鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)設(shè)計專題

鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)設(shè)計鋼柱下的基礎(chǔ)按柱腳形式分有兩種類型：外露式柱腳鋼柱基礎(chǔ)和插入式剛性柱腳基礎(chǔ)；按基礎(chǔ)形式分主要有柱下獨立基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)。

一.外露式柱腳鋼柱基礎(chǔ)

外露式柱腳鋼柱有帶短柱及無短柱兩種形式。基礎(chǔ)埋深較大，地基持力層較深時采用帶短柱的獨立基礎(chǔ)，反之可采用無短柱的柱下獨立基礎(chǔ)

一.外露式柱腳鋼柱基礎(chǔ)一.外露式柱腳鋼柱基礎(chǔ)

基礎(chǔ)的底面積應(yīng)滿足地基承載力的要求規(guī)定；

基礎(chǔ)的頂面尺寸應(yīng)滿足局部承壓及構(gòu)造要求；

基礎(chǔ)各階高度應(yīng)滿足受沖切承載力的計算要求，基礎(chǔ)總高度應(yīng)滿足錨栓錨固長度要求；

基礎(chǔ)底面的配筋除滿足受彎承載力計算外，尚應(yīng)滿足受彎構(gòu)件最小配筋率0.15%的要求；

一.外露式柱腳鋼柱基礎(chǔ)

短柱豎向鋼筋滿足柱腳傳來的軸向力、彎矩承載力計算要求，按偏心受壓計算縱筋；

短柱的縱向受力鋼筋不必滿足0.2%的要求

短柱的配筋構(gòu)造詳?shù)鼗A(chǔ)設(shè)計規(guī)范第8.2.6條二.實腹式插入式基礎(chǔ)鋼柱插入式基礎(chǔ)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊和混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊都講述的不多；混凝土構(gòu)造手冊第三版僅有關(guān)于插入深度的計算要求，同時說明杯壁的厚度應(yīng)根據(jù)計算確定,如何計算并未說明；二.實腹式插入式基礎(chǔ)實腹式柱的插入式基礎(chǔ)插入深度的確定；滿足抗震設(shè)防的要求，2.5倍的截面高度的要求；同時還要滿足M:柱腳全截面屈服時的極限彎矩；二.實腹式插入式基礎(chǔ)實腹式柱荷載的傳遞：

軸向力由基礎(chǔ)底板或者鋼柱與混凝土的粘結(jié)力承當(dāng)；

彎矩由鋼柱翼緣板和混凝土的承壓力承當(dāng),忽略柱腹板粘結(jié)力的影響；一般情況可不考慮柱底剪力的影響；計算時采用平截面假定，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力為三角形;但是當(dāng)柱底剪力特別大時，應(yīng)考慮彎矩和剪力共同作用；彎矩等于柱底彎矩加V*1/2H1

二.實腹式插入式基礎(chǔ)杯壁厚度和杯底厚度的確定，可以按預(yù)制混凝土柱的杯口厚度選用，將鋼柱按同尺寸的混凝土柱考慮；

當(dāng)彎矩較大時，按高杯口計算公式復(fù)核杯口頂部鋼筋網(wǎng)片；

三.格構(gòu)式插入式基礎(chǔ)讀取下柱底內(nèi)力組合,并計算各分肢軸向力N，M分別為下柱底的內(nèi)力；

h為下柱兩柱肢截面形心間的距離；y1為左柱肢到整個截面形心的距離；y2為右柱肢到整個截面形心的距離；

三.格構(gòu)式插入式基礎(chǔ)受壓分肢承載力由鋼與混凝土的粘剪力與底板的局部承壓力共同承擔(dān)

