基础工程课后习题答案2.doc

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资源描述

1、12-1 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 ;(2)粘土隔离层,厚 2.0m,重度 ;(3)粗砂,含承压水,承压水位高出地表 2.0m(取 ) 。问地基开挖深达 1m 时,坑底有无隆起的危险? 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:201192=58kPa承压含水层顶部净水压力:10(2+2+2)=60kPa因为 580.5m,故还需对 进行修正。查表 2-5,得承载力修正系数 ,kf 0.3b

2、,代入公式( 2-14)得修正后的地基承载力特征值为:4.dkPadbfmk6.325)5.01(84.)3(1802-4 某承重墙厚 240mm,作用于地面标高处的荷载 ,拟采用砖基础,埋深mkNF180为 1.2m。地基土为粉质粘土, , , 。试确定砖基础的底318mkN9.0ePafa7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=1.2m0.5m 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 ,得修正后的地基承载力为:0.1dkPafmak 6.1825.018.7)5.( 此基础为墙下条形基础,代入式 2-20 得条形基础宽度:m3.2

3、106.8dfFbGak为符合砖的模数取 b=1.2m,砖基础所需的台阶数为:0241n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 ,基础埋深为 1m,地基土为中砂,MNFk05.1, 。试确定该基础的底面边长。 318mkNkPafa280【解】 因为基础埋深 d=1.0m0.5m 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 ,得修正后的地基承载力为:4.dkPafmak 6.3195.0184.20)5.( 3柱下独立基础代入公式 2-19,基础底面边长:m87.1206.3195dfFbGak取基底边长为 1.9m。2-6 某承重砖墙厚 240m

4、m,传至条形基础顶面处的轴心荷载 。该处土层自mkNF150地表起依次分布如下:第一层为粉质粘土,厚度 2.2m, , ,379.e, ;第二层为淤泥质土,厚度kPafa130MaEs1.81.6m, , ;第三层为中密中砂。地下水位在淤泥质土顶面处。建65Ps6.2筑物对基础埋深没有特殊要求,且不必考虑土的冻胀问题。 (1)试确定基础的底面宽度(须进行软弱下卧层验算) ;(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

5、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 d=0.5m 故不需要进行地基承载力特征值埋深修正,即:=130kPa。akf砖下条形基础代入公式 2-20 得基础宽度m25.1013dfFbGak取 =1.3m3m,故无需再进行宽度修正。 (3)软弱下卧层承载力验算 kPaCZ4.372.1由 , m 0.5 ,查表 2-7 得 。 168sE7.1502.zb23kPadbFpGk 4.3.50下卧层顶面处的附加应力为:4kPazbpcdkZ 4.523tan7.13.045tan2kazfmdkaz 9.30.6)( (可以) fkP

6、azCZ 9.8.9.45(4)基础设计 依题意采用钢筋混凝土条形基础。采用 C20 混凝土, ,钢筋用 HPB23521.mNft级, 。 基础埋深为 0.5m210Nfy荷载设计值 kFk5.20135.基底净反力 Pabpj 8.基础边缘至砖墙计算截面的距离 m53.024.311b基础有效高度 fphtj 107.107.8.01 取基础高度 mm, mm( mm) 。2525425h107mkNbpMj 9.13.812605209.1.hfAys 配钢筋 , ,垫层用 C10 混凝土。 2As2-7 一钢筋混凝土内柱截面尺寸为 300mm300mm,作用在基础顶面的轴心荷载。自地表

7、起的土层情况为:素填土,松散,厚度 1.0m, ;细砂,kNF40 34.16mkN厚度 2.6m, , ,标准贯入试验锤击数 N10;粘土,硬塑,厚318m320kNsat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及配筋。【解】 (1)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5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 =1.0m。查表 2-5,得细砂的d=3.0,地基承载力特征值为: d

8、kPadfmak 6.145.04.1603)5.0( (3)确定基础底面尺寸m.0126.4dfFlbGak取 m。 7.1l(4)计算基底净反力设计值 kPabFpj 9.186.40352(5)确定基础高度 采用 C20 混凝土, ,钢筋用 HPB235 级, 。取基础高2.mNft 210mNfy度 mm, mm。因40h3540hmb=1.7m,故按式(2-57)作冲切验算如下: 1.23.bckNhbhalpccj4.87 35.027.135.02.196 2200 hbcftp.0.19 .70(可以)(6)确定底板配筋。本基础为方形基础,故可取 mkNbcapMj5.63.0

