某单层厂房柱下基础课程设计

—PAGE9—XX大学工程技术学院交通工程《基础工程》课程设计年级学号：姓名：指导教师：设计时间：目录第一篇：总体概述………………1第二篇：浅基础设计概述………………2初步设计…………5技术设计…………7施工方案…………11※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※第三篇：桩基础设计概述………………12初步设计…………14技术设计…………21施工方案…………31※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※附件：浅基础和桩基础总平面布置图浅基础结构图桩基础结构图第1章概述1.1设计任务1、设计题目：某单层厂房柱下基础设计工程概况该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1-1。规定室内地面标高为±0.00，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。图1-1装配车间平面图（mm）各柱在基础顶面处的截面形状为矩形，尺寸为：边柱Z1：长宽=1000400mm；角柱Z2：长宽=1000400mm；抗风柱Z3：长宽=700400mm；第二篇浅基础设计第一章：概述设计任务1.1.1设计题目根据所给的某机械厂厂房的图纸和地质资料，设计其19号柱的柱下浅基础，完成尺寸计算、内力验算并绘制施工图，安排施工方案和流程。要达到施工要求。1.1.2工程名称某机械厂的装配车间，建筑场地位于该机械厂厂区内。1.1.3场地位置厂房位于城郊地区，附近建筑较少，地势较平坦。场区地下水属潜水，初见水位在2.5～3.1m深处，稳定水位在2.9～3.9m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。1.1.4上部结构的类型、尺寸厂房基础顶面以上部分的建筑和结构设计工作已经完成。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1-1。规定室内地面标高为±0.00，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。1.1.5本人承担的浅基础设计任务本人的任务是设计19号抗风柱的柱下独立浅基础。由于上部柱子为预制柱，故要求将基础设计成杯口形式。柱子尺寸为：长宽=700400mm；基础梁的横截面尺寸如图1-1，梁与柱（或杯口外壁）之间的净距为20mm，置于柱子外侧的基础顶面上。图1-1基础梁的横截面尺寸示意图（单位：mm）设计中纵向受力钢筋选用HRB235,fy=210Mpa。基础混凝土采用C20，其fC=9.6Mpa，ft=1.1Mpa。第二章设计资料1.2.1地质勘察资料1.2.1.1场地描述拟建工程为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。1.2.1.2土层描述场地处地面平坦。据钻探揭露，各地层的情况如下：第=1\*GB3①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0.5～1.2m，结构疏松，土质不均，平均天然重度为17.1kN/m3。第=2\*GB3②层：粉质粘土。呈棕红色。除1#孔外各孔均有，厚度9.5～10.1m。硬塑～可塑，土质较均匀。第=3\*GB3③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。1.2.1.3土层剖面图钻探点布置图见图1-2，19号柱所在的Ⅳ-Ⅳ土层剖面图见图1-3。1.2.1.4土性指标，见表1-1。图1-2地质钻孔平面布置图图1-3.