土木工程施工(第三版)课后习题答案内容.doc

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1、|第 1 篇 专业工种工程施工技术第 1 章 土方工程1.1 某矩形基坑，其底部尺寸为 4m x 2m，开挖深度 2.0m，坡度系数 m=0.50，试计算其开挖量，若将土方用容量为 2m3 的运输车全部运走，需运多少车次？（Ks=1.20，Ks=1.05）解答：由 m=0.5，H=2m，得 B=m*H=0.5*2=1.0m，基坑的上底面积 F1=（4+2B） （2+2B ）=6*4=24m 2基坑的下底面积 F2=2*4=8m2中截面面积 Fo=（4+B ）(2+B)=5*3=15m 2天然状态下土方量 V1=H/6(F1+4Fo+F2)=2/6*(24+60+8)=30.67m3V2=KsV

2、1=1.2*30.67=36.8m3则需要运送车次 n=V2/q=36.8/2=18.4=19 次1.2 试推导出土的可松性对场地平整设计标高的影响公式，Ho=Ho +h h= Vw(K s-1)/（Ft+Fw*Ks）解答：在不考虑可松性时 Vw=Vt由于土的可松性有多余的土：Vw-Vt/Ks调整后挖方多了 Fw*h则填方所需的土：Vw-Vt/Ks=Fw*h+Ft*h/Ks所以h=（Vw* Ks-Vt）/ （Fw*Ks+Ft）=Vw(Ks-1)/(Ft+Fw*Ks)1.3 如下图所示的管沟中心线 AC,其中 AB 相距 30m，BC 相距 20m，A 点管沟底部标高 240.0m，沟底纵向坡度

3、自A 至 C 为 4，沟底宽 2m，试绘制管沟纵坡面图，并计算 AC 段的挖方量。 （可不考虑放坡）解答：Fa=2*1.5=3.0m 2，Fb=1.12*2=2.24m 2，Fc=2.2*2=4.4m2则 Vac=Vab+Vbc=Hab/6*（Fa+4Fo+Fb）+Hbc/6*（Fb+4F1+Fc）=30/6*（3+4*1.31*2+2.24）+20/6*（2.24+4*1.66*2+4.4）=145m31.4 某工程场地平整，方格网（20m*20m）如图所示，不考虑泄水坡度、土的可松性及边坡的影响试求场地设计标高 Ho，定性标出零线位置。 （按挖填平衡的原则）解答：Zo=1/4n（Z1+2Z

4、2+3Z3+4Z4） =1/4*663.24+64.34+62.58+63.67+2*63.37+63.94+62.94+64.17+62.90+63.23)+4*(63.35+63.76)=63.34m|1.5 某土方工程，其各调配区的土方量和平均运距如下所示，试求其土方的最优化调配方案。T1 T2 T3 挖方量50 130 60 500W1 500 50 X 70 X 140-40 40 -30 500W2 X 70 500 40 X 8060 140 70 500W3 300 60 100 140 100 7030 110 40 400W4 X 100 X 120 400 40填方量 8

5、00 600 500 1900初始方案如上，对其进行判别，有 12=70-130=-600 则说明上述初始方案不是最优方案，需调整。T1 T2 T3 挖方量50 70 60 500W1 400 50 100 70 X 14020 40 30 500W2 X 70 500 40 X 8060 80 70 500W3 400 60 X 140 100 7030 50 40 400W4 X 100 X 120 400 40填方量 800 600 500 1900T1 T2W1 500 X12500 W2 300 100 调整后如图， 均为正，所以为最优方案。Z=400*50+100*70+500*4

6、0+400*60+100*70+400*40=94000mm31.6 某基坑底面积为 20m*30m，基坑深 4m，其地下水位在地面以下 1m，不透水层在地面以下 10m，地下水为无压水，土层渗透系数为 15m/d，基坑边坡为 1:0.5，|拟采用轻型井点降水，试进行井点系统的布置和计算。解答：因基坑面积较大，井点平面布置采用环形布置形式。 ?h高程布置为：因该井为无压非完整井，取h=0.8m，i=1/10，l=1.0m所以有 L=10+4*0.5+1=13m，井点管埋深 h4+0.8+1/10*13=6.1m取 h=6.1m，则 s= h-1=5.1m则 s/（s+l）=0.84所以有 Ho

