基礎工程課程設計 -某單層廠房柱下基礎設計

目錄 第一章 概述 1.1 設計任務 1.2 設計資料 1.2.1 地質勘查資料 1.2.2 設計荷載 1.3 設計依據 第二章 擴展基礎設計 2.1 基礎位置，埋深及以下土層的確定 2.2 基礎形式的確定 2.3 擴展基礎設計步驟 按承載力要求初步擬定基礎的平面尺寸 進行地基驗算，包括： 1） 地基強度驗算（包含持力層強度和軟弱下臥層強度） 2） 基底偏心距驗算 3） 本次設計不進行沉降及穩(wěn)定性驗算 擬定基礎高度，并按抗沖切破壞要求進行驗算 計算截面彎矩，并配置鋼筋第一章 概述1.1 設計任務設計題目：某單層廠房柱下基礎設計設計任務：本設計對象為某機械廠的裝配車間。廠房基礎頂面以上部分的建筑和結構設計工作已經完成。本課程設計的任務是完成柱下基礎與地基的設計與驗算。要求同學選擇（或由任課教師分配）一個基礎，按給定的條件完成相關的設計和計算工作，具體要求如下：1設計計算：（1）綜合分析設計資料，對三種常用的房屋基礎類型（剛性基礎、鋼筋混凝土擴展基礎和樁基礎）的技術合理性進行比較（限于課時，本次課程設計不考慮造價因素），選擇較為合理的基礎方案。確定所選柱下基礎的類型，平面尺寸及埋深；（2）完成該基礎（包括地基）的計算；2圖紙：（1）基礎總平面布置圖（假定所有基礎均與自己設計的基礎相同）；（2）基礎結構圖（應包含圖紙說明和工程數量表）。3將上述成果整理成設計計算說明書。設計計算說明書應制做成Word文檔。整個說明書應滿足計算過程完整、計算步驟清楚、文字簡明、符號規(guī)范和版面美觀的要求，圖紙應用CAD制作而且應該表達正確、布局合理和尺寸齊全。說明書用A4紙張打印和圖紙(A3)一起裝訂成冊，交設計指導老師評閱。1.2 設計資料 1.2.2 地勘資料簡化后的建筑場地“工程地質勘察報告”如下。XX工程地質勘察報告擬建工程為XX機械廠的裝配車間，建筑場地位于該機械廠廠區(qū)內，廠房平面尺寸為42m´24m,采用鋼筋混凝土排架結構，結構的設計跨度為24m，柱距為6m?？辈旃ぷ靼词┕D設計階段的要求進行。自X年X月X日開始，至X年X月X日結束。共完成鉆孔6個，并結合鉆孔取原狀土樣XX個進行了室內土工實驗。場地處地面平坦。擬建車間的西南角有一古河道，現(xiàn)已淤填。據鉆探揭露，各地層的情況如下：第層：人工填土。分布于場地表面，以灰黑色粉土為主，伴有碎磚，爐渣等雜物的填土層。厚約0.51.2m，結構疏松，土質不均，平均天然重度為17.1kN/m3。第層：粉質粘土。呈棕紅色。除1#孔外各孔均有，厚度9.510.1m。硬塑可塑，土質較均勻。第層：粉土。呈褐黃色。僅在1#孔可見到，厚約3.3m，流塑。第層：淤泥。呈黑色，流塑。含大量有機質，有臭味。僅在1#孔見到，厚度約8.0m。第層：粉質粘土。呈灰黃色，僅在1#孔見到，厚約3.6m，夾有粉砂薄層，流塑。第層：粘土。呈黃黑色，各孔均可見到，沒有鉆透，據調查厚度在10m以上。土質均勻，可塑硬塑。場區(qū)地下水屬潛水，初見水位在2.53.1m深處，穩(wěn)定水位在2.93.9m深處。地下水補給來源為大氣降水，水位隨季節(jié)變化，無侵蝕性。根據鉆探及室內土工實驗的情況分析，第層雜填土不宜用作建筑物地基。建議把基礎埋置在強度較高的第層粉質粘土或第層粘性土中。其地基承載力標準值分別為：第層：fk=180kPa第層：fk=220kPa建議：受古河道影響的幾個柱基采用樁基礎；其余基礎可采用柱下現(xiàn)澆獨立基礎。鉆探點布置見圖2-3，地質剖面見圖2-4圖2-6，土工試驗成果見表2-1，地質柱狀圖略。報告人：XXX X年X月X日8圖2-3 地質鉆孔平面布置圖9圖2-4 IIII地質剖面10圖2-5 II地質剖面圖2-6 IIIIII剖面和圖例1.2.2 設計荷載基礎梁上的荷重（包括基礎梁自重）為：標準組合時為30kN/m，基本組合時為40.5kN/m。