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：20×1＋19×2=58kPa
承压含水层顶部净水压力：10×（2+2+2）=60kPa
由于 58<60 故坑底有隆起危险！
（2）基本埋深为1.5m时
承压含水层顶面以上土总覆盖压力：20×0.5＋19×2=48kPa
≥承压含水层顶部净水压力=10× 得：
≤4.8m ；
故，还应将承压水位减少 6-4.8=1.2m。

2-2 某条形基本底宽 b=1.8m，埋深 d=1.2m，地基土为粘土，内摩擦角原则值 =20°，粘聚力原则值 =12kPa，地下水位与基底平齐，土有效重度 ，基底以上土重度。试拟定地基承载力特性值 。
【解】 依照题给条件可以采用规范推荐理论公式来拟定地基承载力特性值。
由=20°查表2-3，得因基底与地下水位平齐，故取有效重度,故：地基承载力特性值

2-3 某基本宽度为2m，埋深为1m。地基土为中砂，其重度为18kN/m³，原则贯入实验锤击数N=21，试拟定地基承载力特性值。
【解】 由题目知，地基持力层为中砂，依照标贯锤击数N=21查表2-5，得：

由于埋深不不大于d=1m>0.5m，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=1.2m>0.5m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=1.0m>0.5m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=1.3m<3m，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300mm×300mm，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N＝10；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m<b=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Ⅰ-Ⅰ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Ⅰ-Ⅰ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
1
2
3
4
分派系数
0
1.0 0.5
0.5 0.5
0.5 1.0
0
固端弯矩
188.2
-635.3 635.3
-1129.5 1129.5
-635.3 660.3
-188.2
分派成果（kN·m）
188.2
-238.2 1011
-1011 1011
1011 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
344 344

188.2 188.2
238.2 238.2
弯矩图M(kN·m)

1011 1011

1018.8 1162.5
376.5 675.4

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0.5m×0.5m，框架梁0.25m×0.60m，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=l
A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.m
A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 1

A

B

C

D

分派系数
0

1
0.57

0.43
0.43

0.57
1

0
固端弯矩
188.24

-585.3
635.3

-1129.4
1129.4

-635.3
585.3

-188.24
传递与分派

397.06

-397.1

198.5

-198.5

-168.5

127

-127

-168.5

84.3

-63.5
63.5

-84.3

-84.3

36.2

27.3
-27.3

-36.2

84.3

18.1
-42.2

-13.9
13.9

42.2
-18.1

M(KN m)
188.24

-170.14
996.3

-1052
1052

-996.3
170.14

-188.24

-18.1

18.1

-9.05

9.05

37

27.8

-27.8

-37

18.5

-13.9
13.9

-18.5

-18.5
7.9

5.98
-5.98

-7.9
18.5

M(KN m)
188.24

-188.24
1032.2

-1032.2
1032.2

-1032.2
188.24

-188.24
弯矩和剪力图。
单位：KN.m
单位：KN
P180 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3~4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