版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
基础工程课后习题答案
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•血=20kN/m,;(2)粘土隔离层,厚2.0m,
重度Y=19kN/m?;(3)粗砂,含承压水,承压水位高出地表2.0m(取
3
yw=10kN/m)o问地基开挖深达1m时,坑底有无隆起的危急?若基础
埋深d=L5叫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:20X1+19X2=58kPa
承压含水层顶部净水压力:10X(2+2+2)=60kPa
因为58<60故坑底有隆起的危急!
(2)基础埋深为1.5m时
承压含水层顶面以上土的总覆盖压力:20X0.5+19X2=48kPa
,承压含水层顶部净水压力=10X,得:
h,..<4.8m;
故,还应将承压水位降低6-4.8=1.2mo
2-2某条形基础底宽b=1.8m,埋深d=1.2m,地基土为粘土,内摩擦
角标准值机=20。,粘聚力标准值ru=12kPa,地下水位与基底平齐,土
的有效重度Y=10kN/ma,基底以上土的重度E=18.3kN/m%试确定地基
承载力特征值fao
【解】依据题给条件可以采纳规范举荐理论公式来确定地基的承载力
特征值。
由6=20°查表2-3,得%=0.51,K=3Q6,4=5£6.因基底与地下水位
平齐,故Y取有效重度了,故:地基承载力特征值
fa=Mb^+Mdymd+Mcck
=0.51x10x1.8+3.06x18.3x1.2+5.66x12
=\44.29kPa
2-3某基础宽度为2m,埋深为1m。地基土为中砂,其重度为18kN/m
3,标准贯入试验锤击数N=21,试确定地基承载力特征值人。
【解】由题目知,地基持力层为中砂,依据标贯锤击数N=21查表2-5,
得:
21-15
f=250+(340-250)=286kPa
akk30-15
因为埋深大于d=lm>0.5m,故还需对人进行修正。查表2-5,得承载力
修正系数%=3.0,公=4.4,代入公式(2-14)得修正后的地基承载力特
征值为:
fk=fak+"Mb-3)+(d-0.5)
=286+3.0x18x(3-3)+4.4x18x(1-0.5)
=325.6ZP〃
2-4某承重墙厚240mm,作用于地面标高处的荷载&=180攵郎机,拟采
纳砖基础,埋深为1.2m。地基土为粉质粘土,y=%=0.9,
fak=mkPao试确定砖基础的底面宽度,并按二皮一收砌法画出基础剖面
示意图。
[解】因为基础埋深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^=1.0,得修正后的地基承载力为:
fa=fak+〃〃卅(d-0.5)=170+1.0x18x(1.2-0.5)=182,6kPa
此基础为墙下条形基础,代入式2-20得条形基础宽度:
180
=1.13m
-182.6-20x1.2
为符合砖的模数取b=1.2m,砖基础所需的
“J240=8
台阶数为:。。-
2x60
所以按二皮一收砌法的基础截面如图所示:
2-5某柱基承受的轴心荷载居=L05MN,基
础埋深为1m,地基土为中砂,y=18kN/m,,〃=28(乂&。试确定该基础的
底面边长。
【解】因为基础埋深d=L0m>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%=4.4,得修正后的地基承载力为:
fa=fak+n/m(d-0.5)=280+4.4x18x(1-0.5)=3\9.6kPa
柱下独立基础代入公式2・19,基础底面边长:
1050
b>=1.87m
319.6-20x1
取基底边长为1.9m。
2-6某承重砖墙厚240mm,传至条形基础顶面处的轴心荷载
理=150kN/,n°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,y=17kN",e0=0.91,fak=\30kPa9&=8.1M为;其次层为淤泥质土,
厚度1.6m,f成=65kPa,Es2=2.6MPa;第三层为中密中砂。地下水位在淤
泥质土顶面处。建筑物对基础埋深没有特别要求,且不必考虑土的冻胀问
题。(1)试确定基础的底面宽度(须进行懦弱下卧层验算);(2)设计基
础截面并配筋(可近似取荷载效应基本组合的设计值为标准组合值的1.35
倍)。
【解】(1)确定地基持力层与基础埋深
考虑到其次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,其下其次层为懦弱下卧层,故可按最小埋深条件
确定基础埋深d=0.5mOo
(2)初步确定基础底面尺寸
因为d=0.5m故不须要进行地基承载力特征值埋深修正,即:
4=A,=130kPao
砖下条形基础代入公式2-20得基础宽度
150
=1.25m
-130-20x0.5
取A=1.3mv3m,故无需再进行宽度修正。
⑶懦弱下卧层承载力验算
