基础工程课程设计 --某单层厂房柱下基础设计目录第一章概述1.1 设计任务1.2 设计资料1.2.1 地质勘查资料1.2.2 设计荷载1.3 设计依据第二章扩展基础设计2.1 基础位置，埋深及以下土层的确定2.2 基础形式的确定2.3 扩展基础设计步骤①按承载力要求初步拟定基础的平面尺寸②进行地基验算，包括：1）地基强度验算（包含持力层强度和软弱下卧层强度） 2）基底偏心距验算3）本次设计不进行沉降及稳定性验算③拟定基础高度，并按抗冲切破坏要求进行验算④计算截面弯矩，并配置钢筋第一章概述1.1 设计任务设计题目：某单层厂房柱下基础设计设计任务：本设计对象为某机械厂的装配车间。
厂房基础顶面以上部分的建筑和结构设计工作已经完成。
本课程设计的任务是完成柱下基础与地基的设计与验算。
要求同学选择（或由任课教师分配）一个基础，按给定的条件完成相关的设计和计算工作，具体要求如下：1．设计计算：（1）综合分析设计资料，对三种常用的房屋基础类型（刚性基础、钢筋混凝土扩展基础和桩基础）的技术合理性进行比较（限于课时，本次课程设计不考虑造价因素），选择较为合理的基础方案。
确定所选柱下基础的类型，平面尺寸及埋深；（2）完成该基础（包括地基）的计算；2．图纸：（1）基础总平面布置图（假定所有基础均与自1己设计的基础相同）；（2）基础结构图（应包含图纸说明和工程数量表）。
3．将上述成果整理成设计计算说明书。
设计计算说明书应制做成Word文档。
整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范和版面美观的要求，图纸应用CAD制作而且应该表达正确、布局合理和尺寸齐全。
说明书用A4纸张打印和图纸(A3)一起装订成册，交设计指导老师评阅。
1.2 设计资料1.2.2 地勘资料简化后的建筑场地“工程地质勘察报告”如下。
XX工程地质勘察报告拟建工程为XX机械厂的装配车间，建筑场地位于该机械厂厂区内，厂房平面尺寸为42m 24m,采用钢筋混凝土排架结构，结构的设计跨度为24m，柱距为6m。
勘察工作按施工图设计阶段的要求进行。
自X2年X月X日开始，至X年X月X日结束。
共完成钻孔6个，并结合钻孔取原状土样XX个进行了室内土工实验。
场地处地面平坦。
拟建车间的西南角有一古河道，现已淤填。
据钻探揭露，各地层的情况如下：第①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0.5~1.2m，结构疏松，土质不均，平均天然重度为17.1kN/m3。
第②层：粉质粘土。
呈棕红色。
除1#孔外各孔均有，厚度9.5~10.1m。
硬塑~可塑，土质较均匀。
第③层：粉土。
呈褐黄色。
仅在1#孔可见到，厚约3.3m，流塑。
第④层：淤泥。
呈黑色，流塑。
含大量有机质，有臭味。
仅在1#孔见到，厚度约8.0m。
第⑤层：粉质粘土。
呈灰黄色，仅在1#孔见到，厚约3.6m，夹有粉砂薄层，流塑。
第⑥层：粘土。
呈黄黑色，各孔均可见到，没有钻透，据调查厚度在10m以上。
土质均匀，可塑~硬塑。
3场区地下水属潜水，初见水位在2.5~3.1m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的情况分析，第①层杂填土不宜用作建筑物地基。
建议把基础埋置在强度较高的第②层粉质粘土或第⑥层粘性土中。
其地基承载力标准值分别为：第②层：f k=180kPa第⑥层：f k=220kPa建议：受古河道影响的几个柱基采用桩基础；其余基础可采用柱下现浇独立基础。
钻探点布置见图2-3，地质剖面见图2-4~图2-6，土工试验成果见表2-1，地质柱状图略。
报告人：XXX4X年X月X日54#Ⅰ11.5mⅠ图例地质剖面编号车间位置钻孔位置钻孔编号钻孔深度86图2-3 地质钻孔平面布置图图2-4 II—II地质剖面89①⑥②16.510.6438.301.011.510.4442.400.5454.403#811.510.7443.300.64#轴线位置454.802#454.50图2-5 I —I 地质剖面10各柱（标高-0.075m处）的荷载设计值如下：边柱Z1：M k=265kN-m M=380kN-mF k=1400kNF=2100kNH k=40kNH=60kN角柱Z2:M k=350kN-m M=500kN-mF k=1000kNF=1400kNH k=65kNH=80kN抗风柱Z3:M k=200kN-m M=270kN-mF k=820kNF=1120kNH k＝35kNH ＝50kN1.3 设计依据本次课程设计的依据为本课程设计指导书和相关规范。
第二章 扩展基础设计2.1 基础位置，埋深及以下土层的确定把基础埋置在强度较高的第②层粉质粘土或第⑥层粘性土中。
其地基承载力标准值分别为： 第②层：f k =180kPa 第⑥层：f k =220kPa根据估算，基础埋深适合设置在3m 深处，既经济又比较安全。