Ⅳ-Ⅳ地质剖面图（m）试样编号取样深度/m土的分类名称天然含水量/%天然重度/kNN/m3比重天然孔隙比液限/%塑限/%塑性指数液性指数压缩系数/MPPa-1内摩擦角粘聚力/kPaa1孔-13.00~3..40粉土32.919.52.720.85432.626.46.21.050.3916°1′5.62-29.00~9.440粉质粘土29.0619.42.740.8130.4920.1710.320.8610.3323°39′5.96-316.60~117.000粘土26.120.22.750.71843.1520.6522.50.2420.2719°20′5.40-421.00~221.400粘土27.1219.72.730.78639.0821.7617.320.3090.2515°48′7.222孔-12.60～3..00粉质粘土24.420.12.70.68133.8121.3112.50.250.1925°15′6.22-28.00～8..40粉质粘土25.3520.32.710.68731.572110.570.4120.2216°55′8.64-311.00~111.400粘土25.5120.42.720.66937.7120.1117.60.250.1718°41′8.84-415.00~115.400粘土26.5919.92.70.71843.122.1920.910.210.2316°12′9.263孔-15.00~5..40粉质粘土23.0820.12.710.62933.9620.0413.920.2180.2120°15′6.224孔-14.10~4..50粉质粘土22.9419.92.730.68737.4323.9613.47<00.2122°29′6.045孔-17.50～7..90粉质粘土26.6420.12.720.74130.819.2711.530.6390.2320°27′7.26-213.10~113.500粘土28.9519.52.730.80548.329.6418.66<00.2316°51′9.606孔-13.20~3..60粉质粘土24.5020.12.710.69230.319.8510.450.4450.2220°56′7.08表1-1某机械厂装配车间土工试验结果汇总表PAGEPAGE31 1.2设计荷载柱底位于室内地面以下0.5m处。柱边基础梁上的荷载（包括基础梁自重），按30kN/m计算。则基础梁施加给基础的偏心荷载标准值及偏心距为：柱在地面处的截面内力取值如下：荷载效应标准组合荷载效应基本组合图1-4.设计荷载示意图设计依据和参考资料1.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）±2.《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）3.《既有建筑地基基础加固技术规范》（JGJ123-2000)4.西南交通大学岩土工程教研室，基础工程课程设计指导书，成都，20075.吴兴序，基础工程，成都，西南交通大学出版社，20076.建筑地基基础设计常用资料速查手册，北京，地震出版社，20067.金问鲁，地基基础实用设计施工手册，北京，中国建筑工业出版社，1995第3章钢筋混凝土柱下独立基础设计3.1基础类型和尺寸基础采用柱下钢筋混凝土独立基础，基础长边（x轴方向）与柱的长边平行且与弯矩的方向一致。材料用C20混凝土和I级钢筋，垫层用C10混凝土，厚度100mm，立面形式初步定为阶梯形。因在该设计中竖向荷载较大，地基承载力不高，故使用钢筋混凝土扩展基础。该类基础抗弯抗剪性能良好，不受台阶宽高比的限制，其高度比刚性基础小，适于需要“宽基浅埋”的情况。3.2地基持力层选择地基持持力层选在在第=2\*GB3②层，粉质质粘土上。取基础底面标高为-2.0m，基础埋深1.85m，距室外设计地面1.85m。因粉质黏土强度较高且较厚（厚度9.5~10.1m），故选在该层。