基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì) -某單層廠房柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

目錄 第一章 概述 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 1.2 設(shè)計(jì)資料 1.2.1 地質(zhì)勘查資料 1.2.2 設(shè)計(jì)荷載 1.3 設(shè)計(jì)依據(jù) 第二章 擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 2.1 基礎(chǔ)位置，埋深及以下土層的確定 2.2 基礎(chǔ)形式的確定 2.3 擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)步驟 按承載力要求初步擬定基礎(chǔ)的平面尺寸 進(jìn)行地基驗(yàn)算，包括： 1） 地基強(qiáng)度驗(yàn)算（包含持力層強(qiáng)度和軟弱下臥層強(qiáng)度） 2） 基底偏心距驗(yàn)算 3） 本次設(shè)計(jì)不進(jìn)行沉降及穩(wěn)定性驗(yàn)算 擬定基礎(chǔ)高度，并按抗沖切破壞要求進(jìn)行驗(yàn)算 計(jì)算截面彎矩，并配置鋼筋第一章 概述1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)題目：某單層廠房柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)：本設(shè)計(jì)對(duì)象為某機(jī)械廠的裝配車間。廠房基礎(chǔ)頂面以上部分的建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作已經(jīng)完成。本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是完成柱下基礎(chǔ)與地基的設(shè)計(jì)與驗(yàn)算。要求同學(xué)選擇（或由任課教師分配）一個(gè)基礎(chǔ)，按給定的條件完成相關(guān)的設(shè)計(jì)和計(jì)算工作，具體要求如下：1設(shè)計(jì)計(jì)算：（1）綜合分析設(shè)計(jì)資料，對(duì)三種常用的房屋基礎(chǔ)類型（剛性基礎(chǔ)、鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)）的技術(shù)合理性進(jìn)行比較（限于課時(shí)，本次課程設(shè)計(jì)不考慮造價(jià)因素），選擇較為合理的基礎(chǔ)方案。確定所選柱下基礎(chǔ)的類型，平面尺寸及埋深；（2）完成該基礎(chǔ)（包括地基）的計(jì)算；2圖紙：（1）基礎(chǔ)總平面布置圖（假定所有基礎(chǔ)均與自己設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)相同）；（2）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖（應(yīng)包含圖紙說(shuō)明和工程數(shù)量表）。3將上述成果整理成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)應(yīng)制做成Word文檔。整個(gè)說(shuō)明書(shū)應(yīng)滿足計(jì)算過(guò)程完整、計(jì)算步驟清楚、文字簡(jiǎn)明、符號(hào)規(guī)范和版面美觀的要求，圖紙應(yīng)用CAD制作而且應(yīng)該表達(dá)正確、布局合理和尺寸齊全。說(shuō)明書(shū)用A4紙張打印和圖紙(A3)一起裝訂成冊(cè)，交設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師評(píng)閱。1.2 設(shè)計(jì)資料 1.2.2 地勘資料簡(jiǎn)化后的建筑場(chǎng)地“工程地質(zhì)勘察報(bào)告”如下。XX工程地質(zhì)勘察報(bào)告擬建工程為XX機(jī)械廠的裝配車間，建筑場(chǎng)地位于該機(jī)械廠廠區(qū)內(nèi)，廠房平面尺寸為42m´24m,采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)跨度為24m，柱距為6m?？辈旃ぷ靼词┕D設(shè)計(jì)階段的要求進(jìn)行。自X年X月X日開(kāi)始，至X年X月X日結(jié)束。共完成鉆孔6個(gè)，并結(jié)合鉆孔取原狀土樣X(jué)X個(gè)進(jìn)行了室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)。場(chǎng)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(jù)鉆探揭露，各地層的情況如下：第層：人工填土。分布于場(chǎng)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(jié)構(gòu)疏松，土質(zhì)不均，平均天然重度為17.1kN/m3。第層：粉質(zhì)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(zhì)較均勻。第層：粉土。呈褐黃色。僅在1#孔可見(jiàn)到，厚約3.3m，流塑。第層：淤泥。呈黑色，流塑。含大量有機(jī)質(zhì)，有臭味。僅在1#孔見(jiàn)到，厚度約8.0m。第層：粉質(zhì)粘土。呈灰黃色，僅在1#孔見(jiàn)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(jiàn)到，沒(méi)有鉆透，據(jù)調(diào)查厚度在10m以上。土質(zhì)均勻，可塑硬塑。場(chǎng)區(qū)地下水屬潛水，初見(jiàn)水位在2.53.1m深處，穩(wěn)定水位在2.93.9m深處。地下水補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水，水位隨季節(jié)變化，無(wú)侵蝕性。根據(jù)鉆探及室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)的情況分析，第層雜填土不宜用作建筑物地基。建議把基礎(chǔ)埋置在強(qiáng)度較高的第層粉質(zhì)粘土或第層粘性土中。其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值分別為：第層：fk=180kPa第層：fk=220kPa建議：受古河道影響的幾個(gè)柱基采用樁基礎(chǔ)；其余基礎(chǔ)可采用柱下現(xiàn)澆獨(dú)立基礎(chǔ)。鉆探點(diǎn)布置見(jiàn)圖2-3，地質(zhì)剖面見(jiàn)圖2-4圖2-6，土工試驗(yàn)成果見(jiàn)表2-1，地質(zhì)柱狀圖略。