7、=1.84*（5.1+1）=11.224H=9m,取 Ho=9m所以 Xo= = =17.27m/F14.3/6*2R=2S =2*5.1* =118.51mHK59则 Q=1.366K(2Ho-s)S/(R+Xo)-Xo=1.366*15*（2*9-5.1）*5.1/（135.78-17.27）=1505.27m3/d滤管和井点管均用 d=38mm，则单根井点管的最大出水量q=65*d*l =65*3.14*0.038 =19.13 m3/dk315所以井点管数量 n=Q/q=1505.27/19.13=79 根间距 D=L/n=2*（36+26）/79=1.57m1.7 某基坑地面尺寸为

8、30m*50m，深 3m， 边坡为 1:0.5，地下水位在地面以下 8m 厚的细砂含水层。细砂含水层以下为不透水层。拟采用一级轻型井点降低地下水位，环状布置，井点管埋置面不下沉（为自然地面） ，现有 6m 长井点管，1m 长滤管，试：（1） 验算井点管的埋置深度能否满足要求；（2） 判断该井点类型；（3） 计算群井涌水量 Q 时，可否直接取用含水层厚度 H，应取为多少？为什么？解答：（1）由题意有总管埋设面至基底 h1=3m，i=1/10L=15+1.5+1=17.5m， h=1m则h+h1+i*L=3+1.75+1=5.75h=6m所以埋深能满足要求。（2）因水井底部未达到不透水层，则为非完

9、整井，且地下水为无压水，则该井点属于无压非完整井。（3）因为 S=h-1.5=6=1.5=4.5m|s/（s+l）=4.5/5.5=0.82，则Ho=1.84（s+l）=1.84*5.5=10.12mH=7.5m所以直接取含水层厚度 H=7.5m第 4 章 混凝土结构工程4.1 某建筑物有 5 根 L1 梁，每根梁配筋如下图所示，试编制 5 根 L1 梁钢筋配料单。解 钢筋配料单 名称 钢筋编号钢筋简图 符号 直径mm平均长度 mm数量 220 20 6350 10 210 10 6105 10 120 20 6638 5 120 20 6638 5五根 L1梁 316 6 1248 155号

10、钢筋下料长度 5980+2100+26.2520-2220=6350mm号钢筋下料长度 5980+26.2510=6105mm号钢筋下料长度 4400+2(390+564+100)+26.2520-40.520-2220=6638mm号钢筋下料长度 3400+2(890+564+100)+26.2520-40.520-2220=6638mm号钢筋下料长度 (412+162) 2+100=1248mm4.2 某主梁筋设计 5 根 25 的钢筋，现在无此钢筋，仅有 28 与 20 的钢筋，已知梁宽为 300mm，应如何替换？解：根据等截面积代换，初选 228 和 320As2=2 282+3 20

11、22834 但构造不满足要求选用 32 号钢筋 a s=25+16=41 h0=h0- as=259mm s = = =0.4rs= =0.724 As= = =2920mm2选用 432 As=3127 满足代换要求4.4 某剪力墙长、高分别为 5700 mm 和 2900mm，施工气温 250C，混泥土浇筑速度为 6m/h，采用组合式钢模板，试选用内、外钢楞。解：1) 模板选用：将钢模板以其短边沿 2.9m 的方向排列12P6015+3P5015+4P6012+P50122) 模板结构布置（包括内、外钢楞布置）内、外钢楞均采用 51X35 钢管，布置如图所示：3) 荷载设计值：混凝土自重：

12、r c=24KN/m2(1) 混凝土侧压力 坍落度为 7cm侧压力标准值 t 0=200/（25+15）=5 1F1=0.22rct0 1 2 1/2=0.22X24X5X1.0X1.0X61/2=64.67KN/m2F2=rcH=24X2.9=69.6KN/m2取两者中小值，即 F 1=64.67 KN/m2 KN/m2 混凝土的侧压力设计值 F=64.67X1.2X0.85=66KN/m 2 2(2) 倾倒混凝土时产生的水平荷载为 4KN/m2 荷载设计值为：4X1.4X0.85=4.76KN/m 2(3) 荷载组合：F=66+4.76=70.46KN/m 2|4) 内钢楞验算：2 根 5

13、1X3.6 钢管 I=2X14.81X10 4mm4 W=2X5.81X103mm3（1） 计算简图、本来为 7 跨连续梁，但由于等跨，直接以五跨连续梁计算，q1=FX0.6=70.76X0.6=42.46KN/m(承载力)q2=FX0.6=66X0.6=39.6KN/m(挠度)（2） 抗弯强度验算：内钢楞两端伸臂长度为基本跨度之比较小，故可简化为 5 跨连续梁计算挠度Mmax=1/11 q1l2=1/11 X42.46X0.752=2.17KNm抗弯承载力：= = =186.9N/m m2215 N/mm2（3） 挠度验算：W=0.677Xq2l4/100EI= =1.39mm3mm综上：内