3.3地基检算算3.3.1地基基承载力检算算1:地基承载力力检算（1）、地基承载力特征征值计算地质勘察报告中中给出fak第②层：fak=200kPPa根据GB500077—2002《建筑地地基基础设设计规范》，当当基础宽度度大于3mm或埋置深深度大于00.5m时时，地基承承载力特征征值应进行行基础宽度度和深度修修正：e=0.7411<0.885,IL=8611>0.885,粉质粘土土=200KPa++0+1..0×18.377KN/×（2.0-0.55-0.115）m=2244.4KKPa其中=0，=11.0；b为基础底面宽度度当小于33m时按3m取值；；是基础底面以上上土的加权权平均重度度：（2）：柱下独立基础础：fa=fak+..rm(d-0..5)=2200+11.0×118.377×(2..0-0..15-00.5)==224..4kpaa根据地基承载力力的要求，基基底面积A0应满足取1.4A=1..5×3..294==4.611m2取A=1.9×22.4=44.56mm2Pk其中2:确定基础的的高度及抗抗冲切验算算：确定基础高度和和配筋时采采用基本组组合值：（1）：计算基底净反反力：基础础梁由标准准提高1.2倍为基本本组合。即（2）：确定基础高度度初步拟定高度h=6000mm,,故钢筋的的有效高度度h0=6000-50==550mmm抗冲切破坏验算算公式为首次计算：其中：ft=11.1MPPa具体见图：（3）:验算地基变形及及沉降量：：由于此建筑物为为7层以下的的一般工业业建筑物，也也不属于规规定需要验验算的范围围，所以可可以不进行行变形验算算地基沉降降检算采用分层总和法法计算地基基沉降量。压压缩层底的的确定条件件是自重应应力等于5倍的附加加应力。基基底处在②层中，故故基底一下下第一层土土为②层。基底附加应力根据布辛内斯克克（J.Booussiinesqq）理论，查查表得②层顶和②层底的附附加应力则②层平均附加应力力根据表1-1，②层土的孔孔隙比压缩缩系数，则则土的弹性性模量故②层土的沉降量取用沉降经验系系数则地基土总沉降降量故地基沉降满足足要求。（4）:内力计算：由于且台阶的宽宽高比故可按公式进行行弯距计算算。沿柱长长的基础截截面记为Ⅰ-Ⅰ截面，沿沿柱宽的基础截截面记为Ⅱ-Ⅱ截面，此此时有，，（5）:基础配筋5.1抗弯钢筋筋的配置::采用级钢筋筋，其.沿长边方方向，由kN·m，，宽宽度，按梁梁进行配筋筋，可得11309，选选用（总面面积20111），故故实际的6600-440-166/2=6652大于原先先假定的，上上述配筋满满足要求。满足最小配筋率。沿短边方向的钢钢筋通常置置于长边钢钢筋之上，并并假设采用用的钢筋，，再再由kNN·m，宽度为为，可得，选选用（总面面积为16696.55）。见钢筋筋图图3-1第四章施工方案案4.1基础施工工方式由于本基础规模模较小，基基槽开挖较较浅，未触触及含水层层，故不需需进行降水水作业，仅仅需简单的的支护结构构。建筑定位。先确确定厂房的的主轴线，再再根据主轴轴线确定各各柱的位置置和细部尺尺寸。建筑筑的位置由由建筑红线线、建筑方方格网确定定。基础的放线。在在不受施工工影响的地地方设置基基线和水准准点，布置置测量控制制网。根据据轴线，放放出基槽开开挖的边线线，放坡的的基槽还应应放出开挖挖后的宽度度。土方开挖。土方方开挖前应应先计算好好挖、填土土方量，以以根据原地地面高程及及设计地面面高程确定定土的弃留留。由于顶顶层土为杂杂填土，而而下层土为为粘性土，故故先由人工工进行表层层杂填土的的开挖，然然后用挖掘掘机对下层层土进行垂垂直开挖。基槽验收。基槽槽开挖完成成后，由勘勘察、设计计、施工人人员共同进进行检验。主主要检查槽槽的平面位位置、断面面尺寸、底底部高程等等，还应检检查基底土土质是否与与勘察报告告一致。基础施工在槽底施作1000mm厚厚的C10素混凝土土垫层，并并在上面定定出基础的的边线；支基础模板，绑绑扎钢筋；；浇筑基础混凝土土、养护；；基槽回填。然后后即可进行行上部结构构的施工。4.2主要施工工机具铁铲等人工挖土土器具。