基础综合项目工程课后习题答案.doc

2-1 某建筑物场地地表如下土层依次为：（1）中砂，厚2.0m，潜水面在地表如下1m处，饱和重度 ；（2）粘土隔离层，厚2.0m，重度；（3）粗砂，含承压水，承压水位高出地表2.0m（取）。问地基开挖深达 1m 时，坑底有无隆起危险？ 若基本埋深，施工时除将中砂层内地下水位降到坑底外，还须设法将粗砂层中承压水位降几米才行？【解】 （1）地基开挖深1m时 持力层为中砂层承压含水层顶面以上土总覆盖压力：201192=58kPa承压含水层顶部净水压力：10（2+2+2）=60kPa由于 580.5m，故还需对进行修正。查表2-5，得承载力修正系数，代入公式（2-14）得修正后地基承载力特性值为：2-4 某承重墙厚240mm，作用于地面标高处荷载，拟采用砖基本，埋深为1.2m。地基土为粉质粘土，。试拟定砖基本底面宽度，并按二皮一收砌法画出基本剖面示意图。 【解】 由于基本埋深d=1.2m0.5m故需先进行地基承载力深度修正，持力层为粉质粘土，查表2-5得 ，得修正后地基承载力为：此基本为墙下条形基本，代入式2-20得条形基本宽度：m为符合砖模数取b=1.2m，砖基本所需台阶数为：因此按二皮一收砌法基本截面如图所示：2-5 某柱基承受轴心荷载，基本埋深为1m，地基土为中砂，。试拟定该基本底面边长。 【解】 由于基本埋深d=1.0m0.5m故需先进行地基承载力深度修正，持力层为中砂，查表2-5得 ，得修正后地基承载力为：柱下独立基本代入公式2-19，基本底面边长：m取基底边长为1.9m。2-6 某承重砖墙厚240mm，传至条形基本顶面处轴心荷载。该处土层自地表起依次分布如下：第一层为粉质粘土，厚度2.2m，；第二层为淤泥质土，厚度1.6m，；第三层为中密中砂。地下水位在淤泥质土顶面处。建筑物对基本埋深没有特殊规定，且不必考虑土冻胀问题。（1）试拟定基本底面宽度（须进行软弱下卧层验算）；（2）设计基本截面并配筋（可近似取荷载效应基本组合设计值为原则组合值1.35倍）。 【解】 （1）拟定地基持力层及基本埋深考虑到第二层不适当作为持力层并结合“宽基浅埋”设计原则，拟定第一层粉质粘土作为持力层，其下第二层为软弱下卧层，故可按最小埋深条件拟定基本埋深d=0.5m。（2）初步拟定基本底面尺寸由于d=0.5m故不需要进行地基承载力特性值埋深修正，即：=130kPa。砖下条形基本代入公式2-20得基本宽度m取=1.3m3m，故无需再进行宽度修正。 (3)软弱下卧层承载力验算 由，m0.5，查表2-7得。 下卧层顶面处附加应力为： （可以） (4)基本设计 依题意采用钢筋混凝土条形基本。采用C20混凝土，钢筋用HPB235级，。 基本埋深为0.5m荷载设计值 基底净反力 基本边沿至砖墙计算截面距离 m基本有效高度 取基本高度mm，mm（mm）。配钢筋，垫层用C10混凝土。 2-7 一钢筋混凝土内柱截面尺寸为300mm300mm，作用在基本顶面轴心荷载。自地表起土层状况为：素填土，松散，厚度1.0m，；细砂，厚度2.6m，原则贯入实验锤击数N10；粘土，硬塑，厚度较大。地下水位在地表下1.6m处。试拟定扩展基本底面尺寸并设计基本截面及配筋。 【解】 (1)拟定地基持力层 依照承载力条件，及最小埋深限制，综合“宽基浅埋”设计原则，选取细沙层作为持力层（素填土层厚度太小，且承载力低；硬塑粘土层埋深太大不适当作持力层） (2)拟定基本埋深及地基承载力特性值 依照基本尽量浅埋原则，并尽量避开潜水层，可取埋深=1.0m。查表2-5，得细砂=3.0，地基承载力特性值为： (3)拟定基本底面尺寸 m取m。 (4)计算基底净反力设计值 (5)拟定基本高度 采用C20混凝土，钢筋用HPB235级，。取基本高度mm，mm。因mb=1.7m，故按式（2-57）作冲切验算如下： （可以）(6)拟定底板配筋。本基本为方形基本，故可取 配钢筋双向，。 2-8 同上题，但基本底面形心处还作用有弯矩。取基底长宽比为1.5，试拟定基本底面尺寸并设计基本截面及配筋。 【解】 可取基本埋深为1.0m，由上题知地基承载力特性值。 (1)拟定基本底面尺寸 考虑到荷载偏心作用，可将轴心荷载下所得到基底面积之增大30得初选基底面积：取边长比n=1.5得基本宽度：m，取m。m 验算偏心距：（可以）（可以）(2)计算基底净反力设计值 平行于基本短边柱边-截面净反力： (3)拟定基本高度 采用C20混凝土，钢筋用HPB235级，。取基本高度mm，mm。 因，故按式（2-57）作冲切验算如下（以取代式中）： （可以） (4)拟定底板配筋 对柱边-截面，按式（2-65）计算弯矩： 配钢筋，平行于基底长边布置。 按构造规定配筋，平行于基底短边布置。 如图所示3-4 以倒梁法计算例题3-1中条形基本内力。【解】 （1）用弯矩分派法计算肋梁弯矩沿基本纵向地基净反力为: 边跨固端弯矩为: 中跨固端弯矩为: 1截面(左边)伸出端弯矩: 节点1234分派系数 01.0 0.50.5 0.50.5 1.00固端弯矩 188.2-635.3 635.3-1129.5 1129.5-635.3 660.3-188.2分派成果（kNm）188.2-238.2 1011-1011 10111011 238.2-188.2 （2）肋梁剪力计算1截面左边剪力为: 计算1截面支座反力 1截面右边剪力: 取23段作为脱离体:按跨中剪力为;零条件来求跨中最大负弯矩: 23段对称,最大负弯矩在中间截面: 由以上计算成果可作出条形基本弯矩图和剪力图683.2 344 344188.2 188.2238.2 238.2弯矩图M(kNm)1011 1011 1018.8 1162.5376.5 675.4剪力图V(kN) 376.5 675.4 1162.5 1018.8 补充题：设一箱形基本置于粘性土（）地基上，其横剖面上部构造及上部构造荷重如图，上部构造总重为48480KN，箱形基本自重为18000KN，箱形基本及设备层采用C20混凝土，上部构造梁、柱采用C30混凝土，框架柱0.5m0.5m，框架梁0.25m0.60m，求矩形基本纵向跨中整体弯矩。【解】 （1）箱型基本内力计算，按纵向整体弯曲计算，由静力平衡条件计算跨中最大弯矩为：（2）计算箱型基本刚度箱型基本横截面惯性矩箱基刚度（3）上层构造折算刚度纵向持续钢筋混凝土墙截面惯性矩各层上下柱截面惯性矩各层纵梁截面惯性矩各层上下柱、纵梁线刚度 上部构造折算刚度（4）箱型基本所承担整体弯矩（取）3-1（a）强柱弱梁 弱柱强梁 基本受约束较小，趋于自由变形，整体变形。 相称于叠合在一起，弯矩方向基本受到梁约束地基反力 弯矩中部较大 弯矩较均匀 (b) 框架刚度大 基本刚度大 反力均匀 反力不均匀 弯矩均匀 弯矩中部大 （c） 中柱下压缩大 边柱压缩大反力较均匀 反力中间大两边小 基本弯矩中部大 弯矩较均匀 （d）高压缩地基 土反力不均匀 低压缩地基 土反力均匀 弯矩中部大 弯矩均匀 P115页3-4 以倒梁法计算例题3-1中条形基本内力。解：例题3-1，基底平均净反力 沿基本纵向地基净反力线荷载 （1） 固端弯矩计算 边跨固端弯矩为： 中跨固端弯矩为： A截面（左边）伸出弯矩为：两端固定梁，力偶作用下固端弯矩 ，这里a=0 ,b=lA端力偶荷载产生内力是-50KN.m 。