14、 外钢楞均选用 251 X3.6 钢管，能满足要求。4.5 设混泥土的水灰比为 0.6，已知设计配合比为水泥：砂：石子=260kg:650kg:1380kg，现测得工地砂含水率为3%，石子含水率为 1%，试计算施工配合比，若搅拌机的装料容积为 400L，每次搅拌所需的材料又是多少？解 由于 w/c=0.6 水泥：砂：石子=260kg:650kg:1380kg故： 水泥：水：砂：石子=260kg:156kg: 650kg:1380kg施工配合比为：水泥：砂：石子：水=260:650(1+3%):1380(1+1%)：(156-650X3%-1380X1%) =260:669.5：1393.8：1

15、22.7砂用量 50X669.5/260=129kg石子用量 50X1393.8/260=268kg 水用量 50X122.7/260=23.5kg4.6 一设备基础长、宽、高分别为 20m、8m、3m，要求连续浇筑混泥土，搅拌站有三台 400L 搅拌机，每台实际生产率为 5m3/h，若混泥土运输时间为 24min，初凝时间为 2h，每浇筑层厚度为 300mm，试确定：(1)混泥土的浇筑方案；(2)每小时混泥土的浇筑量；(3)完成整个浇筑工作所需的时间。解 (1)由于结构长度超过厚度 3 倍，故采用斜面分层浇筑方案(2) V=8LH/(t1-t2)=8X20X3/(2-24/60)=300m3

16、/h(3)总时间 t= =32 小时4.7 先张法生产预应力混泥土空心板，混泥土强度等级为 C40，预应力钢丝采用 5，其极限抗拉强度fptk=1570N/mm2,单根张拉，若超张拉系数为 1.05：(1)试确定张拉程序及张拉控制应力；(2)计算张拉力并选择张拉机具；(3)计算预应力筋放张时，混泥土应达到的强度值。解(1)张拉程序0 1.05 con(持续 2min) con 锚固 con=0.75fptkX0.75X1570=1177N/mm2|(2)张拉力：F=1.05 conA=1.05x117 7x x52 =24.3KN选择台座式千斤顶：YDT600-150(3)放张时应达到设计强度

17、的 75%，即：Fcu=0.75*40=30N/mm24.8 某预应力混泥土屋架，孔道长 20800mm，预应力筋采用 2L25，f ptk=500N/mm2,冷拉率为 4%，弹性回缩率为 0.5%，每根预应力筋均采用 3 根钢筋对焊，每个对焊接头的压缩长度为 25mm，试计算：(1)两端用螺丝端杆锚具时，预应力筋的下料长度（螺丝端杆长 320mm，外露长 120 mm） ； (2)一端螺丝端杆，另一端为帮条锚具的下料长度（帮条长 50mm，衬板厚 1 5mm） （提示：应考虑预应力的下料长度与螺丝端杆的对焊接头） 。解：(1)下料长度：L1=l+2l2=20800+2*120=21040mm

18、L0=L1-2l1=21040-2*320=20400mmL= +nl0= +3*25=19785mm(2)L1=l+l2+15+50=20800+120+65=20985mmL0=L1-l1=20985-320=20685mmL= +nl0= +3*25=20060mm 4.9 某屋架下弦预应力筋为 4 L25，f ptk=500N/mm2,现采用对角张拉分两批进行，第二批张拉时，混泥土产生的法向应力为 12N/mm2。钢筋的弹性模量 Es=180kN/mm2,混泥土的弹性模量 Ec=28kN/mm2,若超张拉系数为 1.05，张拉控制应力 con =380 N/mm2。(1)试计算第二批张

19、拉后，第一批张拉的钢筋应力将降低多少？(2)宜采用什么方法使第一批张拉的钢筋达到规定的应力？为什么？解：(1)第二批张拉后，砼的形变值为：= = = =4.286*10-4钢筋应变也为 ，故钢筋应力下降：n=Es=4.286*10 -4*180*103=77.1N/mm2|(2)张拉时宜对称进行，避免引起偏心。在进行张拉时，若用一端张拉，可采用反复张拉 23 次，可克服孔道摩擦力的不定向，使预应力得以均匀传递，第一批预应力筋张拉控制应力：con= con+(Es/Ec) n=380+(180/28)*12=457N/mm2因为考虑后张拉预应力筋所产生的混泥土弹性压缩对先批预应力筋的影响。第 5