挖掘机、推土机机、卡车、吊吊车。混凝土搅拌器、振振捣器、木木质模板。第三篇装配车间15号号柱下桩基基础设计第一章概述1设计任务（1）设计题目根据所给的某机机械厂厂房房的图纸和和地质资料料，设计其其15号柱的的柱下桩基基础，完成成尺寸计算算、内力验验算并绘制制施工图，安安排施工方方案和流程程。要达到到施工要求求。（2）工程名称某机械械厂的装配配车间，建建筑场地位位于该机械械厂厂区内内。（3）场地位置厂房位位于城郊地地区，附近近建筑较少少，地势较较平坦。场场区地下水水属潜水，初初见水位在在2.5～3.1mm深处，稳稳定水位在在2.9～3.9mm深处。地地下水补给给来源为大大气降水，水水位随季节节变化，无无侵蚀性。（4）上部结构的类型型、尺寸厂房基基础顶面以以上部分的的建筑和结结构设计工工作已经完完成。装配配车间采用用单层钢筋筋混凝土排排架承重结结构，设计计跨度244m，柱距距6m，车间间内有2对30吨中级工工作制桥式式吊车。建建筑平面图图见图1-1。规定室室内地面标标高为±0.000，相当于于黄海高程程455..00m，室室外地面标标高为-00.15mm，柱顶标标高为122.50mm，轨顶标标高为9..80m。（5）本人承担的桩基基础设计任任务7号边柱的柱下桩桩基础。柱柱子尺寸为为：长宽=100004000mm；基础梁的横截面面尺寸如图图1-1，梁与柱柱（或杯口口外壁）之之间的净距距为20mmm，置于于柱子外侧侧的基础承承台顶面上上。图1-1基础础梁的横截截面尺寸示示意图（单单位：mm）设计中纵向受力力钢筋选用用HRB3335,ffy=3000Mpa。基础混混凝土采用用C30，其fC=14..3Mpa，ft=1.443Mpa。2．设计资料（1）地质勘察资料地质勘查资料同同浅基础。号柱所在的Ⅱ-Ⅱ土层剖面图见图1-2。图1-2=1\*ROMANIII—=1\*ROMANII地质剖面面（m）（2）设计荷载柱在地面处的截截面内力取取值如下：：荷载效应标准组组合荷载效应应基本组合合3.设计依据和参考考资料《建筑地基基础础设计规范范》（GB5500077-20002）±《建筑地基处理理技术规范范》（JGJ79-22002）《既有建筑地基基基础加固固技术规范范》（JGJ123--20000)西南交通大学岩岩土工程教教研室，基基础工程课课程设计指指导书，成成都，20007吴兴序，基础工工程，成都都，西南交交通大学出出版社，20077建筑地基基础设设计常用资资料速查手手册，北京京，地震出出版社，20066金问鲁，地基基基础实用设设计施工手手册，北京京，中国建建筑工业出出版社，19955第二章初步设计计1.基础类型的的选择从承台位置来看看，高承台台基础施工工方便、经经济，但是是基础的刚刚度较小，承承受水平荷荷载的能力力较差，而而且影响地地面上的结结构物位置置放置，占占用车间空空间；而低低承台的抗抗水平力能能力较强，在在稳定性方方面也较高高承台好，且且不影响地地面上的建建筑物位置置。故选用用低承台。从材质上看，由由于钢筋混混凝土取材材、施工方方便且承载载能力大，且且地下水较较深，故采采用钢筋混混凝土桩基基础。从制作方法来看看，预制桩桩可以大大大加快施工工进度，故故采用预制制桩。从桩的入土方式式来看，由由于周围空空旷，施工工对周围环环境的影响响可以不考考虑，故采采用打入式式挤土式桩桩，施工较较方便且经经济。另外，由于方案案要求做杯杯口基础，故故最终选用用：柱下独独立、板式式、现浇钢钢筋混凝土土低杯口基基础。从桩身截面尺寸寸来看，为为使制作方方便，故采采用等截面面的实心方方桩。桩径径为3000mm×300mmm。2.持力层选择择和桩长的的初步确定定从土层剖面图及及各层土的的土性指标标看来，①层土土质质疏松，不不适合作为为持力层。从从邻近的55#、6#钻孔的钻钻探数据来来看，②层土为粘粘性土，选选取2层土作为为持力层。由由于桩端进进入持力层层的长度要要大于3d，综合考考虑以上因因素，取桩桩长为9m。