.3 m2ab -at 2h0 =1.42 0.3 = 2m ; l = 2.5 m;当 at +2h0 el时， al =(b b h0)| (l亘h0 )2 = 1.1875 m2;2222近似的取pj = pjmax = 295.5 kpa ; fl = pj al = 350.9 kn ;h0 =650 mm 800 mm ,故 php = 1.0,基础混凝土采用c 20, ft = 1.1 mpa0.7 -hp ftamh0 = 0.7 1.01.1 103 1.70.3 = 392.7 kn 350.9 kn ;故h=700mnfg够

13、满足抗切承载力的要求。j zhuloncom(6)内力计算。台阶的宽高比为 800/350=2.282.5且偏心距eb/6,故可用公12m1 =行& (2l a )( pj maxp1) (pjmax 一 p4 ；1、2 .m 2 (l -a) (2b b)( pjmaxpjmin)；48p1 - pjmin ,( pj max pj min );b对柱边处的控制截面计算，此时有b - bb - a1，a =q =0.4m;bwme=1.4m; p1件 min - (pjmax - pjmm) 255.3kpa;2b12mi=12ai(2l a)(pjmax pl) (pjmax pi)l =

14、 502.2kn m;1 z1 2.m 2 (l -a) (2b b)(pjmax pjmin) = 380.8kn m;48对台阶处的控制截面计算，此时有b bb -a一一一管 (pjmax-pjmin)：272.6/mim212.、，、，“r.八.= -ai (2la)(pjmaxpi)(pjmax-pi)l=197kn=1 (l -a)2(2b b)(pjmax pjmin) =119.1kn m；48m;a =at =1.4m;b =t =2.2m;a1 = =0.8m; p1 = pjmin11沿长边方向由抗弯钢筋的配置。采用hpb23改钢筋，其fy =210n/mm2; fc=9.

15、6n/mm2mi=502.2kn m控制配筋， mi = 650mm2,宽度2500mm,asma fcbh01m502.2 102 =0.0495; :； =0.0508; % =0.9744;1 9.6 2500 6502as 二rsfyh0i故实际的h01 =h=3775.8mm2,选用 1558170(钢筋总面积为 3817mm2),-a -d1/2 =651mm,大于原来假定的650mm上述配筋显 然可以。mas =2& fcbh01mas 二rsfyh0i对于台阶处，实际承载力沿长边方向=fyas(h02fcb)=227.1kn m 197kn m沿短边方向的钢筋置于长边钢筋之上，

16、假定采用*2钢筋，故h02 =h -a -d1 -d2/2=636mmmi=380.8kn m控制配筋，宽度 3800mm,380.8 106 2 =0.0258; =0.0261;% =0.9885; 1 9.6 3800 636=2884.3mm2,选用 26*12150(钢筋总面积为 2940.5mm2)沿短边方向,fyas= fyas(h0-)=171.4kn m 119.1kn m2fcb经验算此种配筋满足台阶处的抗弯承载。(8)地基变形建筑誉料下线就在筑龙网es =1 e 1 0.692：-v0.22=7.7mpa;p0 = fk gk md =169.6kpaaa2 =:-2z2

17、 - :“z1 =0.0504; =s2 =esp0 =1.1mm ； 0.025s =0.025 64mm =1.6mm基础底面以下8.2m为第一,层，在接着0.6 m为第层（2b 0.75fak,ts =1;s=sts = 64mm;满足地基最大变形 120mm。见下图380025001层人工填土,由表56知：2层粉质黏土,沉管灌注桩基础设计qsk =20kpa;i l 0.445,w, qsk=55kpa, qpk = 2300kpa;3层黍占土， i l 0,不可塑，qsk=75kpa, qpk=2900kpa；篥他细zhuloncom建筑资料下线就在就龙网*筑强料下簟就宏康龙网室内

18、0.00|一室外-0.15人工填土 r=17.1,厚度0.8m粉质黏土 r=20.1 ,厚度0.7m2100粉质黏土 r=20.1 ,厚度9.3m黏土 r=19.6 ,厚度0.7m(1 )确定桩端持力层和承台埋深根据地质资料确定承台埋深1.5m,承台高度1日初步选定采用混凝土沉管 灌注方柱，桩的截面尺寸选为350mm*350m述用第三层黏土作为持力层， 桩端进入持力层的深度，对于黏性土不宜小于 2倍桩径，选择2d=0.7m, 这样，承台底面以下桩的长度为10m.(2)确定单桩竖向极限承载力标准值qk采用公式，qk =qk , qk =u qsij qpkap；qk =u q =4父0.35父(

