基础工程课后习题答案.doc

根底工程课后习题答案

篇一：根底工程课后习题答案

2-6 某承重砖墙厚240mm，传至条形根底顶面处的轴心荷载Fk?150kNm。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，??17kNm3，e0?0.91，fak?130kPa，Es1?8.1MPa；第二层为淤泥质土，厚度1.6m，fak?65kPa，Es2?2.6MPa；第三层为中密

中砂。地下水位在淤泥质土顶面处。建筑物对根底埋深没有特别要求，且不必考虑土的冻胀征询题。（1）试确定根底的底面宽度（须进展软弱下卧层验算）；（2）根底截面并配筋（可近似取荷载效应根本组合的设计值为标准组合值的1.35倍）。 【解】（1）确定地基持力层及根底埋深

考虑到第二层不宜作为持力层并结合“宽基浅埋”的设计原那么，确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确定根底埋深d=0.5m。。 （2）初步确定根底底面尺寸

由于d=0.5m故不需要进展地基承载力特征值埋深修正，即：

fa?fak=130kPa。

砖下条形根底代入公式2-20得根底宽度

b?

Fk150

取b=1.3mlt;3m，故无需再进展宽度修正。 (3)软弱下卧层承载力验算

由Es1Es2?8.2.6?3.1，z?2.2?0.5?1.7m?0.5b，查表2-7得??23?。

pk?

Fk150??Gd??20?0.5?125.4kPa b1.3b?pk??cd?1.3??125.4?17?0.5?

??55.4kPa ?

b?2ztan?1.3?2?1.7?tan23

下卧层顶面处的附加应力为：

?Z?

?Z??CZ?55.4?37.4?92.8kPa?faz?93.9kPa（能够）

(4)根底设计

2

依题意采纳钢筋混凝土条形根底。采纳C20混凝土，ft?1.10Nmm，钢筋用HPB235

1

2

荷载设计值 F?1.35Fk?1.35?150?202.5kN 基底净反力 pj?

根底边缘至砖墙计算截面的间隔

b1?

1

??1.3?0.24??0.53m 2

根底有效高度

h0?

?

?0.107m?107mm

0.7?1100

取根底高度h?250mm，h0?250?40?5?205mm（?107mm）。

M?

112

pjb1??155.8?0.532?21.9kN?m 22

M21.9?106

As???565mm2

0.9fyh00.9?210?205

配钢筋?12@200，As?565mm2，垫层用C10混凝土。

2-7 一钢筋混凝土内柱截面尺寸为300mm×300mm，作用在根底顶面的轴心荷载

Fk?400kN。自地表起的土层情况为：素填土，松散，厚度1.0m，??16.4kNm3；细砂，

厚度2.6m，??18m3，?sat?20m3，标准贯入试验锤击数N＝10；粘土，硬塑，厚度较大。地下水位在地表下1.6m处。试确定扩展根底的底面尺寸并设计根底截面及配筋。

【解】(1)确定地基持力层

按照承载力条件，及最小埋深的限制，综合“宽基浅埋”的设计原那么，选择细沙层作为持力层（素填土层厚度太小，且承载力低；硬塑粘土层埋深太大不宜作持力层） (2)确定根底埋深及地基承载力特征值

按照根底尽量浅埋的原那么，并尽量避开潜水层，可取埋深d=1.0m。查表2-5，得细砂的

?d=3.0，地基承载力特征值为：

(3)确定根底底面尺寸

2

b?l?

Fk400

取b?l?1.7m。 (4)计算基底净反力设计值

pj?

(5)确定根底高度

采纳C20混凝土，ft?1.10Nmm2，钢筋用HPB235级，fy?210Nmm。取根底高

2

h0?400?45?355mm。度h?400mm，因bc?2h0?0.3?2?0.355?1.01mlt;b=1.7m，

故按式（2-57）作冲切验算如下：

2

??lac??bbc??pj????h0?b????h0??

??22?????22?

2

??1.70.3??1.70.3??

?186.9?????0.355??1.7????0.355??

22??2????2??

（能够）

(6)确定底板配筋。本根底为方形根底，故可取

M??M???24?pj?1?ac??2b?bc?

2

12

?186.9??1.7?0.3???2?1.7?0.3? 24

?56.5kN?m?As??As?

M?56.5?106

???842mm2 0.9fyh00.9?210?355

22

配钢筋11?10双向，As?863.5mm?842mm。

2-8 同上题，但根底底面形心处还作用有弯矩Mk?110kN?m。取基底长宽比为1.5，试确定根底底面尺寸并设计根底截面及配筋。

【解】 可取根底埋深为1.0m，由上题知地基承载力特征值fa?164.6kPa。

3

(1)确定根底底面尺寸

考虑到荷载偏心作用，可将轴心荷载下所得到的基底面积之增大30％得初选基底面积：

Fk1.3?400

取边长比n=1.5得根底宽度：

b?

