钢结构厂房基础设计

.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。