19、9.3 m55+0.7 父75) =789.6kn;qk =qpkap =2900 0.352 =355.2kn;(3)初步估计所需的桩数n由于桩的布置和桩数还未知，先不考虑承台效应和群桩效应，从表5-19彳#%=%=1.75,p故得,r=qsk qpk =654.1kn % %确定桩数时，由于承台尺寸还没有确定，可先根据单桩承载力设计值和上部结构物荷载初步估算确定。中心荷载时，估算桩数，n=耳 j1 2290 =3.85,采用生艮桩。 r 654.1(4)进行桩位布置和确定承台尺寸桩仕平面上米用行列式仰耳，桩中心距sa 4d1.4m,x、取桩中心至承台边缘的距离为1d=0.35m,承台边缘至

20、桩的外边缘为 桩的布置和承合平囿尺寸如卜图y方向中心距都为1.4m。175mm符合后关规范要求。5501000550quqi52510002100525520 573 nd4 5zo 5q521002525r并验算是否合适(5)计算考虑群桩效应下的基桩竖向承载力设计值r=sqsks pqpkp cqckc；qck =qkn求系数t和。 p14这两个系数可根据sa/d和艮/i由表5-20查得，sa/d=4; bc/l =2.1/10=0.21; 0.35按桩周为黏性土，得s =0.9;p =1.35p求系数，。 c首先求出承台内区、外区的净面积ac,ace和承台底地基净面积 ac222 i222

21、 ei2ac =2.1 -4 0.35=3.92m ;ac =1.75 -4 0.35 =2.57m ; ac = ac-ac =1.35m ;i a,a“cjc诃根据 sa/d和 bc/l由表 521 查得，巾=0.14产：=0.75；，+7久=0.357； aca求r从表 5-19 查得 =rp =1.75,rc =1.7,qck = qka = 392kn,于是 nr=sqsk/%pqpk/rpcqc/r0 = 762.4kn验算考虑承台土重和群桩效应下的桩数2g=2.11.5 20 =132.3knn=+g=3.18根，满足要求。r(6) 求算桩顶荷载笔下文学 竖向力f+g=2422.

22、3kn;承台高度为1m,则承台所受的弯矩为 m=244+1.5x：70=349knm;各基桩所受的平均竖向压力设计值为n=f+g=605.6 kn;n基桩所受的最大和最小竖向压力设计值为f+g mxmax=+2 =730.2 knn x xi= f+g min =nmx、- 2“ xi=481kn14(7)基桩竖向承载力验算基础是偏心受压，验算时要同时满足rn mr;r0nmaxm1.2r两个条件，由于桩基的安全等级是二级，则0=1.0。验算如下：rn =605.6kn r = 762.4kn ; r0nmax = 730.2kn 1.2r = 915kn ;满足要求。(8)水平力h=70kn

23、 ,水平力和竖向力的合力与铅垂线的夹角是 日=arctan0-=1.75 050;不用验算基桩的水平承载力。2290(9)承台抗冲切验算柱对承台的冲切验算ax =25mm,a0y = 325mm;rf e20x(bc+a0y)+： 0y(h c+a0x)f th0；fi=f-v n=2290kn ;0x=a0x/h 0=25/950=0.02630.2,故x=0.2,0.721 0x 二0x 0.2=1.8 ;%y=a0y/h 0=325/950=0.342, a0y= 0.72 =1.328 ;0y 0.2承台选用混凝土 c30,抗压强度设计值ft=1430kpa,则21 0x(bc+a0y

24、)+； 0y(hc+a0x)f th=7244kn2290 kn ;角桩对承台的冲切验算。应验算受桩顶荷载最大的角桩对承台的冲切。j zhuloncom0.481x=-=1.2 ；,仅 0.2h0 = 950mm, a1x = 25mm, a y = 325mm,故得k=a1x/h0 =25/950=0.02630.2,故及x=0.2 ,0.48k1y =a1y/h 0=325/950=0.342, a 1y =0.89 ; g = c2 = 525mm;1y 0.2：12+a1y/2）+ : 45+孤f th0 -1170.6kn _r0nl =2290/4 124.6= 697.1kn才两足要求。(10)承台斜截面受剪验算r0v fmh。012ax =25mm, x =ax/h0