2022年基础工程课后习题答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆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？如基础埋深,施工时除将中砂层内地下水位降到坑底外,仍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掩盖压力：20 119 2=58kPa 承压含水层顶部净水压力：10 （ 2+2+2） =60kPa 由于 580.5

2、m ,故仍需对 kf 进行修正；查表 2-5,得承载力修正系数 b 3 . 0,d 4 . 4,代入公式（ 2-14）得修正后的地基承载力特点值为：f k f ak b b 3 d m d 0 5. 286 .3 0 18 3 3 4 . 4 18 1 0 . 5 325 . 6 kPa2-4 某承重墙厚 240mm ,作用于地面标高处的荷载 Fk 180 kN m,拟采纳砖基础, 埋深为31.2m；地基土为粉质粘土,18 kN m,e 0 .0 9,f ak 170 kPa；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】由于基础埋深 d=1.2m0.5m 故需先进行地基承

3、载力深度修正,持力层为粉质粘土,查表 2-5 得 d 0.1,得修正后的地基承载力为：f a f ak d m d 0 . 5 170 .1 0 18 1 . 2 0 5. 182 . 6 kPa此基础为墙下条形基础,代入式 2-20 得条形基础宽度：b F k 180 1 . 13 m f a G d 182 . 6 20 1 2.为符合砖的模数取 b=1.2m ,砖基础所需的台阶数为：1200 240n 82 60所以按二皮一收砌法的基础截面如下列图：2-5 某柱基承担的轴心荷载Fk1. 05MN,基础埋深为1m,地基土为中砂,18kNm3,名师归纳总结 f ak280kPa；试确定该基础

4、的底面边长；第 2 页,共 16 页【解】由于基础埋深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d4 . 4,得修正后的地基承载力为：fafakdmd0 . 5 2804 4.1810 . 5319 .6 kPa- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆柱下独立基础代入公式 2-19,基础底面边长：bfaFkGd105011 . 87m F k150kNm；该处土层自地319 . 620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表起依次分布如下：第一层

5、为粉质粘土,厚度 2.2m,17 kN m 3,e 0 0 . 91,f ak 130 kPa,Es 1 .8 1 MPa；其次层为污泥质土,厚度 1.6m ,f ak 65 kPa,Es 2 2 . 6 MPa；第三层为中密中砂； 地下水位在污泥质土顶面处；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（须进行脆弱下卧层验算）；（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”的设计原就, 确定第一层粉质粘土作为持力层,其下其次层为脆弱

6、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由于 d=0.5m 故不需要进行地基承载力特点值埋深修正,即：fafak=130kPa；2-20 得基础宽度m 砖下条形基础代入公式bfaFkGd1301500 5.1 . 2520取 b =1.3m3m ,故无需再进行宽度修正；3脆弱下卧层承载力验算CZs 1172 2.37 4. kPaz2.20.51.7m0.5b ,查表 2-7 得23 ；由EEs 28 . 12 . 63 . 1,p kF kGd150 1 3.200 5.125 .4 kPab下卧层顶面处的附加应力为：名师归纳总结 Zbp kzcd1

7、 3.125 . 4170 5.55 .4 kPa第 3 页,共 16 页b2tan1 3.2.17tan23- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆fazfakdmdz.05651 . 0172 2.0 593 . 9 kPaZCZ55 4.37 4.92 . 8 kPafaz93 . 9 kPa（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,ft1. 10Nmm2,钢筋用HPB235级,f y210N2 mm； 基础埋深为0.5m 荷载设计值F1 . 35 F k1 . 35150202 5. kN基底净反力

8、p jF202.51558.kPab1.3基础边缘至砖墙运算截面的距离b 111.30. 240.53m 2基础有效高度p j b 1 155 . 8 0 . 53h 0 0 . 107 m 107 mm0 . 7 f t 0 . 7 1100取基础高度 h 250 mm,h 0 250 40 5 205 mm（107 mm）；M 1p j b 1 2 1155 . 8 0 . 53 2 21 9. kN m2 26A s M 21 . 9 10 565 mm 20 9. f y h 0 0 9. 210 205配钢筋 12 200,As 565mm 2,垫层用 C10 混凝土；2-7 一钢筋

