钢结构厂房基础设计原理.doc

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1、钢结构厂房基础设计原理长钢设计规划院陈彦涛【摘耍】丁•业钢结构厂房的基础常采用柱下单独基础和柱下桩基础两种形式。通过对常用形式设计步骤的论述，总结了设计中容易忽视的桩底构造、钢筋保护层、基础的抗浮问题。并对基础施工中预埋螺栓的定位方法进行以比较。【关键词】钢结构;基础设计;预埋螺栓;定位时下，随着补•会的进步、经济的发展、钢材产量的逐年增加和科学技术的发展,越来越多的大、中型T业厂房、仓库等均采用了钢结构形式。钢结构厂房以其重量轻、承载能力强、整体刚度及抗震性能好、施T周期短、构件布置修改相对方便的优点被社会接受和认可。而地基基础作为房屋结构的

2、一部分，它承担建筑物上部结构的所有荷载，并由Z传于支承它的地基。丁•业厂房楼面荷载大，设备重量大,有些设备还产生动力荷载，因此对基础的强度、刚度、稳定性的耍求就极为重耍。同时，基础乂是地下隐蔽工程，一•日-失事难以补救，甚至不可挽救。所以，在建筑物的结构设计屮，基础设计尤为重耍。现就钢结构厂房基础设计的原理及应注意的儿个问题加以讨论。1基础形式:基础形式的选择，需耍根据建筑物的规模、用途、荷载大小与性质以及对不均匀沉降的敏感性，再研究下部地质条件、土层分布、土的性质以及地下水的情况等进行综合分析，因地制宜。对于钢结构厂房一般柱距、跨度不会太小，

3、所以当地质条件比较好时，常采用独立基础；当地质条件较差时常采用桩基础。桩基础可分端承桩和摩擦桩两种，根据T程情况选用。北方地区地质土以黏性土为主,故较多采用独立基础，杂填土较厚时可采用人工挖孔灌注桩；南方以及沿海地区以沙土及杂填土为主，且填土厚度较大，地下水位也比较高，采用桩基础的较多。一般情况下，柱下采用独立承台，如果地而布置设备较多，设备I!重乂比较大，设备下亦需采用桩基时，可以考虑全部或部分采用满堂桩基础。2基础设计2.1独立基础设计步骤1)・根拥柱底位置以及基础埋置深度，初步拟定基础高度。2)根据地基承载力特征值确定基底而积:A2(Fk

4、+Gk)/fa。若为偏心受压基础,基底最大应力不能超过1・2倍的地基承载力。对于有吊车的厂房，最小应力应大于1).根据基础的冲切强度验算其高度：FiWO・70»faho。耍求基础冲切面上由土反力产生的局部荷载设计值，不能大于基础破坏斜截而的抗剪强度。2).根据基础的抗弯强度计算基础底板内的受力钢筋：M［二(1/12)站［⑵乜')(P唤+P-2G/A)+(Pmax-P)1］；鶴二M】/(0・9hofJ。由于独立基础底板在地基反力Pn的作用下，在两个方向均发生弯曲，所以两个方向都耍进行受力计算，钢筋面积按两个方向的最大弯矩计算。3).根据计算结呆及

5、构造耍求绘制施工图。2.2桩基础桩-基础的设计内容包括：1)•单桩竖向承载力特征值(Ra=qpaAP+UpEqsiali),其大小应通过单桩竖向静载荷确定；水平承载力特征值(Rha),其大小取决于桩的材料强度、截面刚度、入土深度、土质条件、桩顶水平位移允许值及桩顶嵌固情况等因素，应通过现场水平载荷试验确定。2).验算桩本身的承载力，桩轴心受压时QWA£叭，当桩承受拔力时，应进行抗拔及桩身抗裂验算。3).根据上部结构荷载确定单柱下桩的根数。4).承台的设计。承台分单桩承台及多桩承台，桩基承台应满足抗冲切、抗剪力、抗弯承载力和上部结构的耍求，其构造

6、耍求及计算公式依照《建筑地基基础设计规范》［1］的有关规定进行设计。5)・根据计算结果及构造耍求绘制施工图。3基础设计中容易忽视的儿个问题3.1桩底构造对于现浇大直径人工成孔灌注桩，桩底一般设计为锅底形状，这样可以增大桩与地基持力层的接触而。经计算，增大桩底直径可提高承载力约4犷9%。但实际上是难以得到保证的。由于桩的深度一般比较大(从十余米到儿十米)，井底环境乂差，即使是逐个检查也难以查验准确，所以，设计时桩底不宜按锅底形面积计算，将其作为安全储备为宜。3.2钢筋保护层规范规定：基础钢筋的保护层，设垫层时为40mm；不设垫层时为70mm。由于

7、施丁时70mni厚的保护层难以保证，所以，设计时宜采用基础下加设垫层的做法，以保证保护层的厚度。2.3基础的抗浮当地下水位比较高时，基础设计时必须考虑基础的抗浮计算。使得基础以上建筑物及填土的重量大于土中水对建筑物的浮力。在地下水位较高的地区直埋式油罐、水池、地下车库等的基础设计中，抗浮问题就比较突出、这是由于其体积一般比较大，所受浮力远大于其自身重量。所以在基础设计中一般应满足满足浮力不大于基础及其上土、建（构）筑物的自身重量Z和YG（—般为0.9）倍以外，还要保障基础与建（构）筑物的可靠连接，使其连接件也能满足抵抗浮力的耍求。否则在浮力作用

8、下基础与上部建（构）筑物脱离浮岀，造成一定的损失。据调查，在T程建建设过程中因为抗浮不足而造成T程事故时有发生，在设计过程中应加以特别重视。4基础施工