根据测得地址情况，计算⑥层土特性如下：（1）确定孔隙率k e ：平均值： neeni im∑==1得()7.06741.0687.0629.0687.0681.081.061=+++++=∑=i me标准差： ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--=∑∑==n i ni i i e n e e n 1212)(11σ得()()117.0667.0741.0687.0629.0687.0681.081.0161612222222=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-+++++-=∑=i e σ变异系数：mee e σδ=得 167.07.0117.0==eδ统计修正系数：en nδψ⎭⎬⎫+⎩⎨⎧±=2678.4704.11得137.1167.06678.46704.112=⨯⎭⎬⎫+⎩⎨⎧+=ψ由 mke eψ=得 797.07.0137.1=⨯=ke（2）确定天然重度kγ： 平均值： nni im∑==1γγ得()98.1961.209.191.203.201.204.1961=+++++=∑=i mγ标准差： ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--=∑∑==n i ni i i n n 1212)(11γγσγ得()()5075.06698.191.209.191.203.201.204.19161612222222=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-+++++-=∑=i γσ变异系数：mγσδγγ=得 0254.098.195075.0==γδ统计修正系数：γδψ⎭⎬⎫+⎩⎨⎧±=2678.4704.11n n得979.00254.06678.46704.1-12=⨯⎭⎬⎫+⎩⎨⎧=ψ由 mkψγγ=得 3/KN 56.19979.098.19m k=⨯=γ（3）确定液限LkI ： 平均值： nni im∑==1L L II得()476.05639.0218.0412.025.0861.0I51L =++++=∑=i m标准差： ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--=∑∑==n i ni Li Li n I I n 1212I )(11Lσ得()()272.055476.0639.0218.0412.025.0861.015151222222I L =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-++++-=∑=i σ变异系数：mL II I LLσδ=得 5714.0476.0272.0LI ==δ统计修正系数：LI 2678.4704.11δψ⎭⎬⎫+⎩⎨⎧±=n n得54.15714.05678.45704.112=⨯⎭⎬⎫+⎩⎨⎧+=ψ由 mkL L I Iψ=得 733.0476.054.1IL =⨯=k查表，dη=1.6，估计地基基础宽度小于3m,故不做宽度修正，区基础埋深为=d 3m.()mKN m/87.1831.08.972.193.272.196.01.17=⨯-+⨯+⨯=γ做基础承载力修正 由)5.0(-+=d f f m d ak a γη得()KNf a 48.2555.0387.186.1180=-⨯⨯+=2.2 基础形式的确定此次设计要求设计扩展基础。
根据实际情况，在设计中采用锥形的扩展基础。
2.3 扩展基础设计步骤（一）抗风柱下的基础设计按承载力要求初步拟定基础的平面尺寸 kF =820KNkH =35KNkM =200KN1F =30⨯4.5=135KN(基础梁)(偏心495mm)得：由d f Fd a γ-≥1A 2186.41.0109.220-48.2555.430820A m d f F d a =⨯+⨯⨯+=-≥）（γ 考虑偏心，221318.686.43.1A 3.1A m m =⨯==，取A=25.25.2m ⨯②进行地基验算 基础及回填土重：KNd A G d 75.3685.25.2)1.0109.220(**=⨯⨯⨯+⨯==γ基底的总竖向荷载：KNF G F 75.13235.43075.3688201=⨯++=++基地的总弯矩：M18.238495.0135335200*'1⋅=⨯-⨯+=-+=KN d F d H M M k k总的偏心距： m a m KN M KN F M e 42.065.2618.075.132318.238==<=⋅== 基底反力： a a ae KPf K W M A F G F p 576.30648.2552.12.1P 26.30346.918.2115.25.26118.2385.25.275.132321max =⨯=<=+=⨯⨯+⨯=+++=ae K W M A F G F p P 66.12346.918.2115.25.26116.2385.25.275.132321min =-=⨯⨯-⨯=-++=aa e e e K f KN p p p P 48.25543.213266.12326.3032min max =<=+=+=③ 确定基础具体尺寸：基础材料采用C15混凝土，做成锥形扩展基础。
锥形基础的边缘高度取250mm ，锥形坡度2:1=i 。
基础下设混凝土垫层80mm ，保护层厚度取=c 80mm ，基础的有效高度mmc h h60050-800212500=⨯+=-=。
荷载组合（基本组合）：KN 1120F = KN 50H = KN 270M = KN25.1825.45.40F 1'=⨯=基础底面净压力计算： 净荷载偏心距：42.065.2625.025.1821120495.025.182-350270F ==<=+⨯⨯+==a M e 总总基底净反力：{a e e K W M AF pP 99.33473.8163.12636.2085.25.26176.3295.25.225.18211202max min=±=⨯⨯±⨯+=±=总总基础冲剪验算：222005745.06.0-24.0-25.2-5.20.6-27.0-25.22222A m h b b b h a a c c =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--=KNA p e l 45.1925745.099.334*F max =⨯==由由[]()007.0V h h b f c th +=β因为。