9、混凝土内柱截面尺寸为 300mm 300mm ,作用在基础顶面的轴心荷载3Fk 400 kN；自地表起的土层情形为：素填土,松散,厚度 1.0m,16 . 4 kN m；细砂,厚度 2.6m,18 kN m 3,sat 20 kN m 3,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” 的设计原就,挑选细沙层作为持力层（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点值名师归纳总结 - - - -

10、- - -第 4 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆依据基础尽量浅埋的原就,并尽量躲开潜水层,可取埋深 d=3.0,地基承载力特点值为：d =1.0m；查表 2-5,得细砂的fafakdm d0 5. 1403 0.16 . 41 . 00 . 5164 6. kPa3确定基础底面尺寸bll1faF kd164 . 6400.10.1 66m G20取b.7m；4运算基底净反力设计值p jF1.354001869.kPab21 .717.5确定基础高度采纳 C20 混凝土,f t1.10Nmm2,钢筋用HPB235 级,f y210N2

11、 mm；取基础高度h400mm,h 040045355mm；因bc2 h 00 . 320 . 355.1 01mb=1.7m ,故按式（ 2-57）作冲切验算如下：pjlach0bbbc.021.730 .30 . 355.2h02222186.91 .70 .30 .35517.222287.4kNh 00.7111000 .0 .35503550.7hpftbch 0179.0kN874.kN（可以）6确定底板配筋；本基础为方形基础,故可取名师归纳总结 MM124pj1ac22 bbc2 842 mm第 5 页,共 16 页1186 . 91 . 7h 00 3.221 7.0 3.24

12、56 . 5 kNm56 . 5106A sA sMy0 . 9f0 . 9210355- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆配钢筋1110双向,As863.5 mm2842mm2；2-8 同上题,但基础底面形心处仍作用有弯矩M k110 kNm；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点值f a164 6. kPa；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A.1 3faF kGd1 3.4003 6. m2164 . 620

13、1 0.取边长比 n=1.5 得基础宽度：bA13 . 61 . 55m,取b11 .6m；n1 5.lnb5.1.62 4.m 476 . 8 kNF kG k40020.162 4.验算偏心距：eF kMkA110.0231 m6l0 . 4 m（可以）G k476 . 86p kmaxF kGk16 e197 . 5 kPal476 . 8160 . 2311 .62 . 42 . 4195 .9 kPa.12fa1 . 2164 .（可以）2运算基底净反力设计值p jF1. 354001406.kPaA1.62.430得初选基底面积：名师归纳总结 p jmaxF6M1. 3540061

14、1.35.110237.3kPa第 6 页,共 16 页blbl216.2.4.6242p jminF6M1 .35400611.3511043.9 kPablbl21.624.624.2平行于基础短边的柱边-截面的净反力：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆pjpjminlacpjmaxpjmin43 . 94.20 . 3237 . 343 9.152 7.kPa2 l2.243确定基础高度采纳 C20 混凝土,f t 1 . 10 N mm 2,钢筋用 HPB235 级,f y 210 N mm 2；取基础高度 h 500

15、 mm,h 0 500 45 455 mm；因 bc 2 h 0 0 3. 2 .0 455 1 . 21 m b 1 6. m,故按式（2-57）作冲切验算如下 （以 p j max取代式中的 p ）：2l a c b b cp j max h 0 b h 02 2 2 222 4. 0 3. 1 . 6 0 . 3237 3. 0 . 455 1 6. 0 . 4552 2 2 2216 9. kN0 . 7 h p f t bc h 0 h 0 0 . 7 1 . 0 1100 0 . 3 0 . 455 0 . 455264 5. kN 216 9. kN（可以）4确定底板配筋名师归纳

16、总结 对柱边 -截面,按式（2-65）运算弯矩：.5 kNm第 7 页,共 16 页M1pjmaxpj2 bb cpjmaxpjblac2481237 . 3152 . 721 . 60 3.237 . 3152 7.1 . 62 . 40 3.248137 . 8 kNmA SI.0MIh 0137 . 81062 1602 mm9fy.09210455配钢筋1512,As1695mm21602mm2,平行于基底长边布置；M1pjbb c22 lac11406.16.03.2224.0 .3502424A SMyh 00 9.50 . 56 102 587 mm0 9.f210.0 455按

