钢结构厂房基础设计
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.8.基础设计
3.8.1基础的选择
由于本设计采用的上部结构为轻型门式刚架结构,荷载较小,所以选择基础形式为钢筋混凝土独立基础,根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中8.2.2其构造要求是:
1、锥形基础的边缘高度不小于200mm,阶梯形基础每阶高度宜在300-500mm;
2、基础下垫层不小于70mm,垫层混凝土强度等级应为C10;
3、底板受力钢筋直径不小于10mm,间距不小于100mm,不大于200mm,钢筋保护层厚度不小于40mm;
4、基础混凝土强度等级不低于C20。
所以,在本设计中,采用柱下独立基础,在结构的每根柱下均设基础,基础材料为C20混凝土和HPB300钢筋,垫层为100mm厚C10混凝土。
3.8.2基础埋深
根据本设计中建筑上部荷载和设计要求中的持力层深度,选定基础埋深为自天然地面下1.5,基础下设100mm厚C10混凝土垫层,所以垫层底面标高为-1.9m(室内外高差为300mm)。
3.8.3基础设计
3.8.3.1 确定基底尺寸
弯矩最大一组:
荷载设计组合值
192.59
-59.67
-143.78
M kN m
V kN
N kN
=⋅
⎧⎫
⎪⎪
=
⎨⎬
⎪⎪
=
⎩⎭
,荷载标准组合值
154.92
=-48.14
116.86
M kN m
V kN
N kN
=⋅
⎧⎫
⎪⎪
⎨⎬
⎪⎪
=-
⎩⎭
。
持力层承载力特征值
k
150
150 1.020(20.5)180
a
a
f kPa
f kPa
=
=+⨯⨯-=
假定基础梁尺寸为800×300,则基础梁传给独立基础的集中荷载标准值为
0.80.3247.518 1.50.247.591.80KN
⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=,设计值为91.8 1.2110.16KN
⨯=。基础受力如下图所示:
作用于基础底面的力矩标准值:
10.3450.5203.44bk k k k M M N V KN =+⋅+⋅= 基础底面面积的抵抗矩:
23/66W lb m == 偏心距:1/(N N )203.44/(91.80116.862043 1.8)0.31bk k k k e M G m =++=++⨯⨯⨯= 基底边缘处压应力计算:
,max 1,min 87.30 1.2=216116.8691.802043 1.8203.4443619.480k a k k k bk k P kPa f kPa N N G M P A W kPa ⎧⎫<⎧⎫++++⨯⨯⨯⎪⎪=±=±=⎨⎬⎨⎬⨯>⎪⎪⎩⎭⎩⎭
(满足要求) 基底平均压应力1+640.6653.3918043k k k k N N G P kPa kPa A +=
==<⨯ (满足要求) ,max ,min
83.3019.4851.3918022
k k a P P kPa f kPa ++==<=(满足要求) 3.8.3.2 确定基础高度和构造尺寸
基础高度由助于基础交接处混凝土抗冲切承载力确定。
假设基础高度为500mm ,垫层厚度取100mm ,垫层混凝土强度等级为C10,050050450h mm =-=。基础冲切计算简图如下图所示:
偏心荷载下由恒荷载起控制作用的荷载效应的基本组合时
0,max 6(91.80116.86)60.741.351 1.35149.29124k j F e p kPa lb l +⨯⎛⎫⎛⎫=⨯+=⨯+= ⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎭ max ,j p ——基底净反力设计值的最大值;
0e ——净偏心距,0154.920.7491.8116.86
k k M e F ===+ 此时0280024501700c a h mm l +=+⨯=<,0252024501420c b h mm b +=+⨯=<
所以,[]2(0.520.452)3(20.40.45)2 2.54l A m =+⨯+⨯--÷=
冲切力为:,max 49.29 2.54125.20l j l F p A kN ==⨯=
冲切破坏面上的抗冲切能力为:
052052045020.70.71 1.43450436.942
hp t m l f a h kN F β++⨯=⨯⨯⨯⨯=> hp β——受冲切承载力截面高度影响系数,当基础高度mm h 800≤时,hp β取1.0;当mm h 2000≥时,取0.9,其间按线性插入法取用。
3.8.3.3 基础底板配筋
(1) Ⅰ—Ⅰ截面
,1P 2.85449.2935.12s kPa =÷⨯=
地基净反力设计值的最大值max ,j p 对柱边Ⅰ—Ⅰ截面产生的弯矩为:
[]2'1,max ,1,max ,121(2)(P P )(P P )12
1 1.15(24 1.42)(49.2935.12)(49.2935.12)493.8812j s j s M a l a l kN m I ⎡⎤=+++-=⎣⎦⨯⨯+++-⨯=⋅
6
20193.8810858.530.90.9270450
s y M A mm f h I I ⨯===⨯⨯ 配置钢筋12@130ϕ(2870s A mm =)
(2) Ⅱ—Ⅱ截面
沿短边方向荷载没有偏心,故Ⅱ—Ⅱ截面的弯矩按轴心荷载作用下的公式计算:
'2'2,max ,min 11()+(4 1.42)+1.70(49.290)52.634848
j j M l a b b p p kN m II =-+-⨯+=⋅(2)()=(23)6
2052.6310481.300.90.9270450
s y M A mm f h II II ⨯===⨯⨯ 配置钢筋12@200ϕ(2565s A mm =)
基础详图见施工图。