验算偏心距：

e?

Mk110l

??0.231m??0.4m（能够）

Fk?Gk

A

?6e??1??

l??

476.8?6?0.231????1? ?1.6?2.4?2.4?

?195.9kPa?1.2fa?1.2?164.6?197.5kPapkmax?

（能够）

(2)计算基底净反力设计值

pj?

pjmaxpjmin

F6M1.35?4006?1.35?110??2???237.3kPa 2

平行于根底短边的柱边Ⅰ-Ⅰ截面的净反力：

pj??pjmin?

l?ac

(3)确定根底高度

2

采纳C20混凝土，ft?1.10Nmm，钢筋用HPB235级，fy?210Nmm。取根底高

2

度h?500mm，h0?500?45?455mm。

4

因bc?2h0?0.3?2?0.455?1.21m?b?1.6m，故按式（2-57）作冲切验算如下（以pjmax取代式中的pj）：

2

??lac??bbc??pjmax????h0?b????h0??

22??22??????

2??2.40.3??1.60.3??

?237.3?????0.455??1.6????0.455??

2222????????

（能够） (4)确定底板配筋

对柱边Ⅰ-Ⅰ截面，按式（2-65）计算弯矩：

M???

1

?pjmax?pj???2b?bc???pjmax?pj??b?l?ac?248

??

12

???237.3?152.7???2?1.6?0.3???237.3?152.7??1.6???2.4?0.3? 48

?137.8kN?m

MI137.8?106

ASI???1602mm2

0.9fyh00.9?210?455

配钢筋15?12，As?1695mm2?1602mm2，平行于基底长边布置。

M??AS?

1122

pj?b?bc??2l?ac???140.6??1.6?0.3??2?2.4?0.3??50.5kN?m 2424M?

22

按构造要求配筋13?10，As?1021mm?587mm，平行于基底短边布置。

如以下列图

5

篇二：根底工程课后习题[2]

2-1 某建筑物场地地表以下土层依次为：（1）中砂，厚2.0m，潜水面在地表以下1m处，饱和重度错误！未找到援用源。 ；（2）粘土隔离层，厚2.0m，重度错误！未找到援用源。；

（3）粗砂，含承压水，承压水位高出地表2.0m（取错误！未找到援用源。）。征询地基开挖深达 1m 时，坑底有无隆起的危险？ 假设根底埋深错误！未找到援用源。，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的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的总覆盖压力：20×1＋19×2=58kPa

承压含水层顶部净水压力：10×（2+2+2）=60kPa

由于 58lt;60 故坑底有隆起的危险！

承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20×0.5＋19×2=48kPa

≥承压含水层顶部净水压力=10×错误！未找到援用源。 得：

错误！未找到援用源。≤4.8m ；

故，还应将承压水位降低 6-4.8=1.2m。

2-2 某条形根底底宽 b=1.8m，埋深 d=1.2m，地基土为粘土，内摩擦角标准值 错误！未找到援用源。=20°，粘聚力标准值 错误！未找到援用源。=12kPa，地下水位与基底平齐，土的有效重度 错误！未找到援用源。，基底以上土的重度错误！未找到援用源。。试确定地基承载力特征值 fa。

【解】按照题给条件能够采纳标准推荐理论公式来确定地基的承载力特征值。

由错误！未找到援用源。=20°查表2-3，得错误！未找到援用源。因基底与地下水位平齐，故错误！未找到援用源。取有效重度错误！未找到援用源。,故：地基承载力特征值 fa?Mb?b?Md?md?Mcck

2-3 某根底宽度为2m，埋深为1m。地基土为中砂，其重度为18kN/m3，标准贯入试验锤击数N=21，试确定地基承载力特征值fa。

【解】由标题知，地基持力层为中砂，按照标贯锤击数N=21查表2-5，得：

fak?250?21?15(340?250)?286kPa 30?15

由于埋深大于d=1m0.5m，故还需对fk进展修正。查表2-5，得承载力修正系数?b?3.0，?d?4.4，代入公式（2-14）得修正后的地基承载力特征值为：

fk?fak??b?(b?3)??d?m(d?0.5)

?286?3.0?18?(3?3)?4.4?18?(1?0.5)

2-4 某承重墙厚240mm，作用于地面标高处的荷载Fk?180kNm，拟采纳砖根底，埋深为

1.2m。地基土为粉质粘土，??18kNm3，e0?0.9，fak?170kPa。试确定砖根底的底面宽度，并按二皮一收砌法画出根底剖面示意图。

【解】 由于根底埋深d=1.2m0.5m故需先进展地基承载力深度修正，持力层为粉质粘土，查表2-5得 ?d?1.0，得修正后的地基承载力为：

此根底为墙下条形根底，代入式2-20得条形根底宽度：

1200?240?82?60 为符合砖的模数取b=1.2m，砖根底所需的台阶数为：n?