17、构造要求配筋1310,As1021 mm2587mm2,平行于基底短边布置；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆如下列图3-4 以倒梁法运算例题3-1 中的条形基础内力；.5KN/mm【解】（ 1）用弯矩安排法运算肋梁弯矩沿基础纵向的地基净反力为: bp jlF64.10337617边跨固端弯矩为: 4 .52635.3 KNM211bpjl1213765.1212中跨固端弯矩为: 6211295.KNmM231bpjl221376 .512121 截面 左边 伸出端弯矩 : 节点Ml11 2bpjl021376.51 2188

18、2.KNm0.5 1.0 4 22 3 1 安排系数0 1.0 0.5 0.5 0.5 0 固端弯矩188.2 -635.3 635.3 -1129.5 1129.5 -635.3 660.3 -188.2 安排结果（ kN m）188.2 -238.2 1011 -1011 1011 1011 238.2 -188.2 （2）肋梁剪力运算1 截面左边的剪力为: l1bpjl0376 . 5.1 0376 5.KNV运算 1 截面的支座反力R 111bpjl0l12M2M111376 5.2 .5 51011501051 9.KNl 1245.2名师归纳总结 1 截面右边的剪力: bpjl0R

19、 1376.51051.96754.KN.8kN第 8 页,共 16 页Vr1R2bpjl0l1R 13765.55.1051.91018- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆取 23 段作为脱离体 : R211bpjl22M2M311376 . 52 6101110111162 5.KNml2262R 2R2R21018 . 81162 . 52181 . 3 KN2 . 8210111 . 8344 0.KNVl2R 21018 . 8 KNVr2R21162 5.KN按跨中剪力为 ;零的条件来求跨中最大负弯矩: bpjR 1

20、376 . 5 x1043 8.x1043 8./376 . 52 8. m所以M1max1bpjx2R 11 8.1376 . 52223 段对称 ,最大负弯矩在中间截面: 21011683.2KNmM2max1bpjl22M21376.5688由以上的运算结果可作出条形基础的弯矩图和剪力图683.2 188.2 344 344 188.2 238.2 1011 1011 238.2 弯矩图 MkN m 376.5 1018.8 1162.5 675.4 剪力图 VkN 376.5 名师归纳总结 675.4 1162.5 1018.8 第 9 页,共 16 页- - - - - - -精选学

21、习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆补充题： 设一箱形基础置于粘性土（f k300 kPa）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）箱型基础内力运算,按纵向整体弯曲运算,由静力平稳条件运算跨中最大弯矩为：M max 1281 . 46 6 21 972 . 61 6 15 900 . 59 6 9 885 . 35 6

22、 3 3030 246060 18 6060 12 6060 6 22690 kN / m（2）运算箱型基础刚度 E I F箱型基础横截面惯性矩 I F 1 12.5 3.55 312.5 0.8 2.77 326.3260 m 412箱基刚度 E I F 26.3260 E F（3）上层结构折算刚度 E I B1 3 4纵向连续钢筋混凝土墙的截面惯性矩 I w 2 0.3 2.2 0.5324 m121 3 4各层上下柱的截面惯性矩 I ui I li 3 0.5 0.5 0.0156 m121 3 4各层纵梁的截面惯性矩 I bi 3 0.3 0.5 0.0094 m12各层上下柱、纵梁的

23、线刚度 K ui K li 0.0156 0.0056 K bi 0.0094 0.00162.8 6上部结构折算刚度名师归纳总结 E IBnE Ibi12KKuiKKliKli2 mE IwkN m第 10 页,共 16 页1biui7E b0.0094120.0056 0.005648 620.00160.00560.0056E b0.009410.0056482 E b0.53242 0.00160.005664.2658 E b（4）箱型基础所承担的整体弯矩MF（取EFE ）MFME IE IFB2269026.3260EFE b19526FE I26.3260EF4.2658- -

24、- - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆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；约束 地基反力相当于叠合在一起,弯矩方向基础受到梁的弯矩中部较大 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名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆反力较匀称 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

25、P115 页名师归纳总结 3-4以倒梁法运算例题3-1 中条形基础内力； 12002000/2150.6 kpa第 12 页,共 16 页解：例题 3-1,基底平均净反力p jFlb172 .5沿基础纵向地基净反力线荷载bp jlF376.47kNm（1）固端弯矩运算376.4745.26353.kNm边跨固端弯矩为：MBA1bpjl2111212- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆中跨固端弯矩为：MBC1bpjl21376 .47621129.4kNm21212A 截面（左边）伸出弯矩为：两端固定的梁,力偶作用下固端弯矩里 a