桩径和承台埋深深和高度的的初步设计计根据由于①层土土土质疏松松，不适合合承载图2-1.基础立立面图(mm)故将承台地面置置于第②层土中，取取埋深为22.0m。承承台高初步步取为8000mm，矩形板。基基础初步设设计图见图图2-1。3.估算桩数（1）单桩竖向极限承承载力标准准值Quk按经验公式确定定Quk式中——qsi：第i层土土的极限侧侧阻力标准准值，根据据成桩方法法和工艺查查经验表。qpk：极限限端阻力标标准值，根根据成桩方方法和工艺艺查经验表表。（2）初步确定单桩竖竖向承载力力设计值R先不考虑群桩效效应和承台台效应，则则式中——γs、γpp：桩侧土土和桩端土土的抗力分分项系数，查查表得。故估计桩数取桩数n=4。装装型采用预预制桩，尺尺寸为3000mm3300mmm方庄由于地面很深没没有基岩，所所以采用摩摩擦桩，（3）桩的布置和确定定承台尺寸寸桩在平面上采用用行列式布布置，中心心局Sa≥3～4d,取x方向(厂房横向,向内为正)中心距为为1.8m,y方向(产房纵向,向内为正)中心局1..0m,对称布置置。边桩中中心至承台台边缘的距距离为1d=0..3m，此此时承台边边缘至桩边边缘的距离离为1500mm，符符合规范要要求。承台台平面尺寸寸为2.4m×1.5m。承台布布置见图2-2。1由于预制桩数少少于9个，所以以在X方向：即承台在y方向：即承台图2-2.承台布布置图(4)承台平面尺尺寸及埋深深的选定；；2承台埋深1.33m，承台台高0.88m桩顶深入承台550mm，钢钢筋保护层层取35mmm，则承承台有效高高度：第三章技术设计计1.承载力检算(1)单桩承载载力计算1单桩竖向承载力力设计值R假设桩长为9mm，穿越第第二层，由由表5-6知桩的极极限侧阻力力标准值为为粘性土：桩的重心深度桩的入土深度hh=1.33+0.99=10..2m粘性土：故单桩竖向极限限承载力标标准值为：：2单桩竖向承载力力设计值计计算：摩擦型桩且预计计桩数将超超过4根故需要要考虑承台台效应以及及桩群，土土，承台的的相互作用用效应1）求3.桩顶荷载设设计值计算算：基础混凝土采用用C30，其fC=14..3Mpa，ft=1.443Mpa。设计中纵向受力力钢筋选用用HRB3335,ffy=3000Mpa取承台及其上部部土的平局局重度为20取基本本组合值5.基桩的配筋和构构造预制桩按造构造造配筋。配配筋率1%。主筋采采用HRB3335，直径122mm和20mmm，桩顶以以下0.99m范围内内箍筋加密密，并设置置钢筋网片片。桩尖部位，将主主筋合拢焊焊接在桩尖尖辅助钢筋筋上。桩身混凝土强度度等级为C30，保护层层厚度400mm。6.承台的设计和检检算1.承台的几何何构造承台尺寸为24400mmm×1500mmm×800mmm。混凝凝土强度等等级C30。基底下下方铺设1100mmm厚的素混混凝土层。基基础的混凝凝土保护层层厚度855m，h0=8000-50-35=715mm。2.承台与柱的连接接为了使桩和承台台之间形成成稳定的建建立、弯矩矩传递体系系，并承受受偶然发生生的上拔力力，将桩顶顶锚入承台台350mmm，。如如下图所示示。图3-2.柱顶与与承台的连连接构造3.承台抗冲切切检算(1)柱对承台的的冲切检算算，计算示示意图如3-3】图3-3柱对承承台的冲切切检算示意意图1柱边冲切冲跨比之间(2)角柱向上冲冲切【计算算示意图如如3-4】图3-4角柱向向上冲切示示意图从角柱内边缘到到主承台外外边缘的距距离故柱对承台的冲冲切验算满满足要求。。4.承台抗剪检算如右图3-5所所示，故仅仅取其中柱柱顶反力最最大的截面面，即y-y截面进行行验算和x-x截面验算算。y-y截面剪跨跨比，图3-55承台抗剪剪验算示意意图剪切系数抗剪验算：x-x截面故承台的抗剪验验算满足要要求。5.局部受压检检算由于承台与桩身身混凝土均均为C30等级，故故无需验算算承台的局局部受压。6.承台配筋计计算1.抗弯主筋由之前的内力结结果可知：：Ⅱ-Ⅱ截面：由由以上计算算可知：Ⅰ-Ⅰ截面：由以上计计算可