优化后的文章标题：高效单层钢结构厂房基础设计方案解析

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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

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=177.7KN

Fl=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

3．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<

基础宽高比：b2：H0=70/300=0.23<1：1.25，满足要求。

4． 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。