A端固端弯矩是线荷载和力偶荷载产生弯矩叠加，互相抵消。因此是585.3 KN.mA固端弯矩分派，左边自由伸出，不传递分派弯矩，右边。B固端弯矩分派，左边，右边虽然作为点荷载，A点弯矩荷载也应分派到A右边，由于右边分派系数是1，左边是0 。任何超静定构造上荷载都会产生内力，内力在弯矩二次分派要参加工作！l 大多数同窗对B端固端弯矩分派系数错误，注意长度不同样，AB和BC跨度不同样，一种4.5m,一种是6m.线刚度是不同样。有些是仿照例题3-3，边支座作为铰接，因此边跨刚度是3iBA ，但这和计算出弯矩和传递系数1/2不符，是一种保守简化计算。l A端弯矩没有叠加力偶产生固端弯矩。（2） 用弯矩分派法计算梁弯矩见表 1，（2）地基梁剪力和跨中弯矩计算（参照P97页例题3-3过程）表 1ABCD分派系数010.570.430.430.5710固端弯矩188.24-585.3635.3-1129.41129.4-635.3585.3-188.24传递与分派397.06-397.1198.5-198.5-168.5127-127-168.584.3-63.563.5-84.3-84.336.227.3-27.3-36.284.318.1-42.2-13.913.942.2-18.1M(KN m)188.24-170.14996.3-10521052-996.3170.14-188.24-18.118.1-9.059.053727.8-27.8-3718.5-13.913.9-18.5-18.57.95.98-5.98-7.918.5M(KN m)188.24-188.241032.2-1032.21032.2-1032.2188.24-188.24弯矩和剪力图。单位：KN.m单位：KNP180 第4章 习题答案4-1 桩端支撑在中档风化硬质岩石上，为端承桩。忽视侧阻影响，则桩所受轴力均匀，等于桩顶传来竖向压力值800KN .桩沉降量即等于桩发生弹性压缩变形（单位都统一换算成 N，mm） S=4-2 此题练习使用单桩竖向承载力特性值规范经验公式 承台埋深1.0m ，桩端进入中密中砂为1.0 m，则桩长为（3+6+1）1=9m 。单桩承载力特性值为595.7KN 4-3 此题练习应用分派桩顶荷载计算公式 （1） 拟定承台埋深。 依照题意，第一层土为杂填土，厚度1.0m ，此土层强度低，变形大，埋深不不大于等于此土层厚度。埋深拟定为1m ,满足规范最小埋深0.5m 规定。（2） 计算单桩竖向承载力特性值。 初步拟定桩进入粉质粘土层1m ,计算桩承载力。如不满足则再增长桩长，直到满足。如开始就取很长桩长，承载力很大，则会导致较大挥霍。去掉承台埋深1m，则桩长为6.5+1=7.5m（3）初步选定桩数，拟定承台尺寸，布桩。桩数 ，取6根。桩距按照常规经验，桩距普通34倍范畴内。此题可以在这个范畴调节桩距，建议取整数，例如1.1m ，1.2m等，这样便于施工。如果只是按照书中例题环节模仿做题，则取桩距1.05m承台边长 m 实际这是最低限规定，可以在此基本上调节，如取，。布桩如图所示。有些同窗一开始桩取很长，如不不大于12m ，则桩数就少，4根。如果按照上述环节生硬计算，很也许布桩错位，如计算a时，公式不加区别代入1.05，就是错误。这个应当代入1.05/2=0.525m ，可以取整数0.6，则桩距1.2m。 （3）计算桩顶部荷载。 依照题意，所有荷载传至设计地面。切勿生硬模仿书中例题，书中例题告知荷载传至承台顶面。普通设计，如果没有明确阐明传至承台顶面，普通上部荷载计算位置在设计地面。 = 单桩竖向承载力满足规定