清华大学版基础工程课后习题答案.doc

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：=-=80.075mm 占土重10%0.25mm占55%50% d0.5mm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0.8m1.5m 冻胀等级为级 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0.2m0.5m 冻胀等级为级 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 =6.45=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b3m 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*15=84.4土层二：= =因为 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 =（18.5-9.8+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200900mm, 做成三层台阶）：题2 44（1）求基地压力： （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=1.50.5 查表2-17得压力扩散角=23题2 45解：（1）（2）考虑偏压：（3）G= Ad=20*1.2*9.6=230.4 KNF+G+p=1310.4 kNM=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150Pa200kPa,台阶宽高比允许值为1:100得h=bt=0.5(3-0.6)=1.2m为了保护基础不受外力的破坏，基础的顶面必须埋在设计地面以下100-150mm，所以基础的埋置深度d必须大于基础的高度h，加上保护层厚度，即dht(100150mm)所以初定d=1.2m，故需要重新设定埋深d（6）取埋深d=1.4m b=3m则 ，仍取G= Ad=20*1.4*9.6=268.8 KN F+G+p=1348.8 kN M=180+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ab=3200mm3000mm，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=1.351000=1350 kN H=1.3560=81kN M=1.35180=243kNP=1.3580=108kN（2）基础底面净反力计算M总 =（243+811.2+1080.45）=388.8kNm A=ab=9.6m2 W=33.22=5.12m3荷载偏心距 e=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)/AM总/W=（1350+108）/9.6388.8 /5.12=75.9kPa（3）基础抗冲切验算取基础高度h=600mm ，则ho=60070=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 (3/2-0.6/2-0.53)2 = 1.86m 2按Aaiegjc面积上作用Pemax计，则Fl=PemaxAaiegjc=227.81.86=423.7kN因为ho=530mm800mm，故h=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FlV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（3.20.6）=1.9m柱边基础的净反力PeI=Pemin+(Pemax-Pemin) = 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=(3.20.6)2(227.8+166.1) (23+0.6)+(227.8-166.1)3 = 392.2kNm=(Pemax+Pemin) =(227.8+75.9) = 151.85kPa由式（2-75）得 MII =(bbc) 2(2+)=(30.6) 2(23.2+0.6) = 255.1 kNm（6）配筋计算采用HRB335级钢筋，=300N/mm2， 按内力臂系数s =0.9 计算沿长边方向：AsI=392.2106/（0.9300530）=2741mm2选配1416200，实际钢筋面积2815 mm2沿短边方向：AsII=255.1106/（0.9300530）=1783 mm2选配1214240，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0.50.75 利用内插法查表4-2得=55.6 kPa粉土：0.75e=0.780.9 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=40.3(55.60.961+620.967+60.670.961)+50000.32=1084 kPa=10840.5=542 kPa题4-40 单桩抗拔承载力特征值：=40.3(0.7555.60.51+0.75620.57+0.660.671)=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 ，所以该土为淤泥质土，取；土层 ，；土层 ，。单桩承载力特征值：。新规范执行新标准