uc/=17x2.2=37.4%'
由纥"纥2=8.1/2.6=3.1,z=2.2-0.5=1.7m>0.5Z?,查表2-7得夕=23”。
pk=-^+J=—+20x0.5=125AkPa
b1.3
下卧层顶面处的附加应力为:
0<瓦―).13x(125.4-17x0.5)二
zb+2ztan。1.3+2x1.7xtan23°
faz=fak+rjdy„,(d+z—0.5)=65+1.0xl7x(2.2-0.5)=93,9kPa
bz+bQ=55.4+37.4=92.SkPa<faz=93.9kPa(可以)
⑷基础设计
依题意采纳钢筋混凝土条形基础。采纳C20混凝土,f,=\.^N/nmi2,钢
筋用HPB235级,%=210刈府。基础埋深为0.5m
荷载设计值/=1.35理=1.35x150=202.5ZN
基底净反力〃,.=。=警=155.8小。
b1.3
基础边缘至砖墙计算截面的距离
4=^x(l.3-0.24)=0.53m
基础有效高度
PM155.8x0.53
%之=0.107m=107mm
西0.7x1100
取基础高度力=250mm,4=250-40-5=205mm(>107mm)0
2
“二,〃”」=lx155.8x0.53=2'.9kNm
2J12
21.9x106
565mm2
0.97,%0.9x210x205
配钢筋加2@200,4=565〃”/,垫层用CIO混凝土。
2-7一钢筋混凝土内柱截面尺寸为300mmX300mm,作用在基础顶面
的轴心荷载&=4(mN。自地表起的土层状况为:素填土,松散,厚度1.0m,
33
/=\6AkN/m;细砂,厚度2.6m,y=\SkN/m,Ysat=20kN/n^,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
确定扩展基础的底面尺寸并设计基础截面与配筋。
【解】(1)确定地基持力层
依据承载力条件,与最小埋深的限制,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)
⑵确定基础埋深与地基承载力特征值
依据基础尽量浅埋的原则,并尽量避开潜水层,可取埋深d=LOm。查表
2-5,得细砂的
"”=3.0,地基承载力特征值为:
fa=fak+7idym(d-0.5)=140+3.0x16.4x(1.0-0.5)=164SkPa
⑶确定基础底面尺寸
—400一="
b=
164.6-20x1.0
取Z?=/=1.7nio
⑷计算基底净反力设计值
⑸确定基础高度
采纳C20混凝土,£=1.10N/M2,钢筋用HPB235级,人=2\。刈而。
取基础高度力=400mm,%=400-45=355mm。因
4+2%=0.3+2x0.355=L01mvb=L7m,故按式(2-57)作冲切验算如
下:
0.7例=0.7x1.0x1100x(0.3+0.355)x0355
=V19.0kN>写AkN
(可以)
⑹确定底板配筋。本基础为方形基础,故可取
M==(l/24)p,(1-acf(2h+be)
=^-X186.9X(1.7-0.3)2X(2X1.7+0.3)
=565kNm
56.5xlO6
A=Au=M=842mm2
09fA0.9x210x355
配钢筋11例0双向,A,=863.5/mP>842加2
2-8同上题,但基础底面形心处还作用有弯矩a=110块用。取基底长宽
比为1.5,试确定基础底面尺寸并设计基础截面与配筋。
【解】可取基础埋深为l.0m,由上题知地基承载力特征值=164.6%反。
⑴确定基础底面尺寸
考虑到荷载偏心作用,可耨轴心荷载下所得到的基底面积之增大30%得
初选基底面积:
Fk+Gk=400+20x1.6x2.4x1=476.8^
验算偏心距:
Mk
=0.23\m<—=0.4加(可以)
Fkg476.86
J7"1+苧
maxA
476.8x1+^31
1.6x2.4I2.4
=195.9kPa<\.2fa=1.2x164.6=197.5火
(可以)
⑵计算基底净反力设计值
JA1.6x2.4
__F6M1.35x4006x1.35x110
----------------------1----------------------Z----=237.3攵
P/max=©+歹=1.6x2.41.6x2.42
F6M1.35x4006x1.35x110
Pjmin===43.9kPa
Ti~~bP1.6x2.41.6x2.42
平行于基础短边的柱边I-I截面的净反力:
P/=P,min+号(P,max—P/mJ=43.9+x(237.3-43.9)=152.7ZP。
⑶确定基础高度
采纳C20混凝土,£=1.10N/M2,钢筋用HPB235级,人=2\。刈而。
取基础高度"=500mm,h0=500-45=455mmo
因上+2%=0.3+2x0.455=L21m<b=1.6m,故按式(2-57)作冲切验算如
下(以Pjmax取代式中的Pj):
0.455
=216.9ZN
0.7例J0c+%)%=0.7x1.0xl100x(0.3+0.455)x0.455
=264.5ZN>216.9ZN
(可以)
