单层厂房柱下基础设计
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目录
第一章 概述.......................................................................................................... 4
1、设计任务.................................................................................................. 4
1.1工程概况.......................................................................................... 4 1.2工程名称.......................................................................................... 5 1.3场地位置.......................................................................................... 5 1.4上部结构的类型、尺寸.................................................................. 5 1.5场地描述.......................................................................................... 5 1.6土层描述.......................................................................................... 5
第二章,浅基础设计与计算................................................................................ 9
1.二十号桩设计 (抗风桩) ............................................................................ 9
1.1确定地基承载力:.......................................................................... 9 1、2按中心荷载初估基地面积:..................................................... 10 1、3验算基地压力:......................................................................... 10 1.4基底净压力的计算:.................................................................... 10 1.5基础冲剪验算:............................................................................ 10 1.6验算冲切破坏面的抗剪承载力................................................. 11 1.7柱边基础弯矩计算:................................................................. 11 2、七号桩.................................................................................................... 12
按中心荷载初估基地面积.................................................................. 12 验算基地压力:.................................................................................. 12 基底净压力的计算.............................................................................. 13 基础冲剪验算...................................................................................... 13 验算冲切破坏面的抗剪承载力.......................................................... 13 柱边基础弯矩计算:.......................................................................... 13 3、 一号桩.................................................................................................. 14
按中心荷载初估基地面积:.............................................................. 14 验算基地压力:.................................................................................. 14 基底净压力的计算:.......................................................................... 15 基础冲剪验算:.................................................................................. 15
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验算冲切破坏面的抗剪承载力.......................................................... 15 柱边基础弯矩计算:.......................................................................... 15
第三章 桩基础的设计和计算............................................................................ 16
I.十七号桩 ................................................................................................... 16
估算单桩承载力特征值...................................................................... 17 群桩基础中单桩承载力验算:.......................................................... 17 抗弯与配筋.......................................................................................... 18 角桩的冲切验算:.............................................................................. 20 承台抗剪验算:.................................................................................. 21 桩的配筋:.......................................................................................... 21 II.十八号桩 .................................................................................................. 22
群桩基础中单桩承载力验算:.......................................................... 22 抗弯与配筋:...................................................................................... 22 柱的冲切验算...................................................................................... 23 角桩冲切验算:.................................................................................. 23 承台抗剪验算:.................................................................................. 23 桩的配筋:.......................................................................................... 24 配筋:.................................................................................................. 24