取混凝土抗拉強(qiáng)度;H1為插入深度；U為鋼柱分肢截面周長受拉分肢承載力僅由鋼與混凝土的粘剪力

二.格構(gòu)式插入式基礎(chǔ)杯口底部下基礎(chǔ)厚度驗算：柱底壓力作用下沖切承載力驗算

Su為杯口底面0.5h0處沖切破壞錐體周長二.格構(gòu)式插入式基礎(chǔ)受拉分肢沖切承載力驗算

Su為杯口底面0.5h1處沖切破壞錐體周長注意h1的取值當(dāng)有短柱時，受拉沖切承載力尚應(yīng)計入沖切破壞錐體范圍內(nèi)的的鋼筋面積。三.格構(gòu)式插入式基礎(chǔ)杯口的構(gòu)造要求杯壁厚度嚴(yán)格來講和預(yù)制混凝土柱軸心受壓沒有區(qū)別；可按軸心受壓混凝土柱來進(jìn)行構(gòu)造；四.高杯口插入式基礎(chǔ)高杯口短柱的配筋和構(gòu)造：短柱的構(gòu)造配筋可以按照地基規(guī)范第8.2.6條的規(guī)定要求執(zhí)行；短柱還需要按偏心受壓構(gòu)件計算縱筋，計算截面取柱短柱底端；即在N、M作用下計算縱向受力鋼筋；

四.高杯口插入式基礎(chǔ)高杯口基礎(chǔ)的計算：杯口部分：當(dāng)廠房吊車噸位較大、所在地區(qū)的基本風(fēng)壓較大、軌頂標(biāo)高較高時(吊車在75t以上，基本風(fēng)壓大于0.5KN/m2,軌頂標(biāo)高在14m以上時),杯壁內(nèi)配筋按下式驗算：

M,V,N為柱底內(nèi)力設(shè)計值；As1為杯壁頂層鋼筋網(wǎng)面積；z為焊接鋼筋網(wǎng)片到柱底的距離二.高杯口插入式基礎(chǔ)高杯口基礎(chǔ)的計算：

Asv為箍筋面積；zvi為箍筋到柱底的距離；As為縱筋面積；zwi為縱筋到取力矩點的距離；二.高杯口插入式基礎(chǔ)四.高杯口插入式基礎(chǔ)短柱部分的計算：按鋼筋混凝土受壓構(gòu)件考慮；取短柱的最不利截面即短柱底部與臺階相交處截面；當(dāng)時，N:軸向力設(shè)計值

b,h為短柱截面的寬度和高度四.高杯口插入式基礎(chǔ)短柱部分的計算：當(dāng)時，二.高杯口插入式基礎(chǔ)短柱部分的計算：當(dāng)時，按大偏心受壓計算；也可近似按肢高為h1的對稱配筋雙肢柱截面進(jìn)行計算；h1=N/(fc*b);四.高杯口插入式基礎(chǔ)高杯口基礎(chǔ)的計算：

對于雙肢格構(gòu)柱分肢來講，M為0,彎矩為VxH1,按受壓和受拉肢進(jìn)行復(fù)核即可。對于工程案例一中高跨邊柱進(jìn)行分析：柱底剪力最大組合：M=-4917KN.MN=631KNV=-409KN分肢作用力為：N1=631/2+4917/1.75=3125KNN2=631/2-4917/1.75=-2494KNV1=V2=-409/2=-205KN剪力各分肢分擔(dān)一半

四.插入式基礎(chǔ)高杯口基礎(chǔ)的計算：受拉分肢杯口計算：V1*H1-N*hc/2=205*1.25+2494*0.15=630KN.M鋼筋網(wǎng)片As1*z=4*254*360*1200*10e-6=439KN.M最外側(cè)縱筋A(yù)s*zw1=9*314*360*900*10e-6=915KN.M腰筋：As*zwi=2*201*360*(300+600)*10e-6=130KN.M箍筋：Asv*zvi=4*79*215*(150+300+450+600+750+900+1150)*10e-6=292KN.M439+915+130+292=1776KN.M>630KN.M五.基礎(chǔ)設(shè)計獨立基礎(chǔ)底面零應(yīng)力區(qū)范圍的確定：

重型鋼結(jié)構(gòu)廠房一般吊車起重量大，故一般情況下獨立基礎(chǔ)不出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)，即獨立基礎(chǔ)基礎(chǔ)底面與地基全接觸；獨立基礎(chǔ)須進(jìn)行基底面積計算；短柱與基礎(chǔ)相交處及基礎(chǔ)