单层工业厂房基础设计

第四节单层工业厂房基础设计按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）规定，对地基承载力标准值在、单层排架结构6m柱距的多跨厂房，厂房跨度，吊车额定起重量不超过30t的二级建筑物，设计时可不作地基变形计算，当按地基基承载力确定基础底面积、埋深以及设计基础时，应按荷载设计值进行计算。基础砼等级用C20，受力钢筋用I钢筋。2/200160mkNfk≤mL30≤1.A（C）柱（1）荷载自表8中取得柱基础顶面最不利的四组荷载设计值如下：M1=282.75kN·m（逆时针），N1＝644.33kN(↓)，v1=-25.37kN(←)M2=-394.47kN·m（顺时针），N1＝447.06kN(↓)，v1=51.20kN(→)M3=-26.82kN·m（顺时针），N1＝885.50kN(↓)，v1=-1.75kN(←)由基础梁传至基础顶面的外墙重量的设计值为Gw(240mm厚墙容重取为19kN/m3)：kNGw50.3161924.0]0.4)1.27.26.3(6)5.074.14[(2.1=×××++−×+×=（2）确定基础尺寸①基础高度由课本表13—10（P.142），柱的插入深度800mm8109009.0h9.0h1=×==mm，选h1=900mm。由课本表13—11(P.142)得杯底厚度，选mm200a1≥mm250a1=,杯口深度为900+50=950mm,杯口顶部尺寸：宽为400+2×75=550mm,长为900+2×75=105mm。杯口底部尺寸：宽为400+2×50=500mm，长为900+2×50=1000mm。杯口底垫层为50mm，则基础高度为h=mm120025050900a50h11=++=++，基础顶面到±0.00为500mm，这样，基础埋深为H=1700mm。由杯壁厚度，且大于基础梁宽，取t=375mm，杯壁高度。mm300t≥mmh4502=②基础底面尺寸地基承载力特征值按下式计算62)5.0()3(0−+−+=dbffdbakaγηγη并由GB50007-2002查得0,1.1bd=η=η，取土平均自重，则得30m/kN20=γ22/1981801.11.1/4.206)5.07.1(201.1180mkNfmkNfaka=×==−××+=。由Nmax的一组荷载，按轴压基础初估其底面尺寸：20197.67.1204.20650.31650.885mHfNAa=×−+=−=γ因该基础为偏心受压，故取A＝1.3A1＝1.3×6.97＝9.061m2，底面选为矩形：a×b＝3.8×2.8＝10.64m2。则基础底面的433322m80.128.38.2121ba121I;m739.68.38.261ba61W=××===××==。基础及其上填土重kNabHG11.4347.18.28.3202.12.10=××××==γ基础各部分尺寸详见图34。（3）地基承载力验算①作用于基础底面的力矩及轴力设计值第一组荷载：Mb=M1+V1h+Gwe=282.75+25.37×1.2+316.50×(0.12+0.45)=493.60kN·m（逆时针）Nb=N1+G+Gw=644.33+434.11+316.50=1394.94kN(↓)第二组荷载：Mb=M1+V2h-Gwe=394.47+51.20×1.2-316.50×(0.12+0.45)=275.51kN·m（顺时针）Nb=N2+G+Gw=447.06+434.11+316.50=1197.67kN(↓)第三组荷载：Mb=M4-V4h-Gwe=26.82-1.75×1.2-316.50×(0.12+0.45)=-155.69kN·m（逆时针）Nb=N4+G+Gw=855.50+434.11+316.50=1606.11kN(↓)②验算基底反力：63计算公式：WMANpbb±=maxmin；且满足2minmax2max/4.206)(21;/68.2474.2062.12.1mkNfppmkNfpaa=≤+=×=≤及。由前，A＝a×b＝3.8×2.8＝10.64m0pmin≥2；W＝6.739m3按上式计算公式的计算结果列于表11中。表11荷载组别Pmax(kN/m2)Pmin(kN/m2))m/kN)(pp(212minmax+第一组204.3557.85131.1第二组153.4471.68112.56第三组174.05127.85150.95故所设计的基础底面尺寸合适。（4）基础受冲切承载力验算按第一组荷载验算（因该组荷载产生的基础底边土净反力为最大）。此时，Mb=493.6kN·m，Nb-G=1394.94-434.11=960.83kN；则基础底边土壤净反力为2maxmin/05.1755.16325.733.90739.66.4938.28.383.960mkNWMAGNPbb⎩⎨⎧=±=±×=±−=①柱边处冲切面承载力验算：见图35。因b=2.8mbt+2h0=0.4+2×1.165=2.71m，h0=h-45=1200-45=1155mm则222008104.0)16.124.028.2(8.2)16.129.028.3()22()22(mhbbbhaaAttL=−−−×−−=−−−−−=冲切荷载设计值为kNApFLsL54.1328104.055.163max=×=⋅=，冲切面水平投影面积为Am=(bt+h0)h0=(0.4+1.16)×1.16=1.8096m2则抗冲切能力为0.7βhpftAm=0.7×1.1×1.8096×103=1351.59kNFL=132.54KN，故抗冲切承载力满足要求。64②变阶处冲切面承载力验算此时冲切破坏面与柱边冲切破坏面重合，故不可验算。（5）基础底板配筋基础底边上净反力计算公式同前WMAGNPbb±−=maxmin8.345.09.1)pp(ppminsmaxsminssI+×−+=；8.38.2)pp(ppminsmaxsminss×−+=各组荷载作用下的计算结果列于表12中，以上公式中：A＝2.8×3.8m2；W＝6.739m3；及的位置见图35。