1、题2 - 41 (1)地区的标准冻结深度为=1.8m (2)按式2-33求设计冻结深度,即= 查表2-11求 第一层土:=-=8<10 且d>0.075mm 占土重10%<50% ,为粉土,=1.20 第二层土:d>0.25mm占55%>50% d>0.5mm占40%<50%,为中砂,=1.30 查表2-12求 第一层土: =20% 底层距地下水位0.8m<1.5m 冻胀等级为Ⅲ级 冻胀类别为冻胀 =0.90 第二层土:地下水位离标准冻结深度为0.2m<0.5m 冻胀等级为Ⅳ级 冻胀类别为强冻胀 =0.85 查表2-13求 城市人口为30万,按城市的近郊取
2、值 =0.95 按第二层土计算:=1.8*1.3*0.85*0.95=1.89m 折算冻结深度:=1.2 +(1.85 - 1.2)*=1.864m 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)求基础最小埋深 按照正方形单独基础,基底平均压力为120,强冻胀,冰冻等条件,查表2-14得允许残留冻土层厚度=0.38m 由式2-34求得基础的最小埋置深度=-=1.864-0.38=1.484m 题2 – 42 (1)埋置深度d=0.8m,持力层为粉质粘土 规范建议的地基承载力公式为 =b+ d+ =24° 查表2-16得=0.80 =3.87 =6.4
3、5 =g=1.89*9.8=18.5 =g=1.8*9.8=17.64 则=0.8*18.5*2.5+3.87*17.64*0.8+6.45*20=220.6 (2)埋置深度d=2.4m,持力层为细砂,此时b<3m 取b=3m =30°,查表2-16得 =1.9 =5.59 =7.95 =g=1.94*9.8=19 ==18.2 则=1.9*19*3+5.59*18.2*2.4+7.95*0=352.5 题2 – 43 土层一:由=16°查表2-16得=0.36 =2.43 =5.00 =18.5-9.8=8.7 =0 =b+ d+=0.36*8.7*3+0+5
4、15=84.4 土层二:= = 因为 < = =222 ==0.923>0.85 由表2-15得=0 =1.0 =18.5-9.8=8.7 =19.6-9.8=9.8 =+(b-3)+(d-0.5)=222+0+1.0*8.7*(2-0.5)=235.05 土层三:由=22°查表2-16得=0.61 =3.44 =6.04 =20-9.8=10.2 = 则=0.61*10.2*3+3.44*9.25*4+6.04*10=206.35 土层四:由=32°查表2-16得=2.6 =6.35 =8.55 =20.1-9.8=10.3 =(18.5-9
5、8+19.6-9.8+20-9.8)/3=9.57 则=2.6*10.3*3+6.35*9.57*6+8.55*0=445 若采用第二层为持力层,由=235.05 则== 因为桥墩平面尺寸6m*2m, 取基础尺寸为8m*3m 验算基底压力G=dA=(20-10)*2*8*3=480Kn <=235.05 满足承载力要求 基础材料采用C15混凝土,基底平均压力200<<300, 由表2-8知,台阶宽高比为1:1.25 tan= = 基础高度h= 按长边及刚性角确定基础的尺寸如下图(单位:mm, h>900mm, 做成三层台阶): 题2 – 44 (1)求
6、基地压力: (2)基底至淤泥质粘土顶面的距离z为1.8m. 由z/b=1.8/1.2=1.5>0.5 查表2-17得压力扩散角θ=23° 题2 – 45 解:(1) (2) 考虑偏压: (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 总荷载的偏心距 基底地缘最大应力:,满足承载力要求 (4)粉质粘土 ,且地下水位离标准冻结深度为, 所以冻胀等级为IV,冻胀类别为强冻胀,得, 所以。 按照方形基础,采暖,基底平均压力位136.5为条件,查表2-14
7、得
所以最小埋置深度
满足最小埋置深度要求。
(5)采用C15混凝土,基底平均压力150 8、60*1.4+80*0.45=300
基底地缘最大应力:
满足承载力要求,此时 允许刚性角为45°
题2 – 46
(1)根据2-45题的结果取基底面积a×b=3200mm×3000mm,
按规范设计,荷载的标准组合应乘以1.35的基本组合值。
即 F=1.35×1000=1350 kN H=1.35×60=81kN M=1.35×180=243kN
P=1.35×80=108kN
(2)基础底面净反力计算
M总 =(243+81×1.2+108×0.45)=388.8kN·m
A=a×b=9.6m2 W=×3×3.22=5.12m3
荷载偏心距 e 9、M/(F+P)=388.8 /(1350+108)=0.27m<==0.53m