因此按二皮一收砌法的根底截面如以下列图：

2-5 某柱基承受的轴心荷载Fk?1.05MN，根底埋深为1m，地基土为中砂，??18kNm3，fak?280kPa。试确定该根底的底面边长。

【解】由于根底埋深d=1.0m0.5m故需先进展地基承载力深度修正，持力层为中砂，查表2-5得 ?d?4.4，得修正后的地基承载力为：

fa?fak??

柱下独立根底代入公式2-19，根底底面边长：

b?Fk1050??1.87m fa??Gd319.6?20?1

取基底边长为1.9m。

2-6 某承重砖墙厚240mm，传至条形根底顶面处的轴心荷载Fk?150kNm。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，??17kNm3，e0?0.91，fak?130kPa，Es1?8.1MPa；第二层为淤泥质土，厚度1.6m，fak?65kPa，Es2?2.6MPa；第三层为中密中砂。地下水位在淤泥质土顶面处。建筑物对根底埋深没有特别要求，且不必考虑土的冻胀征询题。（1）试确定根底的底面宽度（须进展软弱下卧层验算）；（2）设计根底截面并配筋（可近似取荷载效应根本组合的设计值为标准组合值的1.35倍）。

【解】（1）确定地基持力层及根底埋深

考虑到第二层不宜作为持力层并结合“宽基浅埋”的设计原那么，确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确定根底埋深d=0.5m。。

（2）初步确定根底底面尺寸

由于d=0.5m故不需要进展地基承载力特征值埋深修正，即：

fa?fak=130kPa。

砖下条形根底代入公式2-20得根底宽度

取b=1.3mlt;3m，故无需再进展宽度修正。

(3)软弱下卧层承载力验算

?CZ?17?2.2?37.4kPa ?由Es1Es2?8.2.6?3.1，z?2.2?0.5?1.7m?0.5b，查表2-7得??23。

b?pk??cd?1.3??125.4?17?0.5???55.4kPa ?b?2ztan?1.3?2?1.7?tan23

下卧层顶面处的附加应力为： ?Z?

?Z??CZ?55.4?37.4?92.8kPa?faz?93.9kPa（能够）

(4)根底设计

根底边缘至砖墙计算截面的间隔

b1?1??1.3?0.24??0.53m 2

根底有效高度

h0?pjb1

0.7ft?155.8?0.53?0.107m?107mm 0.7?1100

取根底高度h?250mm，h0?250?40?5?205mm（?107mm）。

M?112pjb1??155.8?0.532?21.9kN?m 22

M21.9?106

As???565mm2 0.9fyh00.9?210?205

配钢筋?12@200，As?565mm2，垫层用C10混凝土。

2-7 一钢筋混凝土内柱截面尺寸为300mm×300mm，作用在根底顶面的轴心荷载Fk?400kN。自地表起的土层情况为：素填土，松散，厚度1.0m，??16.4kNm3；细砂，厚度2.6m，??18kNm3，?sat?20kNm3，标准贯入试验锤击数N＝10；粘土，硬塑，厚度较大。地下水位在地表下1.6m处。试确定扩展根底的底面尺寸并设计根底截面及配筋。

【解】(1)确定地基持力层

按照承载力条件，及最小埋深的限制，综合“宽基浅埋”的设计原那么，选择细沙层作为持力层（素填土层厚度太小，且承载力低；硬塑粘土层埋深太大不宜作持力层）

(2)确定根底埋深及地基承载力特征值

按照根底尽量浅埋的原那么，并尽量避开潜水层，可取埋深d=1.0m。查表2-5，得细砂的 ?d=3.0，地基承载力特征值为：

取b?l?1.7m。

(4)计算基底净反力设计值

(5)确定根底高度

采纳C20混凝土，ft?1.10Nmm2，钢筋用HPB235级，fy?210Nmm。取根底高度h?400mm，因bc?2h0?0.3?2?0.355?1.01mlt;b=1.7m，h0?400?45?355mm。

故按式（2-57）作冲切验算如下：

2??lac??bbc??pj????h0?b????h0????22?????22?

2??1.70.31.70.3?????186.9?????0.355??1.7????0.355??22??2????2??2

（能够）

(6)确定底板配筋。本根底为方形根底，故可取

M??M???24?pj?1?ac??2b?bc?2

12?186.9??1.7?0.3???2?1.7?0.3? 24

?56.5kN?m?

