(扩展)基础课程设计范例(第二版)(夜大学2014)

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1、 基础工程课程设计范例基础工程课程设计范例 单层厂房柱下基础设计单层厂房柱下基础设计 第一节:上部结构设计资料 一:设计题目:某单层厂房下基础设计 二:设计对象:某机械厂的装配车间,厂房基础顶面以上部分的建筑及结构的设计工作已完成。 三:课程设计任务:完成柱下基础与地基的设计与检算。 承担任务:抗风柱,第 19 号柱。截面形状为矩形,尺寸=长宽=700400。 平面布置位置如总平面图所示。 1 设计计算: (1)19 号柱下独立基础的设计计算 a :平面尺寸,埋深的确定。b :基础及地基的计算及检算。 (2)19 号柱下桩基础的设计计算 a:桩基类型的选择 b:桩材和桩径的选择 c:承台底面和

2、顶面标高以及平面形状尺寸的确定 d:桩长和桩柱数的确定 e:桩的布置 f:单桩承载力的检算 (3)初步确定修筑基础的施工方案 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)基础的结构图。包括平面图,立面图,剖面图,同时在剖面图上必须给出基础底面的位置。 (表示出埋深) 15002400042005001A900243Z2Z3B900Q=30T (两台)Z3Z260006000600042007300051500420006Z18500900Z29000Z3Z16000600060009000Z3Z2900600012345678910201918171615141

3、31211后侧前侧后侧前侧注:Z1,Z2,Z3表 示柱子的类型注:Z1,Z2,Z3表 示柱子的类型图 1-1 装配车间平面图 /mm 第二节:地质勘察资料 (1) 场地土层描述:场地处地面平坦。19 号柱中心线土层的情况如下: 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 m,结构疏松,土质不均,平均天然重度 17.1KN/ 3m第层:粉质黏土。呈棕红色。除 1#孔外各孔均有,厚度 m。硬塑可塑,土质较均匀。 第层:黏土。呈黄黑色,各孔均有,没有钻透,据调查厚度在 10m 以上,可塑硬塑,土质均匀。 场区地下水属潜水,初见水位在 2.5-3.

4、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情况分析,第层杂填土不宜做建筑物地基。把第层或第层作为地基。其地基承载力标准值为:第层:fak=200kpa; 第层:fak =220kpa。 (2) 土层剖面图,土性指标: 实际建成后室外地面标高为-0.15m,相当于黄海高程 454.85m,室内地面标高为 0.00m,相当于黄海高程 455.00m。实际地层厚度如下: 第层:d=454.85-453.25=1.6m 第层:d=10.35m 第层: d10m 具体布置如下: 图 1-2 土层剖面图 第三节:设计荷载 1.柱底

5、位于室内地面以下 0.5m 处,各柱在地面处的截面内力取值如下: 19 号抗风柱(纵向计算) 标准组合:200kMkN m= 450kFkN30kHkN= = 基本组合:280MkN m= 650FkN50HkN= = 纵向指沿车间的长轴方向。弯矩 M 以柱子的外侧受拉为正,剪力 H 以指向车间内部为正。荷载项下标K 表示标准组合,否则为基本组合。 基础梁上的荷重(包括基础梁自重)按 30计算。具体 19 号柱下作用基础荷载重如下:/kN m图 1-3 基础梁作用荷载 /mm 2. 由上图得:基础梁上的荷重: 300.99.45+3094.5= 可得=163.35kN 29kF 2kF3. 设

6、计荷载作用图如下: 图 1-4 设计荷载作用图 第二章:柱下独立扩展基础设计 第一节:独立基础尺寸确定 1. 基础埋深确定。 由于第二层土层厚度较深且土质较好,同时地下稳定水位为 2.9m3.9m,故初步拟定基 础持力层取为第二层土:粉质黏土,假定深度为 d=1.8m.。 (以标高 0.00 为基准线) ,如图 1-4。 2. 基础底面尺寸确定 基础底面尺寸应根据持力层土的承载力确定。 现持力层为粉质黏土层, 根据规范经验公式:=+afakfb.(b-2)+d.m.(d-0.5) 因基底尺寸尚未确定,故先计算深度修正后的承载力。 e=0.6870(偏心距满足要求) = 第二节 确定基础高度 根

7、据规范要求,确定基础高度和配筋时应采用基本组合值 1. 计算基底反力 基础梁由标准值提高 1.2 倍为基本组合值 即 F=650+163.351.2=846.02KN M=280+50(1.8-0.075)-163.351.2(0.1+0.35)=269.22kNm max minj2FM846.02269.22P185.53 147.60AW2.4 1.91/6 1.9 2.4 333.13kPa37.93kPa= = 2. 确定基础高度 初步拟定高度h=500mm,按规范要求,铺设垫层时保护层厚度不小于 40mm,因此假定 钢筋中心到混凝土外表面的距离为 50mm,故钢筋的有效高度ho=5

8、00-50=450mm 图 2-1 冲切破坏计算图(长度单位:mm) 抗冲切破坏验算公式为:Flomthphaf70. 首先计算Fl =Ajplbb=bc+2ho=0.4+20.45=1.3m1.90m, 故Al=2oc och2b 2bbh2a 2 l=22.40.71.90.40.451.90.452222=0.67m2近似地取=333.13kPa jmap =得Fl =Ajpl=333.130.67=223.20kN 式omthphaf7 . 0中,h0=450mm F310l =223.20kN 故 h=500mm,能够满足抗冲切破坏要求。 第三节:内力计算 图 2-2 矩形独立基础底

9、板的弯矩计算 台阶的宽高比为cla2.40.71.72h2 0.5=2.5 且偏心距 e6b,已由上计算验证满足要求显然,控制截面在柱边处: Ia2.40.7a0.85m22l =cI jIjminjmaxjmina2.40.85pp(pp)37.93(333.1337.93)2.4l l=+=+ =228.58kPa 2)()a-(lb2bpp481McjIjmaxIc+= 21(333.13228.58) (2 1.90.4)(2.4-0.7)48=+ =142.04kNm 2 jminjmaxbba2pp481M)()(cc+=l 21(333.1337.93)(2 2.40.7)(1.

10、90.4)48=+ =95.66 kNm 第四节 基础配筋 采用HPB235 的钢筋,其fy=210N/mm2, 混凝土,f20Cc=9.6N/mm2沿长边方向,由=154.00kNm,=450mm,宽度=1900mm IMoIhIb按梁进行配筋, 得:262 oIIcI s19.61.0hbfM 4509001004.142 =0.03845 2038450211 s.+=0.9804 b0392200.03845211=. 26oIsyI slmm21010 hfMA2 .16624509804. 0154=取 1114180 钢筋总面积为 1693mm2故实际的mm53414/2-40-0052/dahhIoI=,大于原先假定的 450mm,上述配筋显然是可以的。 沿短边方向:由于沿短边方向的钢筋通常置于长边钢筋之上,并假设采用12 钢筋,故mm40412/2-14-40-0052/dahho=宽度=2400mm b得:021446. 044040029.61.01066.95 hbfM262 ocs= 9892. 02021446. 0211 2211s s=+=+= bs0217. 0021446. 0211211= 26osysmm6 .04614409783. 02101066.95 hfMA= 选用1410180 钢筋总面积为 1099mm2

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