基底净反力 Pemax= (F+P)/A + M总/W=(1350+108)/9.6 + 388.8 /5.12=227.8 kPa
Pemin= (F+P)/A-M总/W=(1350+108)/9.6-388.8 /5.12=75.9kPa
(3)基础抗冲切验算
取基础高度h=600mm ,则ho=600-70=530mm (按不设垫层时,保护层厚度不小于70mm)
Aaiegjc =(--ho)*b - (--ho)2 = (3.2/2-0.6/2-0.53)*3 – (3/ 10、2-0.6/2-0.53)2 = 1.86m 2
按Aaiegjc面积上作用Pemax计,则
Fl=Pemax×Aaiegjc=227.8×1.86=423.7kN
因为ho=530mm<800mm,故βh=1.0
采用C20的混凝土,=1100kN/m2
得[V]=0.7 (bc+ ho)* ho
=0.7*1.0*1100*(0.6+0.53)*0.53=461kN
满足Fl<[V]的要求。
(4)柱边基础弯矩验算
柱边与远侧基础边缘的距离’=+(—)=0.6+0.5×(3.2—0.6)=1.9m
柱边基础的净反力PeI=Pemin+(Pemax-Pemin)× = 11、75.9+(227.8-75.9)×1.9/3.2 = 166.1kPa
由式(2-76)MI=(—)2 ×[(Pemax+PeI) ×(2b+bc)+(Pemax-PeI)×b]
=(3.2—0.6)2×[(227.8+166.1) ×(2×3+0.6)+(227.8-166.1)×3] = 392.2kN·m
=×(Pemax+Pemin) =×(227.8+75.9) = 151.85kPa
由式(2-75)得 MII =×(b—bc) 2×(2+)
=×(3—0.6) 2×(2×3.2+0.6) = 255.1 kN·m
(6)配筋计算
采用HRB335级钢筋,=300 12、N/mm2, 按内力臂系数γs =0.9 计算
沿长边方向:AsI==392.2×106/(0.9×300×530)=2741mm2
选配1416@200,实际钢筋面积2815 mm2
沿短边方向:AsII==255.1×106/(0.9×300×530)=1783 mm2
选配1214@240,实际钢筋面积1847mm2
题3-26
解:
(1)对于角柱形节点,按半无限长梁计算交点挠度
因为
且有
调整前的基底压力平均计算值为
2、对于边柱形节点, x方向与y方向基础梁分别按半无限和无限长梁计算交点挠 13、度
且
调整前:
3、对于内柱十字形结点,均按正交后无限长梁计算交点挠度
调整后:
题3 - 27
(1)假定基底反力均匀分布,沿基础纵向的地基净反力为
(2)梁的截面刚度
混凝土的弹性模量
梁的截面惯性矩
反梁法把基础梁当成以柱端为不动支座的四跨连续梁,当底面作用以均匀反力时,各支座反力为
把支座不平衡力均匀分布在支座相邻两跨的各跨度范围内
对A、D支座有
对B、C支座有
把均匀不平衡作用于连续梁上,如下图,
求支座反力得,
得第一次调整后的支座反力为
14、
对于A、D支座,差值
对于B、C支座,差值
所以满足精度要求
用叠加后的地基反力与柱荷载作为梁上荷载,求梁截面弯矩分布图如下:
题4-39
单桩竖向承载力特征值应由下式确定:
,
式中——单桩极限承载力标准值;K——安全系数,取K=2
粉质粘土:==0.74
有0.5<<0.75 利用内插法查表4-2得=55.6 kPa
粉土:0.75<e=0.78<0.9 得=62 kPa
中砂(中密):=60.67 kPa,查表4-3得 =5000 kPa
且桩进入中砂层一米.对于预制桩,将对进行修正,修正系数为0.96
=4×0.3×(55.6×0.96×1+ 15、62×0.96×7+60.67×0.96×1)+5000×0.32=1084 kPa
=1084×0.5=542 kPa
题4-40
单桩抗拔承载力特征值:
=
=4×0.3×(0.75×55.6×0.5×1+0.75×62×0.5×7+0.6×60.67×1)=242 kN
题4-41
将偏心荷载向中间桩转化,可得到一个竖向力和一个弯矩值
条形基础受力为
条形基础尺寸:宽7米,高1.5米,条形基础及其上土平均容重为20kN/m,
每延米条形基础及其上土自重的标准值:
边桩偏心荷载下竖向力为:
中间桩偏心荷载下竖向力为:
题4-42
采用桩断面为300mm*300mm的方桩,桩距为1m大于3d,可不计群桩间的影响。
单桩承载力特征值:
其中,
因地基土均为黏性土故可认为该桩为摩擦桩,不计桩端承载力。
由地基土的物理力学指标查表可得桩极限侧阻力标准值
土层Ⅰ ,
所以该土为淤泥质土,取;
土层Ⅱ ,
;
土层Ⅲ ,
。
单桩承载力特征值:
。
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