2 设计题目之一——某单层厂房柱下基础设计
2.1 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检算。要求同学选择（或由指导教师分配）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（无筋扩展基础、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，要求分别采用扩展基础和桩基础共两种方案完成设计计算；
（3）初步决定修筑基础的施工方案。 2．图纸：
每种设计方案，都必须绘出如下图纸：
（1）基础总平面布置图（假定所有基础均与自己设计的基础相同）； （2）基础结构图（应包含图纸说明和工程数量表），包括平面图、立面图及剖面图（三者均需给出），同时在剖面图中，必须给出基础底面的位置（表示出埋深）。
因此，每种设计方案需要上交总平面布置图（占1张图纸）和基础结构图（含平面图、立面图及剖面图，占1张图纸）共2张图纸，两套方案共需上交4张图纸（浅基础2张、桩基础2张）。
图纸规格详见本指导书的设计指南部分。 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，比例合适和尺寸齐全。
说明书用16开纸张打印，和图纸一起装订成册，交指导老师评阅。
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2.2 设计资料
2.2.1 工程概况
某装配车间采用单层钢筋混凝土排架承重结构，设计跨度24m，柱距6m，车间内有2对30吨中级工作制桥式吊车。建筑平面图见图2-1。规定室内地面标高为±0.00，相当于黄海高程455.00m，室外地面标高为-0.15m，柱顶标高为12.50m，轨顶标高为9.80m。
柱子编号为（1）~（20），同学们应根据指导教师的要求完成相关编号的柱下基础的设计。根据布置的位置和功能来分，柱子的类别主要有边柱Z1、角柱Z2及抗风柱Z3三类。各柱在基础顶面处的截面形状为矩形，尺寸为：
边柱Z1： 长?宽=1000?400mm； 角柱Z2： 长?宽=1000?400mm； 抗风柱Z3： 长?宽=700?400mm；
基础梁的横截面尺寸如图2-2，梁与柱之间的净距为20mm，置于柱子外侧的基础顶面（浅基础）或承台（桩基础）上。 2502520025300 图2-2 基础梁的横截面尺寸示意图（单位：mm） 5
后侧B60006000600060006000600060001234Q=30T (两台)900Z3Z319240004200Z3900Z2A18500Z2171615Z11413121150030001500150042000前侧12345678
图2-1 装配车间平面图 /mm
9000900104200注：Z1,Z2,Z3表示柱子的类型Z39002099000Z2Z1567Z28
2.2.2 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X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X个进行了室内土工实验。
场地处地面平坦。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：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。
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③层粘性土中。其地基承载力标准值分别为：
第②层：fk=200kPa 第③层：fk=220kPa 建议：
基础设计采用两种方案，即浅基础和桩基础。基础形式可采用柱下预制独立基础、柱下现浇独立基础、沉管灌注桩基础或预应力管桩基础。设计桩基时不宜采用大直径桩（如大直径灌注桩），而宜采用小直径桩（如预应力管桩）。
在桩基础设计时，桩径或边长建议取值范围为300～400mm，即选择桩径（或边长）为300mm、350mm、400mm的圆桩（方桩）。
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。
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报告人 ：XXX
X年X月X日
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