26、=0 ,b=lMl1bpjl21376.4712188.24kNmA0212M ABb3a1M,M BAa3b1M,这l2l2A 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 585.3 KN.mA 固端弯矩的安排,左边自由伸出,不传递安排弯矩,l0, 右边r1；AAB 固端弯矩的安排,左边l4 i4 iBABC0 . 57,右边r4 i4 iBCBC.043ABA4 iABA4 i即使作为点荷载, A 点弯矩荷载也应安排到A 右边,由于右边安排系数是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

27、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；有些是仿照样题 3-3, 边支座作为铰接,所以边跨刚度是 3iBA , 但这和运算出的弯矩和传递系数 1/2 不符,是一种保守的简化运算；A 端的弯矩没有叠加力偶产生的固端弯矩；（2）用弯矩安排法运算梁弯矩见表 1,（2）地基梁剪力和跨中弯矩运算（参考 P97 页例题 3-3 过程）表 1 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆A B C D 安排系数0 1 0

28、.57 0.43 0.43 0.57 1 0 固端弯矩188.24 -585.3 635.3 -1129.4 1129.4 -635.3 585.3 -188.24 传递与安排397.06 198.5 127 -127 -198.5 -397.1 -168.5 -168.5 84.3 -63.5 63.5 -84.3 -84.3 36.2 27.3 -27.3 -36.2 84.3 MKN m 188.24 18.1 -42.2 -13.9 13.9 42.2 -18.1 -188.24 -170.14 996.3 -1052 1052 -996.3 170.14 MKN m 188.24 -

29、18.1 -9.05 27.8 -27.8 9.05 18.1 -188.24 18.5 37 -37 -18.5 -13.9 13.9 7.9 -7.9 -18.5 5.98 -5.98 18.5 -188.24 1032.2 -1032.2 1032.2 -1032.2 188.24 弯矩和剪力图；单位： KN.m单位： KN 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆P180 第 4 章 习题答案4-14-2 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,就桩所受轴力匀称,等于桩

30、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=Nl8001034101031 .67mmEA4002310此题练习使用单桩竖向承载力特点值的规范体会公式R aqpaA pupqsiali承台埋深 1.0m ,桩端进入中密中砂为1.0 m, 就桩长为（ 3+6+1） 1=9m ；4-3Ra26000. 35240 . 352422063011.0m ,此土层强度低,318 .5277 2.595 7.KN单桩承载力特点值为595.7KN 此题练习应用安排桩顶荷载运算公式（1） 确定承台埋深；依据题意,第一层土为杂填土,厚度变形大,埋深大于等

31、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） 运算单桩竖向承载力特点值；初步确定桩进入粉质粘土层1m ,运算桩承载力；如不满意就再增加桩长,直到满意；如开头就取很长桩长,承载力很大,就会造成较大铺张；去掉承台埋深1m,就桩长为6.5+1=7.5m 401R aqpaA pupqsiali18000. 35240 . 35 66 .5220 .5110 6.331 1. KN（3）初步选定桩数,确定承台尺寸,布桩；桩数nFkp1850/331 .1.5 6,取 6 根；R a桩距s.30 b3 0.0351 . 05 m依据常规体会,桩距一般34 倍范畴内；此题可以在这

32、个范畴调整桩距,建议取名师归纳总结 整数,例如1.1m ,1.2m 等,这样便于施工；1.05m 第 15 页,共 16 页假如只是依据书中例题步骤仿照做题,就取桩距承台边长a20. 351 .052 .8m - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆b20.350 .6 1.9m30.实际 这是最低限要求,可以在此基础上调整,如取20.,28.2.0；布桩如下列图；有些同学一开头桩取的很长,如大于 12m ,就桩数就少,4 根；假如依据上述步骤生硬运算,很可能布桩错位,如运算 a时 , 公 式 不 加 区 分 代 入1.05 , 就 是 错 误 ； 这 个 应 该 代 入1.05/2=0.525m ,可以取整数 0.6,就桩距 1.2m；（ 3）运算桩顶部荷载；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,一般上部荷载的运算位置在设计地面；QkFkGk1850202.819.1 .0