基础工程课程设计某单层厂房柱下基础设计.docx
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基础工程课程设计某单层厂房柱下基础设计
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
①按承载力要求初步拟定基础的平面尺寸
②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
③拟定基础高度，并按抗冲切破坏要求进行验算
④计算截面弯矩，并配置钢筋
第一章概述
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0.5~1.2m，结构疏松，土质不均，平均天然重度为17.1kN/m
3。
第层：
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2.5~3.1m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。
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
8
图2-3地质钻孔平面布置图
9
图2-4—地质剖面
10
图2-5—地质剖面
图2-6—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-mM=380kN-m
Fk=1400kNF=2100kN
Hk=40kNH=60kN
角柱Z2:
Mk=350kN-mM=500kN-m
Fk=1000kNF=1400kN
Hk=65kNH=80kN
抗风柱Z3:
Mk=200kN-mM=270kN-m
Fk=820kNF=1120kN
Hk＝35kNH＝50kN
1.3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。
第二章扩展基础设计
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
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⑥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
（一）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=
②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：
③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。
④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。
（二）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=
②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：
③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。
④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。
（三）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=
②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：
③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。
④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11根直径16mm的钢筋，实配钢筋面积。
，布置12根直径16mm的钢筋，实配钢筋面积。
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