9、7123.071982462608435219.0. mhfMAys 配钢筋 双向, 。 128s2-8 同上题,但基础底面形心处还作用有弯矩 。取基底长宽比为 1.5,试确mkNM10定基础底面尺寸并设计基础截面及配筋。 【解】 可取基础埋深为 1.0m,由上题知地基承载力特征值 。 kPafa6.4(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:26.30126.43.1mdfFAGak 取边长比 n=1.5 得基础宽度:m,取 m。5.13nb.bm 4.26.l kNGFk 8.476.0验算偏心距:(可以)lMek .06231.

10、8476kPafkPaleAGFpak 5.1976.42.19.53.0426.max (可以)(2)计算基底净反力设计值 kaAFpj 6.140.2635 kPablMj 3.274.1035.max 7kPablMFpj 9.43.261054.2610352min 平行于基础短边的柱边-截面的净反力: kPaplajjcjj 7.1529.4327.minaxmin (3)确定基础高度 采用 C20 混凝土, ,钢筋用 HPB235 级, 。取基础高210.Nft 20mNfy度 mm, mm。 50h450h因 ,故按式(2-57)作冲切验算如下(以mbbc 6.12.3.2取代式

11、中的 ): maxjpjpkNhbhlccj9.216 45.0236.145.023.37 2200ax hbcftp.5.4 .700(可以) (4)确定底板配筋 对柱边-截面,按式(2-65 )计算弯矩: mkNalbpbpMcjjcjj 8.137 3.0426.1753.2.06127.5241 22maxax 26045219.83.hfAyISI 配钢筋 , ,平行于基底长边布置。 1520msmkNalbpMccj 5.03.423.061.424282605874.0219.5. mhfMAyS 按构造要求配筋 , ,平行于基底短边布置。 322As如图所示3-4 以倒梁法计

12、算例题 3-1 中的条形基础内力。【解】 (1)用弯矩分配法计算肋梁弯矩沿基础纵向的地基净反力为:mKNlFbpj /5.376104.6边跨固端弯矩为:lMj 3.422121中跨固端弯矩为:mKNlbpj 5.1965.3722231 截面(左边) 伸出端弯矩:lMjl .8.21201节点 1 2 3 4分配系数 0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 0固端弯矩 188.2 -635.3 635.3 -1129.5 1129.5 -635.3 660.3 -188.2分配结果(kN m)188.2 -238.2 1011 -1011 1011 1011 238.2 -188

13、.2(2 )肋梁剪力计算1 截面左边的剪力为:KNlbpVjl 5.3760.101计算 1 截面的支座反力9 KNMlbplRj 9.1055.376215.421 21210 1 截面右边的剪力: kRlbpRKNVjjr 8.109.5.37640.1021 取 23 段作为脱离体: KNRVKNKNMllrlj5.162803.218. 5.621222 2322 按跨中剪力为;零的条件来求跨中最大负弯矩:mKNRxbpmxbpjj 0.348.10.2537618.21M.37/8.0441max所 以23 段对称,最大负弯矩在中间截面:lj 2.6.8822max2由以上的计算结果

14、可作出条形基础的弯矩图和剪力图683.2 344 344188.2 188.2238.2 238.2弯矩图 M(kNm)1011 10111018.8 1162.5376.5 675.410剪力图 V(kN)376.5675.4 1162.5 1018.8 补充题:设一箱形基础置于粘性土( )地基上,其横剖面上部结构及上部结构kPaf30荷重如图,上部结构总重为 48480KN,箱形基础自重为 18000KN,箱形基础及设备层采用C20 混凝土,上部结构梁、柱采用 C30 混凝土,框架柱 0.5m0.5m,框架梁0.25m0.60m,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: mkNM/26906012860 243065.8965.1.74.max (2)计算箱型基础刚度 FEI箱型基础横截面惯性矩 334.5(1.58)2.76.2012 m 箱基刚度 6.30FFI(3 )上层结构折算刚度 BEI纵向连续钢筋混凝土墙的截面惯性矩 34120.2.5wI m各层上下柱的截面惯性矩 356uiliI各层纵梁的截面惯性矩 34.912bi各层上下柱、纵梁的线刚度 0.8uiliK0.94.16biK上部结构折算刚度

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