sIpsp表12荷载组别Nb(kN)G(kN)AGNb−(kN/m)Mb(kN·m2)WMb(kN/m2)Psmax(kN/m2)Psmin(kN/m2)第一组1394.94434.1190.3493.673.25163.5517.05第二组1197.67434.1171.76275.5140.88112.6430.88第三组1606.11434.11110.15155.6923.1133.2587.05表13荷载组别Psmax(kN/m2)Psmin(kN/m2)PsI(kN/m2)sp(kN/m2)Psmax+psI(kN/m2)Psmax+sp(kN/m2)Psmax+Psmin(kN/m2)第一组163.5517.05107.65125271.2288.55180.6第二组112.6430.8881.4491.12194.08203.76143.52第三组133.2587.05115.62121.09248.87254.34220.3①基础长边方向配筋取以上四组荷载中（psmax+psI）max来计算MI，则此时取第四组荷载的值mkNbbaappMttsIsI⋅=+××−××=+−+=1.285)4.08.22()9.08.3(2.271481)2())((48122max取以上四组荷载中（Psmax+）spmax来计算MⅡ，则此时取第一组荷载的值mkNbbaappMttss⋅=×++×××−−××=+−+=92.165)245.04.08.22()245.09.08.3(55.288481)2())((48122maxⅡⅡ那么，相应于Ⅰ—Ⅰ和Ⅱ—Ⅱ截面的配筋为26003.130611552109.0101.2859.0mmhfMAⅠyⅠsⅠ=×××==656626022.12457052109.01092.1659.0mmhfMAⅡyⅡsⅡ=×××==maxspminsp②基础短边方向配筋则钢筋选为φ8/10@180，As=1360.4mm22.B柱取以上四组荷载中（+）max来计算MⅢ、MⅣ，则此时取第四组荷载的值mkNaabbppMttssⅢ⋅=+××−××=+−+=71.224)9.08.32()4.08.2(3.220481)2())((48122minmaxmkNaabbppMttss⋅=×++×××−−××=+−+=07.97)245.09.08.32()245.04.08.2(3.220481)2())((48122minmaxⅣ那么，相应于Ⅲ—Ⅲ和Ⅳ—Ⅳ截面的配筋为2038.1038)1071.224)9.0mmdhfMAⅠyⅢsⅢ=×=−=（6101155(2109.0−××26002.739)10705(2109.01007.97)(9.0mmdhfMAⅡyⅣsⅣ=−×××=−=B柱设计方法与A柱完全相同，计算过程出略。基础各部分尺寸及配筋见图32。基础配筋见图34。则钢筋选为φ8/10@170，As=1111.6mm23800280038001900400450450施工说明：1、基础混凝土强度等级为C20，垫层混凝土为C15；2、基础钢筋保护层厚度为35；3、基础梁选自图集93G320《钢筋混凝土基础梁》。240600800200060006000600060006000600060006000J-1J-1J-1J-1J-1J-1J-2J-2J-2J-2J-2J-3J-3J-3600JL-1JL-3JL-3JL-3JL-3JL-3JL-3JL-1JL-1JL-16000600060006000600024002400ABCJ-1J-260002800900A45045019007537590030045045025050+0.00-0.50-1.70J-1图3467p500450450300b/2b/2hb/2b/2=1400ha/2a/2a/2=1900a/2p图3568第五节单层工业厂房施工图绘制一、结构平面布置图结构平面布置图中应包括以下内容：1、屋面板布置屋面板包括一般屋面板、嵌板、天沟板等多种板型，由于单层工业厂房的大型屋面板与屋架采用焊接连接，屋架中需在与屋面板相连接的位置预埋钢板，因此当屋架选定后，屋面板的布置其实已确定，本例的屋面板布置可查阅《预应力混凝土折线形屋架》（04G415-1）。需要注意的是开洞天沟板应与雨落管的位置对应配套。2、屋架布置屋架布置较简单，凡需形成排架的柱上均应设置屋架。3、屋面支撑布置屋面支撑的布置可参考《预应力混凝土折线形屋架》（04G415-1）和课本有关规定。4、吊车梁布置凡需桥式吊车的位置均应布置吊车梁。5、排架布置除需开设大门洞处采用托架可抽柱外，一般在轴线相交处均应布置排架柱。6、柱间支撑布置根据课本有关条文设置。7、施工说明应将图上无法表达的内容用文字加以说明，如施工要求，材料选用，标准图集等。以上各构件均应标明代号，若为图集标准构件，则用图集中符号，其它构件则根据结构常用命名规则对其命名编号，如柱用“Z*”表示，梁用“L*”表示，只有完全相同的构件才能采用同一标注，所谓完全相同是指构件的外形尺寸、配筋、预埋件、开洞位置、尺寸等均应相同。本例结构平面布置图见图6。由于图幅有限，将图6的施工说明列于此处，但正式施工图一定要将施工说明写在图纸上。图6施工说明:1、屋面板、天沟板、嵌板选用图集（G410-1∼2，2004年合订本）《1.5×6m预应力钢钢筋混凝土屋面板》（卷材防水）；2、屋架、屋盖支撑选用图集（04G415-1）《预应力钢筋混凝土折线型屋架》；3、柱间支撑选用图集（05G336）《钢筋混凝土柱间支撑》；4、吊车梁选用图集（04G426）《6m后张法预应力混凝土吊车梁》；5、圈梁除在檐口附近设置一道外，在标高8.64m处增设一道圈梁，圈梁截面为190×190，纵向配置694　12钢筋，箍筋为　6@250；6、本工程