单层钢结构厂房--基础设计

单层钢结构厂房-－基础设计

（一）刚架柱下独立基础设计1.地基承载力特征值和基础材料

本工程地质情况如下：

±0.000ｍ~－0．６m，回填土含腐殖质,γ＝1６ＫN/ｍ3，fak=80KN／m2，E=300N／ｍm2; -0.６m~-２.7０ｍ,一般亚粘土,γ=2０KN/m3,fak=230KN/m2,E=500N/mm2;

-2.７0ｍ以下为风化混合土， fak=30０KN/m2,E=600~1００0Ｎ／mｍ2;

地下水位位于-５.0ｍ处。

综合考虑建筑物的用途、基础的型式、荷载大小、工程地质及水文地质条件等，持力层考虑为一般亚粘土层，ｆak=２30KＮ/m2,基础的埋置深度取１.0m。

假定基础宽度小于３m，按《建筑地基基础设计规范》(ＧB５０007-２002)式5.2．４修正ｆak：

ｆa=fak+ηbγ(b-3）+ηｄγｍ（d－0.５)

=230+1．６×[(16×0.6+2０×0.4)/1.0]×(１.0-0.5)

=244．1KＮ/m2

基础采用C２0混凝土,fｃ＝9．6 N/ｍm２，ft=１.10Ｎ／mm2

钢筋采用HPＢ235,fy=2１0Ｎ/ｍm2，钢筋的混凝土保护层厚度为4０mm;垫层采用Ｃ1０混凝土,厚10０mｍ。

2．基础底面内力及基础底面积计算

柱底截面采用荷载基本组合时的内力设计值：

Ｎ=１02.82KN，V=32.21KＮ,M＝0

相应的荷载效应标准组合时的内力值为:

Ｎｋ=８1.18KN，Vk＝25.06KN,Mｋ=0

采用锥形基础，假定基础高度H0=4０0ｍm，

按(1.1~1.４)Ａ０估计偏心受压基础的底面积A:

A=(1．1～1．4)×0.36＝0．40～0.50m2

取A=bl=1.5×１.0m＝1.5m2,W=0.３75m3,基础的形状、尺寸及布置如图。Gｋ=24×（１．５×1.0×0．４)＋16×（1．5×1.０×0.6）

=28.８0KN

则作用在基础底面的相应荷载效应标准值组合的内力值为:

Nk＝81.18+28.80=1０9.９８KＮ

Mk=25.０6×１.0=25.06KＮ·m

基础底面压力验算:

因1．2fa＝2９２.92KN/m2>pkmax，pｋmiｎ>0,(pｋｍaｘ+pkmin)/2＜fa，

故基础底面尺寸满足要求。

本工程地基基础设计等级按丙级考虑,按规范规定，地基可不作变形验算。

３．验算基础变阶处的受冲切承载力

按荷载效应基本组合求得的基础底面净反力为：

Ｎ=10２.８2ＫＮ，Ｍ=32.2１×1.0=3２.2１KN·m,ｅ=M/N＝0.３13m

N合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离a＝1.5/2－0.313＝０.４3７m

ｐnmax=2N/(３la)＝2×102.８2/(3×1.0×0.４37)=156．8６ＫＮ/m2

则柱与基础交接处Ⅰ-Ⅰ截面:

ｐｎ＝100.03KN/m2,h0=40０－4５=3５５ｍm,at=３00mm,

ab=300+355×2＝1０1０ｍm>Ｌ,取ａb=1０00mm，am＝(at+ab）/2=650mｍ

Fu=0.7βhpｆtａｍh0=0.７×1.０×１．１×650×3５５=177．７×103N=177.７KＮFl＝pjAl=156.8６×[（１.５／2-0．55/2－0.355)×1.０]=74.５KN

4. 基础底面配筋计算

选配8φ10@200，As=6２8ｍm2。

基底配筋情况见图。

基础短柱按构造配筋。

(二) 山墙抗风柱下独立基础设计

考虑抗风柱所承受的荷载及工程地质、水文地质条件等，参考刚架柱基础的设计结果，抗风柱基础埋深取d=1.0m,基底尺寸B×L＝1.０×1.0m,基础底板配筋按构造选用６φ１０＠２00。经验算均满足设计要求。

（三) 墙下扩展基础设计１．基本资料

本工程外墙+1.2０0m标高以下采用Mｕ10机制实心粘土砖墙，M5水泥砂浆砌筑；+1.200m 标高以上采用双层彩色压型钢板。钢板中间用50mm厚玻璃棉板充填。考虑荷载情况及地质条件,采用C15混凝土无筋扩展基础,基础底面标高取-1.１0０m,混凝土基础厚度取30ｍm。

2.荷载计算

双层彩色压型钢板0.3０ＫＮ/m2

50mm厚玻璃棉板0.05KN/m２

合计０.３5KN／m2

因铝合金门窗的重量与彩板墙面相近，故计算彩板墙面重量时,不扣除门窗洞口面积,门窗重量。彩板墙面传至砖墙的线荷载标准值为：

０.3５×（7.2-1.2）=2．１0 KN/ｍ

240mm厚浆砌普通砖0．24×１8=４.32 KN／m2

１8mm厚水泥砂浆粉刷内外墙面0.０1８×20×2＝０.72 ＫN/m2

合计5.０4 KN/m2

则砖墙自重线荷载标准值值为:5．０4×(２.０－０.18)＝９.１7KN/ｍ

圈梁自重:0.24×０．１8×２5＝1.0８KN/m

传至基础顶面处的永久线荷载标准值为:２.１0+9.7+1.0８＝12.35KＮ/ｍ

4．基础底面宽度的确定

设基础宽度为500mm，取１m长基础计算:

＝39.0KN/ｍ2<＜fa=２４4.1 ＫＮ/m2,满足要求。

基础宽高比:b２:Ｈ0＝70／300=０.23<1:1．25，满足要求。

5．验算砖墙底部截面处的承载力

H０=2H＝4.0m,μ1=1．２，μ２=1．0，

高厚比：H０/h＝4.0/0.24=１6.7<μ１μ2[β]=１.２×1.0×24=28.８,满足要求。