《基础工程》课后习题答案

1、基础工程课后习题答案饱和重度;（2)粘土隔离层,厚 2.0m,重度;（)粗砂,含承压水饱和重度;（2)粘土隔离层,厚 2.0m,重度;（)粗砂,含承压水,承压水位高出地表 2.m(取)。问地基开挖深达 1m 时，坑底有无隆起的危险? 危险? 若基础埋深，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【解】()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：201+19=58ka 承压含水层顶部净水压力：10（2+2)=60kPa因为 560 故坑底有隆起的危险!（2）基础埋深为。5m 时承压含水层顶面以上土的总覆盖压力:200.5+192=48kPa承压含水层顶部净水

2、压力=10 得:4.m ;故,还应将承压水位降低 6-4.8=12m.聚力标准值 =12kPa，地下水位与基底平齐,土的有效重度,基底以上土的重度22某条形基础底宽 埋深 聚力标准值 =12kPa，地下水位与基底平齐,土的有效重度,基底以上土的重度。试确定地基承载力特征值 。【解】根据题给条件可以采用规范推荐理论公式来确定地基的承载力特征.。试确定地基承载力特征值 。由=0由=0因基底与地下水位平齐,故取有fMabd M cdmck 0.5110 1.8 3.06 18.31.2 5.66 12 144.29kPa2 某基础宽度为 2m,埋深为 1m。地基土为中砂，其重度为 18Nm,标准贯入

3、试验锤击数 N=1,试确定地基承载力特征值。1【解】由题目地基持力层为中根据标贯锤击数 查表2,得:21 15f 250 ak30 (340 250) 286kPa因为埋深大于 d=m.，故还需对进行修正。查表25,得承载力修正系数 3.0, 4.4,(2-14):bdf fkak (b bd(d 0.5)m 286 3.0 18 (3 4.4 18 325.6kPa24240,作用于地面标高处的荷载Fk180kNm，拟采用砖基埋深为1.2m.地基土为粉质粘土, 18kNm3 ，e0并按二皮一收砌法画出基础剖面示意图。 0.9 , fak 170kPa 。试确定砖基础的底面宽度,【解】因为基础

4、埋深=m0。5故需先进行地基承载力深度修正,持力层为粉质粘查表2得 1.0,得修正后的地基承载力为：df faak d(d 0.5) 170 1.0 18 1.2 0.5 182.6kPa此基础为墙下条形基础,代入式 2-2得条形基础宽度：kFb fkFa1801.13md201.2G为符合砖的模数取 b=1m，砖基础所需的台阶数为：1200 240n 2608所以按二皮一收砌法的基础截面如图所示：5Fk 1.05MN ,基础埋深为 1，地基土为中, 18kNm3 ，fak试确定该基础的底面边长. 280kPa 。【解】因为基础埋深 故需先进行地基承载力深度修正，持力层为中砂，查表 25 得

5、d 4.4 ，得修正后的地基承载力为：f faak d(d 0.5) 280 4.4 18 1 0.5 319.6kPam柱下独立基础代入公式19，基础底面边长：FfakdG1050319.6 FfakdG1050319.6 2012取基底边长为 1.9m。6某承重砖墙厚 ，传至条形基础顶面处的轴心荷载Fk150kNm。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, 17kN , e0 0.91 ，f130kPa, Eak 8.1MPa；第二层为淤泥质土，厚度 1.6， fak 65kPa ，Es 2 2.6MPa ；.,虑土的冻胀问题1(可近似取荷载效应基本组合的设计值

6、为标准组合值的5 倍【解】 (1)确定地基持力层及基础埋深考虑到第二层不宜作为持力层并结合“宽基浅埋”的设计原则,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基础埋深d=0。5m。.(2）初步确定基础底面尺寸因为=.5故不需要进行地基承载力特征值埋深修正,即:f f。aak砖下条形基础代入公式20 得基础宽度kFb fkFa1501.25d13020G取=。3m3m,故无需再进行宽度修正。(3)软弱下卧层承载力验算172.2 37.4kPaCZ由EE 2.6 3.1，z m5，查表2-7 得 23。s1s2FpkFkbd 150 200.5125.4kPaG1.

7、3下卧层顶面处的附加应力为:k bpk1.3170.5cd55.4kPaZb 2ztan1.321.7tan23f f (d z 0.5) 651.0170.5 93.9kPaazakdm 55.4 37.4 92.8kPa f 93.9kPa (可以）ZCZaz()基础设计依题意采用钢筋混凝土条形基础。采用 C2混凝土, f1.10 Nmmt，钢筋用 HPB2353级, f 210Ny。 基础埋深为。5m荷载设计值 F 1.35Fk 1.35 150 202.5kN基底净反力 F 202.5 155.8kPajb1.3基础边缘至砖墙计算截面的距离b 10.240.53m12基础有效高度p b