各柱（標高-0.075m處）的荷載設計值如下：邊柱 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抗風柱Z3: Mk=200kN-m M=270kN-m Fk=820kN F=1120kN Hk35kN H50kN1.3 設計依據 本次課程設計的依據為本課程設計指導書和相關規(guī)范。第二章 擴展基礎設計2.1 基礎位置，埋深及以下土層的確定把基礎埋置在強度較高的第層粉質粘土或第層粘性土中。其地基承載力標準值分別為：第層：fk=180kPa第層：fk=220kPa 根據估算，基礎埋深適合設置在3m深處，既經濟又比較安全。根據測得地址情況，計算層土特性如下：（1）確定孔隙率： 平均值： 得 標準差： 得 變異系數：得 統(tǒng)計修正系數： 得 由 得 （2）確定天然重度： 平均值： 得 標準差： 得 變異系數：得 統(tǒng)計修正系數：得 由 得 （3）確定液限： 平均值： 得 標準差： 得 變異系數：得 統(tǒng)計修正系數：得 由 得 查表，=1.6，估計地基基礎寬度小于3m,故不做寬度修正，區(qū)基礎埋深為3m. 做基礎承載力修正 由 得 2.2 基礎形式的確定 此次設計要求設計擴展基礎。根據實際情況，在設計中采用錐形的擴展基礎。2.3 擴展基礎設計步驟（一） 抗風柱下的基礎設計 按承載力要求初步擬定基礎的平面尺寸 =820KN =35KN =200KN =304.5=135KN(基礎梁)(偏心495mm) 考慮偏心，取A=進行地基驗算 基礎及回填土重： 基底的總豎向荷載： 基地的總彎矩： 總的偏心距： 基底反力： 確定基礎具體尺寸： 基礎材料采用混凝土，做成錐形擴展基礎。錐形基礎的邊緣高度取250mm，錐形坡度?；A下設混凝土墊層80mm，保護層厚度取80mm，基礎的有效高度。荷載組合（基本組合）： 基礎底面凈壓力計算： 凈荷載偏心距：基底凈反力： 基礎沖剪驗算：由 因為基礎用混凝土，其軸心抗拉強度設計值 故=0.7 滿足要求，基礎不會發(fā)生沖剪破會。 柱邊基礎彎矩計算： 柱邊與邊側基礎邊緣距離： 柱邊處的地基凈反力： 作用在底面： 作用在底面： 布置鋼筋： ，布置7根直徑16mm的鋼筋，實配鋼筋面積。 ，布置7根直徑16mm的鋼筋，實配鋼筋面積。（二） 邊柱下的基礎設計 按承載力要求初步擬定基礎的平面尺寸 =1400KN =40KN =265KN =306=180KN(基礎梁)(偏心645mm) 考慮偏心，取A=進行地基驗算 基礎及回填土重： 基底的總豎向荷載： 基地的總彎矩： 總的偏心距： 基底反力： 確定基礎具體尺寸： 基礎材料采用混凝土，做成錐形擴展基礎。錐形基礎的邊緣高度取250mm，錐形坡度。基礎下設混凝土墊層80mm，保護層厚度取80mm，基礎的有效高度。荷載組合（基本組合）： 基礎底面凈壓力計算： 凈荷載偏心距：基底凈反力： 基礎沖剪驗算：由 因為基礎用混凝土，其軸心抗拉強度設計值 故=0.7 滿足要求，基礎不會發(fā)生沖剪破會。 柱邊基礎彎矩計算： 柱邊與邊側基礎邊緣距離： 柱邊處的地基凈反力： 作用在底面： 作用在底面： 布置鋼筋： ，布置13根直徑16mm的鋼筋，實配鋼筋面積。 ，布置17根直徑16mm的鋼筋，實配鋼筋面積。（三） 角柱下的基礎設計 按承載力要求初步擬定基礎的平面尺寸 =1000KN =65KN =350KN =303=90KN(基礎梁)(偏心645mm) (基礎梁) 考慮偏心，取A=進行地基驗算 基礎及回填土重： 基底的總豎向荷載： 基地的總彎矩： 總的偏心距： 基底反力： 確定基礎具體尺寸： 基礎材料采用混凝土，做成錐形擴展基礎。錐形基礎的邊緣高度取250mm，錐形坡度?；A下設混凝土墊層80mm，保護層厚度取80mm，基礎的有效高度。荷載組合（基本組合）： 基礎底面凈壓力計算： 凈荷載偏心距：基底凈反力： 基礎沖剪驗算：由 因為基礎用混凝土，其軸心抗拉強度設計值 故=0.7 滿足要求，基礎不會發(fā)生沖剪破會。 柱邊基礎彎矩計算： 柱邊與邊側基礎邊緣距離： 柱邊處的地基凈反力： 作用在底面： 作用在底面： 布置鋼筋： ，布置11根直徑16mm的鋼筋，實配鋼筋面積。 ，布置12根直徑16mm的鋼筋，實配鋼筋面積。