As??As?M?56.5?106???842mm2 0.9fyh00.9?210?355

篇三：清华大学版根底工程课后习题答案

题2 - 41

（2）按式2-33求设计冻结深度，即?d=?0?zs?zw?ze

查表2-11求?zs

第一层土：Ip=?L-?P=8lt;10 且d0.075mm 占土重10%lt;50% ，为粉土，?zs=1.20 第二层土：d0.25mm占55%50%d0.5mm占40%lt;50%，为中砂，?zs=1.30 查表2-12求?zw

第一层土： ?=20% 底层距地下水位0.8mlt;1.5m 冻胀等级为Ⅲ级 冻胀类别为冻胀

查表2-13求?ze

折算冻结深度：Zd=1.2 +（1.85 - 1.2）*

折算冻结深度进入第二层土内，故残留冻土层主要存在于第二层土。 （3）求根底最小埋深

题2 – 42

（1）埋置深度d=0.8m，持力层为粉质粘土

标准建议的地基承载力公式为 fa=Mb?b+ Md?md+Mcck

?=?2g=1.89*9.8=18.5KNm3 ?m=?1g=1.8*9.8=17.64KNm3 那么fa=0.8*18.5*2.5+3.87*17.64*0.8+6.45*20=220.6kpa （2）埋置深度d=2.4m，持力层为细砂，如今blt;3m 取b=3m

?=?3g=1.94*9.8=19KNm3 ?m=

题2 – 43

?=18.5-9.8=8.7KNm3 ?m=0

fa=Mb?b+ Md?md+Mcck=0.36*8.7*3+0+5*15=84.4kpa 土层二：Pcr=

1

?203?252?213??222.7kpa 3

1P=?455?444?433??444kpa u

3

P由于 Pu lt;cr ?

fak=

1

2

Pu=222kpa

???p

=0.9230.85 由表2-15得?b=0 ?d=1.0 IL=

fa=

?=20-9.8=10.2KNm3?m=

(18.5?9.8)*2?(19.6?9.8)*2

4

那么fa=2.6*10.3*3+6.35*9.57*6+8.55*0=445kpa 假设采纳第二层为持力层，由fa=235.05kpa 那么A1=

5000F

?23.25m2 =

fa?d235.05?20*2?10*2

由于桥墩平面尺寸6m*2m, 取根底尺寸为8m*3m 验算基底压力G=dA=(20-10)*2*8*3=480Kn

F?G500?480

??228.33kpalt;fa=235.05kpa 满足承载力要求 A8*3

Pk?

tan?=

根底高度h=h?

b?b0b8?6

按长边及刚性角确定根底的尺寸如以下列图（单位：mm, h900mm, 做成三层台阶）：

题2 – 44

（1）求基地压力：p?

F?G188?20*1*1.2*1

??176.7kPa/m A1.2*1

（2）基底至淤泥质粘土顶面的间隔z为1.8m.

Es115

==3 Es25

查表2-17得压力扩散角θ=23°

0.8*17.7+（19.4-9.8）*2

查表2-15得，yb=0，yd=1.0（淤泥层）fd?z?fak?yd*?m( d??0.5)?90?1*11.9*(2.8?0.5)?117.4kPa下卧层顶面处的自重应力：Pcz=17.7*0.8?2*（19.4-9.8）=33.36kPa下卧层顶面处的附加压力:pz?

b(p?pco)

b?2z*tg?

1.2*（17.67-16.08）

1.2?2*1.8*tg23?

因此pz?

验算：pz?pcz=33.36?70.65=104kPa?fd?z?117.4kPa经历算，第三层软弱土层的承载力满足要求。

题2 – 45

解：（1）?k=20??????查表得 Mb=0.51 Md=3.06 Mc=5.66 设b=3m

fa=0.51*19.2*3?3.06*19.2*1.2?5.66*12=167.8kPa （2）A1=

F?P1000?80

2

采纳： 3.2m*3m根底 其中a=3.2m，b=3m

（3）G= Ad=20*1.2*9.6=230.4 KN

F+G+p=1310.4 kN

M=180+60*1.2+80*0.45=288 kN?m

M288a

F?p?G

=136.5kPa?fa，满足承载力要求 A

总荷载的偏心距e=

基底地缘最大应力：p=

Wp?5?W?Wp?9，且地下水位离标准冻结深度为2.0?1.6=0.4m?2.0m， 因此冻胀等级为IV，冻胀类别为强冻胀，得?zw=0.85， 因此Zd=Z0*?zs*?ze*?zw=1.6*1.00*0.95*0.85=1.292m。

按照方形根底，采暖，基底平均压力位136.5kPa为条件，查表2-14得hmax=0.482m 因此最小埋置深度dmin=Zd-hmax=1.292m-0.482m=0.81mlt;d=1.2m 满足最小埋置深度要求。