8、hj 155.8 0.107m 107mm00.7ft0.7 1100取基础高度h250mm,h 250405 205(107mm)。011M p b 2j 1 155.8 0.532 21.9kN m2M21.9106A565mm2s0.9 f hy00.9 210 205配钢筋12200, A565mm2 ,垫层用C10 混凝土。s27一钢筋混凝土内柱截面尺寸为300m300mm,作用在基础顶面的轴心荷载F 400kN 。自地表起的土层情况为:素填土，松散，厚度 1。0m， 16.4kN m3 ；细砂,厚k度6m, 18kNm3 ,sat 20kNm3 ，标准贯入试验锤击数N10;粘,硬,

9、厚度较大。地下水位在地表下 1.6处。试确定扩展基础的底面尺寸并设计基础截面及配筋.【解】确定地基持力层根据承载力条件，及最小埋深的限制,综合“宽基浅埋”的设计原则,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)确定基础埋深及地基承载力特征值根据基础尽量浅埋的原则,并尽量避开潜水层,可取埋深1.m。查表 25,得细砂的3.0,地基承载力特征值为:f faak d(d 0.5) 140 3.0 16.4 1.0 0.5 164.6kPam()确定基础底面尺寸FfakdG400164.6 20FfakdG400164.6 201.04取b l 1.7 m

10、。(4）计算基底净反力设计值F1.35400p186.9kPajb21.71.7(5)确定基础高度采用C20 混凝土，f1.10 Nmm2t,钢筋用HPB235 级, f 210Ny。取基础高度h 400m,h 40045 355mm因b2h 0.320.355 1.01=1.，0c0故按式(2-57）作冲切验算如下： lab2 p 2 c bc h j 20 20 186.91.7 0.3 0.3551.71.7 0.3 0.3552 22 22 87.4kN 0.7 hpf h t0 0.7 1.0 1100 0.3 0.355 0.355 179.0kN 87.4kN(可以)(6）确定底

11、板配筋本基础为方形基础,故可取M M 1 24pj1ac2 bbc1 2418972 27 56.5kN mM56.5106A Ass 0.9 f hy0 0.9 210 355 842mm2配钢筋10 As 863.5mm842mm 2。-8 同上,但基础底面形心处还作用有弯矩Mm.取基底长宽比为1.,试确定k基础底面尺寸并设计基础截面及配筋。【解】可取基础埋深为。0，由上题知地基承载力特征值f 164.6kPa。a（1）确定基础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:5A 1.3Fkfka1.3 4003.6m2d201.0G取边长比n1。得基础

12、宽度：Anb 1.55m,取b Anl nb 1.6 mFGkk 400 20 1.6 2.4 1 476.8kN验算偏心距：M110lke FGkkk 476.8 0.231m 6 0.4m (可以)FpFG1 6e k maxAl k16 0.2311.62.42.4 195.9kPa 1.2 fa(可以) 1.2 164.6 197.5kPa(2)计算基底净反力设计值F1.35 400p140.6kPajA1.6 2.4F6M1.3540061.35110pj maxblbl2 237.3kPa 1.62.41.6 2.42F6M1.3540061.35110pj minblbl2 43

13、.9kPa 1.62.41.6 2.42平行于基础短边的柱边截面的净反力:p pjjminl ac2lp pjmaxj43.9 2.4 2 2.443.9 152.7kPa（3)确定基础高度采用C20 混凝, f1.10 Nmmt,钢筋用HPB35 级，f210Ny。取基础高度h 500，h50045 455。0因b2h 0.320.455 b 1.6m ，故按式(2-7)作冲切验算如下（以c0p):j max6 lab2 pc bc h j max 20 20 237.3 2.4 0.3 0.455 1.6 1.6 0.3 0.4552 22 22 216.9kN 0.7 hpf h t0

14、0.7 1.0 1100 0.3 0.455 0.455 264.5kN 216.9kN(可以）（4）确定底板配筋对柱边截面，按式（2-5)计算弯矩:p1 pM 48j pbj j pbl a 2jc1 48237.3152.721.60.3237.3152.71.62.40.32 137.8kN M137.8106SIA 0.9 f IhSIy0 0.9 210 455 1602mm2配钢筋12 , A1695mms1602mm2 ,平行于基底长边布置。1M 24p b bj2l a c1 140.61.60.3222.40.350.5kN m24MS A 0.9 f MS 50.5 106

15、 0.9 210 0.455 587mm2y0按构造要求配筋10，A1021mms587mm2 ,平行于基底短边布置。如图所示33-1 中的条形基础内力。【解】用弯矩分配法计算肋梁弯沿基础纵向的地基净反力:bpF 6.4103 376.5KN / mjl17边跨固端弯矩为:7112M 21 12 bpjl12KN m21376.54.52635.31中跨固端弯矩为：11Mbp l 2312j 2 12 376.5 62 1129.5KN m1 截面(左边)伸出端弯矩:111M l1bp l 2j 0 2 376.5 12 188.2KN m节点节点34分配系数1。00。0。50。50050.1

16、。0固端弯矩635。 -1129.5119。 35 。 182188。2566。3分配结果（kNm）1838.2-1111 101 2188.2.21011118.2(2）肋梁剪力计算1 截面左边的剪力为:Vlbp l 376.51.0 1j 0计算截面的支座反力R 1 1 2 M M 115.52 1011501051.9KN1221lj0114.5211 截面右边的剪力：V rbp lR 376.5 1051.9 675.4KN11j 01Rbpll 376.5 5.5 1051.9 1018.8kN2j011取 23 段作为脱离体:1 1112R2bp ll2j 2 M 2 M 3 6