20、 章 结构安装工程5.1 某厂房柱重 28t，柱宽 0.8m。现用一点绑扎双机抬吊，试对起重机进行负荷分配，要求最大负荷一台为 20t，另一台为 15t，试求需要加垫木厚度。解：一点绑扎抬吊如图 5.1由已知条件可得方程： 11222.5/()pQd代入数据得： 1220.*8/)15d（化简得： 134d设需加垫木厚度分别为 x 和 y，则上式可化为4(0.)(.)y 图 5.1化简得：3x=4y+0.4 , 即只要加的垫木厚度满足这个条件，就能保证两台吊车负荷均衡。 5.2 某厂房柱的牛腿标高 8m，吊车梁长 6m，高 0.8m，当起重机停机面标高为0.30m 时，试计算安装吊车梁的起重高

21、度。解：起重高度 1234Hh计吊装支座到停机面的距离；吊装间隙， 0.3m；22绑扎点至构件底面的距离；3h索具高度；4由已知条件可得：= =8.3m1h8.0(.3）|=0.3m2h= m3.083.=2.5m4代入数据得： m，所以取吊车梁的其中高度为 15m。.043.82514.9H计5.3 某车间跨度 24m，柱距 6m，天窗架顶面标高 18.0m，屋面板厚度 240m，试选择履带式起重机的最小臂长（停机面标高0.20m，起重臂底铰中心距地面高度 2.1m）解：根据吊装屋面板确定起重臂长度： L/sin(a)/coshg计吊装支座到吊车底铰的竖直距离；吊装过程中起重臂要跨越的结构水

22、平距离；a起重臂轴线与构件水平距离， 1.0m；gg起重臂最大仰角； ，当没有资料可查时，可以取 ； 78。图 5.3 起重机吊装屋面板示意图由已知条件得；m，其中 0.3m 为工作间隙；18.03.2416.hma=6/；tn./0.rc。代入数据得： m，Lsin4(3.01)/cos60.427.。 。计所以吊装屋面板的最小起重臂长为 27.0m。5.4 某车间跨度 21m，柱距 6m，吊柱时，起重机分别沿纵轴线的跨内和跨外一侧开行。当起重半径为 7m，开行路线距柱纵轴线为 5.5m 时，试对柱作 “三点共弧”布置，并确定停机点。解：（1）当吊车跨中开行时由题目可知：起重机的起重半径 R

23、=7m，假设柱子为 10m，绑扎点到柱底为 7m，有三个节间，如图 5.4.1。|作图的过程：先大致画出起重机的开行路线（距离柱轴线 5.5m） ，以柱脚中心作半径为 7m 的圆，确定起重机停机点 A；然后以 A 点位圆心作半径为 7m 的圆，作一条离柱子轴线 0.5m 的直线（施工间隙） ，确定柱脚位置 C 点；由前面的假设可知，绑扎点距柱脚 7m，所以过 C 点作半径为 7m 的圆，确定 D 点；由 C 点和 D 点就可以确定柱子的位置；然后确定下一个停机点和下一根柱子的位置一直重复这个过程，直到最后一根柱子。图中的粗线代表柱子，黑点代表停机点。需要注意的是：当吊车跨内开行时，柱子的牛腿是

24、向着吊车，而吊车跨外开行时，柱子的牛腿是背向吊车。图 5.4.1 起重机沿跨内开行时柱子的就位图和停机点（2）当吊车跨外开行时如以上过程确定停机点和柱子就位图，如图 5.4.2图 5.4.2 起重机沿跨外开行时柱子的就位图和停机点 图 5.5 屋架斜向就位图和起重机停机点5.5 某单层工业厂房跨度为 18m，柱距 6m，9 个节间，选用 履带式起重机进行结构安装，安装屋架时的1W0起重半径为 9m，试绘制屋架的斜向就位图。解：屋架的斜向就位由已知条件得，起重半径 R=18/2=9m，所以只用一台起重机跨中开行就可以了，查资料得 履带起重1W0机的尾部到回转中心的距离为 3.3m，所以起重机开行路线距离屋架就位后的最小距离为 3.3+0.5=3.8m，柱子轴线距离物价就位后的最小距离取 1.5m，所以就可以得到屋架斜向就位图，如图