報(bào)告人：XXX X年X月X日8圖2-3 地質(zhì)鉆孔平面布置圖9圖2-4 IIII地質(zhì)剖面10圖2-5 II地質(zhì)剖面圖2-6 IIIIII剖面和圖例1.2.2 設(shè)計(jì)荷載基礎(chǔ)梁上的荷重（包括基礎(chǔ)梁自重）為：標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)為30kN/m，基本組合時(shí)為40.5kN/m。各柱（標(biāo)高-0.075m處）的荷載設(shè)計(jì)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(fēng)柱Z3: Mk=200kN-m M=270kN-m Fk=820kN F=1120kN Hk35kN H50kN1.3 設(shè)計(jì)依據(jù) 本次課程設(shè)計(jì)的依據(jù)為本課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)和相關(guān)規(guī)范。第二章 擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2.1 基礎(chǔ)位置，埋深及以下土層的確定把基礎(chǔ)埋置在強(qiáng)度較高的第層粉質(zhì)粘土或第層粘性土中。其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值分別為：第層：fk=180kPa第層：fk=220kPa 根據(jù)估算，基礎(chǔ)埋深適合設(shè)置在3m深處，既經(jīng)濟(jì)又比較安全。根據(jù)測(cè)得地址情況，計(jì)算層土特性如下：（1）確定孔隙率： 平均值： 得 標(biāo)準(zhǔn)差： 得 變異系數(shù)：得 統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)： 得 由 得 （2）確定天然重度： 平均值： 得 標(biāo)準(zhǔn)差： 得 變異系數(shù)：得 統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)：得 由 得 （3）確定液限： 平均值： 得 標(biāo)準(zhǔn)差： 得 變異系數(shù)：得 統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)：得 由 得 查表，=1.6，估計(jì)地基基礎(chǔ)寬度小于3m,故不做寬度修正，區(qū)基礎(chǔ)埋深為3m. 做基礎(chǔ)承載力修正 由 得 2.2 基礎(chǔ)形式的確定 此次設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)擴(kuò)展基礎(chǔ)。根據(jù)實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)中采用錐形的擴(kuò)展基礎(chǔ)。2.3 擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)步驟（一） 抗風(fēng)柱下的基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 按承載力要求初步擬定基礎(chǔ)的平面尺寸 =820KN =35KN =200KN =304.5=135KN(基礎(chǔ)梁)(偏心495mm) 考慮偏心，取A=進(jìn)行地基驗(yàn)算 基礎(chǔ)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(chǔ)具體尺寸： 基礎(chǔ)材料采用混凝土，做成錐形擴(kuò)展基礎(chǔ)。錐形基礎(chǔ)的邊緣高度取250mm，錐形坡度。基礎(chǔ)下設(shè)混凝土墊層80mm，保護(hù)層厚度取80mm，基礎(chǔ)的有效高度。荷載組合（基本組合）： 基礎(chǔ)底面凈壓力計(jì)算： 凈荷載偏心距：基底凈反力： 基礎(chǔ)沖剪驗(yàn)算：由 因?yàn)榛A(chǔ)用混凝土，其軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 故=0.7 滿足要求，基礎(chǔ)不會(huì)發(fā)生沖剪破會(huì)。 柱邊基礎(chǔ)彎矩計(jì)算： 柱邊與邊側(cè)基礎(chǔ)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(shí)配鋼筋面積。 ，布置7根直徑16mm的鋼筋，實(shí)配鋼筋面積。（二） 邊柱下的基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 按承載力要求初步擬定基礎(chǔ)的平面尺寸 =1400KN =40KN =265KN =306=180KN(基礎(chǔ)梁)(偏心645mm) 考慮偏心，取A=進(jìn)行地基驗(yàn)算 基礎(chǔ)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(chǔ)具體尺寸： 基礎(chǔ)材料采用混凝土，做成錐形擴(kuò)展基礎(chǔ)。錐形基礎(chǔ)的邊緣高度取250mm，錐形坡度?；A(chǔ)下設(shè)混凝土墊層80mm，保護(hù)層厚度取80mm，基礎(chǔ)的有效高度。荷載組合（基本組合）： 基礎(chǔ)底面凈壓力計(jì)算： 凈荷載偏心距：基底凈反力： 基礎(chǔ)沖剪驗(yàn)算：由 因?yàn)榛A(chǔ)用混凝土，其軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 故=0.7 滿足要求，基礎(chǔ)不會(huì)發(fā)生沖剪破會(huì)。 柱邊基礎(chǔ)彎矩計(jì)算： 柱邊與邊側(cè)基礎(chǔ)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(shí)配鋼筋面積。 ，布置17根直徑16mm的鋼筋，實(shí)配鋼筋面積。（三） 角柱下的基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 按承載力要求初步擬定基礎(chǔ)的平面尺寸 =1000KN =65KN =350KN =303=90KN(基礎(chǔ)梁)(偏心645mm) (基礎(chǔ)梁) 考慮偏心，取A=進(jìn)行地基驗(yàn)算 基礎(chǔ)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(chǔ)具體尺寸： 基礎(chǔ)材料采用混凝土，做成錐形擴(kuò)展基礎(chǔ)。錐形基礎(chǔ)的邊緣高度取250mm，錐形坡度?；A(chǔ)下設(shè)混凝土墊層80mm，保護(hù)層厚度取80mm，基礎(chǔ)的有效高度。荷載組合（基本組合）： 基礎(chǔ)底面凈壓力計(jì)算： 凈荷載偏心距：基底凈反力： 基礎(chǔ)沖剪驗(yàn)算：由 因?yàn)榛A(chǔ)用混凝土，其軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 故=0.7 滿足要求，基礎(chǔ)不會(huì)發(fā)生沖剪破會(huì)。 柱邊基礎(chǔ)彎矩計(jì)算： 柱邊與邊側(cè)基礎(chǔ)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(shí)配鋼筋面積。 ，布置12根直徑16mm的鋼筋，實(shí)配鋼筋面積。