17、2 376.5 62 10111011 1162.5KN2R RR1018.81162.5 2181.3KN222Vl R1018.822VrR1162.528按跨中剪力为;零的条件来求跨中最大负弯矩:bpRj1 376.5x 1043.8x 1043.8 / 376.5 2.8m11所以M1max 2 bpx 2 R11.8 2 376.5 2.82 10111.8 344.0KN m2段对称，最大负弯矩在中间截面:11M bp l 2max8j 2 M 376.562 1011 683.2KN m28由以上的计算结果可作出条形基础的弯矩图和剪力图8。34434488。188。22322.2

18、弯矩图M（kNm）0111011。8115565.4剪力图V（) 37。5。1162.10188补充题设一箱形基础置于粘性土（f ）地基上，其横剖面上部结构及上部结构荷k,C20 ，框架梁 0.25060m, .【解】 ()箱型基础内力计算，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：M max 1281.46 6 21 972.61 6 15 900.59 6 9 885.35 6 3 3030 24 6060 18 6060 12 6060 6 22690kN / m（2)计算箱型基础刚度E IFF91箱型基础横截面惯性矩IF 12 12.53.553 (12.50.8)2.77

19、3 26.3260m41箱基刚度E I 26.3260EF FF上层结构折算刚度E IB B纵向连续钢筋混凝土墙的截面惯性矩Iw 2 11210.32.23 0.5324m4各层上下柱的截面惯性矩I Iuili 3120.50.53 0.0156m4各层纵梁的截面惯性矩Ibi 3 1120.30.53 0.0094m4各层上下柱、纵梁的线刚度Kui上部结构折算刚度 Kli0.01562.8 0.0056 Kbi 0.00946 0.0016EnE IIEnKKuim2 ) E IB Bb 12KKKbiuiw w0.00560.005648 7 Eb0.0094120.00160.00560.

20、00566 )2 0.005648E 0.0094120.00160.00566 )2 E 0.5324bb 4.2658Eb箱型基础所承担的整体弯矩M(取E E )FFbE IMMFFE I 22690 26.3260 EF 19526kN m1E IFFB 26.3260 EF 4.2658Eb（a)强柱弱梁弱柱强梁基础受约束较小,趋于自由变形,整体变形。 相当于叠合在一起，弯矩方向基础受到梁的约束地基反力10 弯矩中部较大弯矩较均匀(b)框架刚度大基础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11 基础弯矩中部大弯矩较均匀(d)高压缩

21、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P15 页3-43中条形基础内力。解:例题3-,基底平均净反力F 2000) 2 150.6kpajlb17 2.5F沿基础纵向地基净反力线荷载 bpj固端弯矩计算 376.47kN / l11边跨固端弯矩为: Mbp l2 376.474.52 635.3kN mBA12j 11211BC12l2 376.4762 1129.4kN mj 21211截面（左边）MlAbp l2j 0376.4712 188.24kN m12b(3a1)两端固定的力偶作用下固端弯矩MM ,这里a= ,b=ABlBAl2A 端力偶荷载产生的内力是A 端固端

22、弯矩是线荷载和力偶荷载产生弯矩的叠12加，相互抵消。5853 KN。A 固端弯矩的分配，左边自由伸出，不传递分配弯矩， lA4i0, 右边 rA4i 1。B固端弯矩的分配，左边 lBA 4iBABA4iBC 0.57 ，右边 rA 4iBABCBC 0.43即使作为点荷载,A 点弯矩荷载也应分配到A 右边,因为右边分配系数是 1，左边是 0 。任何超静定结构上的荷载都会产生内力，内力在弯矩二次分配要参与工作!注意长度不一样，B BC 跨度不一样一5,6.线刚度是不一样的.3-3， 边支座作为铰接边跨刚度是, 2 不符是一种保守的简化计算。A 端的弯矩没有叠加力偶产生的固端弯矩。见 表 1，BC

23、D分配系数018.210。57-85.335.30。43BCD分配系数018.210。57-85.335.30。4311. 0.32 。0。5710固端弯矩65。35853188.24传递与分配-397.18。319.568.51763.512763。-1818。4。3-84.36.227327.36。28.31.-2.2-13。9。942。2181M(KN m)M(KN m)188.2417014996。3152105996。3170。1-188.41。118。5-185。057.913.9。.-5。0527。87.83727。87.8.98.-8. 18.M（KN m)M（KN m)18824188.241032。102.2102。1032288.-88。2134弯矩和剪力图。单位：N.m180 第章 习题答案单位：KN 。桩的沉降量即等于桩发生的弹性压缩变形（单位都统一换算成 ,m)N800103=l 10103EA4002 3104 1.67mm此题练习使用单桩竖向承载力特征值的规范经验公式RqAapapuplsia i承台埋深 1。0m ,桩端进入中密中砂为。