⑷确定底板配筋
对柱边I-I截面,按式(2-65)计算弯矩:
M4[(“‘max+Pj\炀+〃)+(Pjmax-Pfl-。J
=—x[(237.3+152.7)x(2x1.6+0.3)+(237.3-152.7)x1.6]x(2.4-0.3)2
=1378kNm
监137.8xlQ6
47=1602;初%2
0.9/4-0.9x210x455
2
配钢筋15例2,As=1695〃〃/>1602nvn,平行于基底长边布置。
“U=(P9/一包)2⑵+&)=五X140.6x(1.6-0.3)2Qx2.4+0.3)=50.5ZN•m
A__50.5x1062
/iori———58/wi/w
su0.9fyho0.9x210x0.455
按构造要求配筋IQI0,4=1021〃加22>587/〃/,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中的条形基础内力。
【解】(1)用弯矩安排法计算肋梁弯矩
沿基础纵向的地基净反力为:
,£F6.4xlO3
bp:=——=-------=376.5KN/m
JI17
边跨固端弯矩为:
M=Z?pJ,2=—X376.5X4.52=635.3KNm
21127112
中跨固端弯矩为:
M”=—bpV=—x376.5x62=1129.5/WVw
2312S212
1截面(左边)伸出端弯矩:
=gbp4=-x376.5xl2=188.2^/n
节点1234
安排系数1.00.50.50
00.50.51.0
固端弯矩-635.3-1129.5-635.3-188.2
188.2635.31129.5660.3
安排结果18-238.2-10111011-188.2
(kN•m)8.210111011238.2
(2)肋梁剪力计算
1截面左边的剪力为:
Vzi=bpjo=376.5x1.0=376.5初
计算1截面的支座反力
22
/?,=--Z?py(/O+/I)-A^2+M1=—|-376.5X5.5-1011+50]=1051.9/W
1124.512J
1截面右边的剪力:
Vri=bpjh-/?,=376.5-1051.9=-675.4KN
*2=切/&+/J—⑥=376.5x5.5-1051.9=1018.8AJV
取23段作为脱离体:
*2=:她]+M2-M3、=MX376.5X62+1011-1011^=1162.5KN
R2=/?2+R2=1018.8+1162.5=2⑻.3KN
Vl2=/?2=1018.8KN
r
V2=-Ri=-U62.5KN
按跨中剪力为;零的条件来求跨中最大负弯矩:
bp「R\=376.51043.8
x=1043.8/376.5=2.8m
所以22
•III41A=-/?P■J,x-/?•1xl.8=-x376.5x2.8-1011x1.8=-344.0KN-m
23段对称,最大负弯矩在中间截面:
=--bpV+M,=--x376.5x62+1011=一683.2KN•m
/max8<J//8
由以上的计算结果可作出条形基础的弯矩图和剪力图
188.2
238.2
弯矩图
1018.81162.5
675.4
剪力图
376.5
补充题:设一箱形基础置于粘性土(4=300&4)地基上,其横剖面上部结
构与上部结构荷重如图,上部结构总重为48480KN,箱形基础自重为
18000KN,箱形基础与设备层采纳C20混凝土,上部结构梁、柱采纳
C30混凝土,框架柱0.5mx0.5m,框架梁0.25mx0.60m,求矩形基
础纵向跨中的整体弯矩。
【解】(1)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:
Mmax=1281.46x6x21+972.61x6x15+900.59x6x9+885.35x6x3-3030x24—
6060xl8-6060xl2-6060x6=22690ZN/m
(2)计算箱型基础刚度%//
3
箱型基础横截面惯性矩。1口2.5x3.553-(125_08)x2.77]=26.3260—
箱基刚度EJ”26.3260昂
(3)上层结构折算刚度后3
纵向连续钢筋混凝土墙的截面惯性矩。=2x±x0.3x2.23=0.5324,n4
各层上下柱的截面惯性矩。=3xJx0.5x0.53=0.0156/
各层纵梁的截面惯性矩Ihi=3x4x0.3x0.53=0.0094〃"
各层上下柱、纵梁的线刚度除=勺=2警=0.0056
2.o
上部结构折算刚度
EJB纭0(1+——----机b+EJ
B。rL2Kbj+KjKnJ
0.0056+0.005648x2
=7xE/,x0.0094x4--------------------------------------------X(----)
2x0.0016+0.0056+0.00566
0.0056,48、2
+纥x().0094x1+----------------x(—)+£^x0.5324
2x0.0016+0.00566
=4.2658线
(4)箱型基础所担当的整体弯矩(取厚=EQ
....EJFcc/c八26.3260.__....
