《基础工程》课后习题答案.docx

基础工程课后习题答案基础工程课后习题答案 本文关键词：课后，习题，答案，基础，工程基础工程课后习题答案 本文简介：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；（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，坑底有无隆起的危急？若基础埋深，施工时除将中砂层内地下水位降到坑底外，还基础工程课后习题答案 本文内容：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；（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，坑底有无隆起的危急？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：20×119×2=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，代入公式（2-14）得修正后的地基承载力特征值为：2-4某承重墙厚240mm，作用于地面标高处的荷载，拟采纳砖基础，埋深为1.2m。地基土为粉质粘土，。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，得修正后的地基承载力为：此基础为墙下条形基础，代入式2-20得条形基础宽度：m为符合砖的模数取b=1.2m，砖基础所需的台阶数为：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，。试确定该基础的底面边长。【解】因为基础埋深d=1.0m>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，得修正后的地基承载力为：柱下独立基础代入公式2-19，基础底面边长：m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。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，；其次层为淤泥质土，厚度1.6m，；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）确定地基持力层及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=0.5m。（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：=130kPa。砖下条形基础代入公式2-20得基础宽度m取=1.3m<3m，故无需再进行宽度修正。(3)懦弱下卧层承载力验算由，m0.5，查表2-7得。下卧层顶面处的附加应力为：（可以）(4)基础设计依题意采纳钢筋混凝土条形基础。采纳C20混凝土，钢筋用HPB235级，。基础埋深为0.5m荷载设计值基底净反力基础边缘至砖墙计算截面的距离m基础有效高度取基础高度mm，mm（mm）。配钢筋，垫层用C10混凝土。2-7一钢筋混凝土内柱截面尺寸为300mm×300mm，作用在基础顶面的轴心荷载。自地表起的土层状况为：素填土，松散，厚度1.0m，；细砂，厚度2.6m，标准贯入试验锤击数N10；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及配筋。【解】(1)确定地基持力层依据承载力条件，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依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=3.0，地基承载力特征值为：(3)确定基础底面尺寸m取m。(4)计算基底净反力设计值(5)确定基础高度采纳C20混凝土，钢筋用HPB235级，。取基础高度mm，mm。因m<b=1.7m，故按式（2-57）作冲切验算如下：（可以）(6)确定底板配筋。本基础为方形基础，故可取配钢筋双向，。2-8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。(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：取边长比n=1.5得基础宽度：m，取m。m验算偏心距：（可以）（可以）(2)计算基底净反力设计值平行于基础短边的柱边-截面的净反力：(3)确定基础高度采纳C20混凝土，钢筋用HPB235级，。取基础高度mm，mm。因，故按式（2-57）作冲切验算如下（以取代式中的）：（可以）(4)确定底板配筋对柱边-截面，按式（2-65）计算弯矩：配钢筋，平行于基底长边布置。按构造要求配筋，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:边跨固端弯矩为:中跨固端弯矩为:1截面(左边)伸出端弯矩:节点1234安排系数01.00.50.50.50.51.00固端弯矩188.2-635.3635.3-1129.51129.5-635.3660.3-188.2安排结果（kN·m）188.2-238.21011-101110111011238.2-188.2（2）肋梁剪力计算1截面左边的剪力为:计算1截面的支座反力1截面右边的剪力:取23段作为脱离体:按跨中剪力为;零的条件来求跨中最大负弯矩:23段对称,最大负弯矩在中间截面:由以上的计算结果可作出条形基础的弯矩图和剪力图683.2344344188.2188.2238.2238.2弯矩图M(kN·m)101110111018.81162.5376.5675.4剪力图V(kN)376.5675.41162.51018.8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纳C20混凝土，上部结构梁、柱采纳C30混凝土，框架柱0.5m×0.5m，框架梁0.25m×0.60m，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：（2）计算箱型基础刚度箱型基础横截面惯性矩箱基刚度（3）上层结构折算刚度纵向连续钢筋混凝土墙的截面惯性矩各层上下柱的截面惯性矩各层纵梁的截面惯性矩各层上下柱、纵梁的线刚度上部结构折算刚度（4）箱型基础所担当的整体弯矩（取）3-1（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弯矩中部较大弯矩较匀称(b)框架刚度大基础刚度大反力匀称反力不匀称弯矩匀称弯矩中部大（c）中柱下压缩大边柱压缩大反力较匀称反力中间大两边小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，基底平均净反力沿基础纵向地基净反力线荷载（1）固端弯矩计算边跨固端弯矩为：中跨固端弯矩为：A截面（左边）伸出弯矩为：两端固定的梁，力偶作用下固端弯矩，这里a=0,b=lA端力偶荷载产生的内力是-50KN.m。A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.mA固端弯矩的安排，左边自由伸出，不传递安排弯矩，,右边。B固端弯矩的安排，左边，右边即使作为点荷载，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！l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,边支座作为铰接，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。lA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P101页例题3-3过程）表1ABCD安排系数010.570.430.430.5710固端弯矩188.24-585.3635.3-1129.41129.4-635.3585.3-188.24传递与安排3101.06-3101.11101.5-1101.5-168.5127-127-168.584.3-63.563.5-84.3-84.336.227.3-27.3-36.284.318.1-42.2-13.913.942.2-18.1M(KNm)188.24-173.141016.3-10521052-1016.3173.14-188.24-18.118.1-9.059.053727.8-27.8-3718.5-13.913.9-18.5-18.57.95.101-5.101-7.918.5M(KNm)188.24-188.241032.2-1032.21032.2-1032.2188.24-188.24弯矩和剪力图。单位：KN.m单位：KNP180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）S=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承台埋深1.0m，桩端进入中密中砂为1.0m,则桩长为（3+6+1）1=9m。单桩承载力特征值为595.7KN4-3此题练习应用安排桩顶荷载计算公式（1）确定承台埋深。依据题意，第一层土为杂填土，厚度1.0m，此土层强度低，变形大，埋深大于等于此土层厚度。埋深确定为1m,满意规范最小埋深0.5m要求。（2）计算单桩竖向承载力特征值。初步确定桩进入粉质粘土层1m,计算桩承载力。如不满意则再增加桩长，直到满意。如起先就取很长桩长，承载力很大，则会造成较大奢侈。去掉承台埋深1m，则桩长为6.5+1=7.5m（3）初步选定桩数，确定承台尺寸，布桩。桩数，取6根。桩距根据常规阅历，桩距一般34倍范围内。此题可以在这个范围调整桩距，建议取整数，例如1.1m，1.2m等，这样便于施工。假如只是根据书中例题步骤仿照做题，则取桩距1.05m承台边长m实际这是最低限要求，可以在此基础上调整，如取，。布桩如图所示。有些同学一起先桩取的很长，如大于12m，则桩数就少，4根。假如根据上述步骤生硬计算，很可能布桩错位，如计算a时，公式不加区分代入1.05，就是错误。这个应当代入1.05/2=0.525m，可以取整数0.6，则桩距1.2m。（3）计算桩顶部荷载。依据题意，全部荷载传至设计地面。切勿生硬仿照书中例题，书中例题告知荷载传至承台顶面。一般设计，假如没有明确说明传至承台顶面，一般上部荷载的计算位置在设计地面。=单桩竖向承载力满意要求15第21页 共21页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页