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第一章 概述
1、设计任务:某单层厂房柱下基础设计 1.1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。
600060006000460005600060006000B123Z290020Q=30T (两台)Z3Z319240004200Z3104200注:Z1,Z2,Z3表示柱子的编号Z3900Z2Z2171615A18Z1141312115003000150015004200050012345678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;
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900090090099000Z1678Z2
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。 1.3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。 1.4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。
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。 2502520025300 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HRB335,fy=300Mpa。基础混凝土采用C30,其fC=13.4Mpa。 1.5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。 1.6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层:人工填土。分布于场地表面,以灰黑色粉土为主,伴有
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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层:粉土。呈褐黄色。仅在1#孔可见到,厚约3.3m,流塑。 第④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⑤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⑥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2.5~3.1m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。
根据钻探及室内土工实验的情况分析,第①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②层粉质粘土或第⑥层粘性土中。其地基承载力标准值分别为:
第②层:fk=180kPa 第⑥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。
土性指标,见表1-1。
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图1-2 地质钻孔平面布置图
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2#454.503#8轴线位置454.404#0.610.711.5454.801.00.5①②10.610.4442.4011.5443.30⑥16.5438.30
图1-3 I-I地质剖面图
图1-4 II—II地质剖面
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图1—5 III – III 地质剖面图
第二章,浅基础设计与计算
1.二十号桩设计 (抗风桩)
尺寸为:700mm×400mm
位于III——III地质剖面图,持力层定在粉质粘土层。标准组合:Fn=600Kn MN=27 KN·M HK=38 KN 各粉质粘土层GS W WP WL的平均值
GS=(2.74+2.7+2.71+2.71+2.73+2.72)÷6=2.72
W=(29.06+24.4+25.35+23.08+22.94+26.64)÷6=25.25%
=(19.4+20.1+20.3+20.1+19.9+20.1)÷6=20 KN/M3
eGS(1W)w12.72(10.2525)9.8=20-1=0.671
WP=(20.17+21.31+21+20.04+23.96+19.27)÷6=21% WL=(30.49+33.81+31.57+33.96+37.43+30.8)÷6=33%
ILWWP25.2521W0.354LWP3321
查表2—15可知:
b0.3d1.6
1.1确定地基承载力:
初定b=3m d=3m w=18.91KN/M3
水位:3.4m
fafkbm(d0.50.15)
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=180+1.6×18.91×(3-0.5-0.15)251.10kpa
1、2按中心荷载初估基地面积:
A1FP=(600+30×12.75)÷(251.1-20×3)=5.141m2
fad2
由偏心影响将面积扩大1.3倍 则 A=6.684m 采用基础尺寸为3m×2.4m
1、3验算基地压力:
基础及回填土重:
GdA =20×(3-0.075)×7.2=421.4KN
基础的总垂直荷载:
F+G+P=600+421.4+30×12.75=1403.9KN 基底总弯矩:
M=27+38×3-30×12.75=48.34kn 总荷载偏心:
e=48.34÷1403.9=0.034PMAX=FGPM=1403.9648.34208.4Kpa<1.2fa=301.32kpa 符合 AW7.2332.4要求 基本组合:F=1326.375Kn M=65.259 KN·M H=51.3kn 1.4基底净压力的计算: 荷载偏心:eM=51.3÷1326.375=0.039AW202.34kn =1326.37565.2596166.0947.2332.41.5基础冲剪验算: - 1 - 取保护层厚度为50mm 则 h0=550mm 采用c30 混凝土 2 ft=1430KN/M A 230.722aacbbc2.40.4==m (h0)b(--0.55)-1.2375(h0)(--0.55)阴影 22222222FlA阴影Pemax=1.2375×202.34=250.40kn 1.6验算冲切破坏面的抗剪承载力 h0=550mm<800mm 则 h=1.0 bp=bc+h0=400+550=950mm 1.7柱边基础弯矩计算: V0.7h ftbph0=0.7×1.0×1430×0.95×0.55=523kn>F l 对于I-I截面;asac1(aac)=0.7+0.5×(3-0.7)=1.85m 2Pei(Pemaxpemin)asPemin as=(202.34-166.094)×1.85÷3+166.094=188.446kpa 1MI(aac)2(pemaxpei)(2bbc)(PemaxPei)b 48 =(3-0.7)((202.34+188.46)(2x2.4+0.4)+ (202.34-188.446)x2.4)/48=227.6KN·M 2 6MI227.610As1532.6m2 配筋:=0.9fvh00.9300550配14根直径是12mm的钢筋,面积为1582m垂直于I-I截面, Sn=159mm 满足要求。 2 - 1 - 对于II-II截面 PeMII(2aac)(bbc)2 242 =188.446(2x3+0.7)(2.4-0.4)÷24=210.447KN·M 配筋: AsMII0.9fvh0=1417m 2 2 配16根直径是16mm的钢筋 面积为1808mm垂直于II-II截面 Sn=171mm 满足要求。 2、七号桩 尺寸:1000mm×400mm 位于I-I地质剖面图上 持力层定为粉质粘土 标准组合:Fn=1562kn Mk=247 KN·M Hk=48KN 地基承载力:fa=251.10kpa 按中心荷载初估基地面积 A1FPfad2 = 30615629.12m2 251.10203由偏心扩大1.1倍 则 A=10.02m 初步采用3m×3.6m 的基础。 验算基地压力: 基础及回填土重: GdA=20 ×(3-0.0075)×10.8=631.8kn 基础的总垂直荷载: F+G+P=1562+631.8+60X3=2373.8KN 基底总弯矩: M=247+48×3-30×6×(0.125+0.5+0.02)=275.9KN·M 总荷载偏心: Me=275.9÷2373.8=0.116FGP基底边缘最大应力: Pemax=FGPM=2373.8275.96262.38kpa<1.2fa=301.32pka AW10.83.63.63- 1 - 满足要求。