M.=M---------------=22690x----------------------------------=i1r9526A/V•m
EFIF+ERlR26.3260昂+4.2658反
3-1
(a)强柱弱梁弱柱强梁
1牝////////卅,
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
(b)框架刚度大基础刚度
大
\/i/////////n./////////m
反力匀称反力不
匀称
■Uli]iiriiirrupnHHiHliHilHIilTi
IIIIIIIIIIII
弯矩匀称弯矩中
部大
边柱压缩大
反力中间大
基础弯矩中部大弯矩较匀称
(d)高压缩地基土反力不匀称低压缩地基土反力匀
称
「I||I」
HH111HHiHHHM
弯矩中部大弯矩匀称
P115页
3-4以倒梁法计算例题3・1中条形基础内力。
解:例题3-1,基底平均净反力〃产卒=。20°;2黑)x2=150.63a
'lb17x2.5
沿基础纵向地基净反力线荷载加,=¥=376.47攵N/〃?
(1)固端弯矩计算
边跨固端弯矩为:“犷,"";=—x376.47x4.52=635.3kNm
12,12
2
中跨固端弯矩为:MB片也bpj;=x376.47x6=1129AkN'm
A截面(左边)伸出弯矩为:
M;x376.47xI2=188.24^-m
两端固定的梁,力偶作用下固端弯矩M"吧沪~M,
加必二姐泮",这里a=。初=/
A端力偶荷载产生的内力是-50XN.moA端固端弯矩是线荷载和力偶
荷载产生弯矩的叠加,相互抵消。
所以是585.3KN.m
A固端弯矩的安排,左边自由伸出,不传递安排弯矩,火=0,右边"=1。
B固端弯矩的安排,左边间二/.%;.=0.57,右边比=043
4%+4k4%+4%
即使作为点荷载,A点弯矩荷载也应安排到A右边,因为右边安排
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
矩二次安排要参加工作!
•大多数同学对B端固端弯矩安排系数错误,留意长度不一样,AB和
BC跨度不一样,一个4.5m,一个是6m.线刚度是不一样的。有些是
仿按例题3-3,边支座作为较接,所以边跨刚度是3iBA,但这和计算
出的弯矩和传递系数1/2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。
(2)用弯矩安排法计算梁弯矩
见表1,
(2)地基梁剪力和跨中弯矩计算(参考P97页例题3-3过程)
表1
ABCD
安排系数010.570.430.430.5710
188-585.-1129.112585-188.
固端弯矩635.3-635.3
.24349.4.324
传递与安-39
排67.1
198.5-198.5
-168.
127-127-168.5
5
/>(\
/*
-84.
84.3-63.563.5
3
-27.84.
・84.3、27.3一364
13
3
-18.
18.1-42.2-13.913.942.2
1
M(KN188-170.105170-188.
996.3-1052-996.3
m).24142.1424
18.
-18.1、/
-9.059.05
-27.
3727.8><^-37
8
18.5-18.
-13.913.9
5
-5.918.
-18.57.95.98-7.9
85
M(KN188-188.1032.-1032.103-1032.188-188.
m).2424222.22.2424
弯矩和剪力图。
0.24
单位:
KN.m
单位:KN
P180第4章习题答案
4-1桩端支撑在中等风化的硬质岩石上,为端承桩。忽视侧阻影响,则桩
所受轴力匀称,等于桩顶传来竖向压力值800KN.
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N,
mm)
80)x10-
s=A/=Ox1q3=1.67/wn
EA4002X3X104
4-2此题练习运用单桩竖向承载力特征值的规范阅历公式
Ra/濡
承台埋深1.0m,桩端进入中密中砂为
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2024酒店委托管理合同范本酒店委托管理合同范例
- 数字化农业未来研究方向展望
- 苏州科技大学天平学院《装饰基础》2021-2022学年第一学期期末试卷
- 2024年度店面租房合同模板
- 制糖企业市场拓展计划考核试卷
- 可再生能源技术发展与应用考核试卷
- 2024电力线路施工合同模板
- 2024专利技术转让合同范本
- 春节食品安全与爆竹安全
- 2024专利实施许可证转让合同
- 人教版(2024新版)七年级全一册信息技术第1-30课全册教学设计
- 部编(统编)人教版七年级语文上册教学计划(含教学进度表)
- 大棚钢管购买合同协议书
- 2024年区人民法院公开招考聘用制司法辅助人员考试题及答案
- 特立帕肽治疗骨质疏松性骨折中国专家共识(2024版)解读
- (完整版)新员工进场三级安全教育考核-试卷及答案
- 2024届陕西省西安市西安交大附中中考四模数学试题含解析
- DB3305-T 104-2019环境污染责任保险风险评估技术规范
- GB/T 23132-2024电动剃须刀
- 门窗维修简单合同范本(2024版)
- 糖尿病酮症酸中毒
评论
0/150
提交评论