地基與基礎(chǔ)工程作業(yè)二

1、地基與基礎(chǔ)工程課程作業(yè)二姓名：蔡衛(wèi)學(xué)號：02110583班級：地下11-3中國礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院二。一四年六月習(xí)題1.在人口為30萬的城鎮(zhèn)建造單層工業(yè)廠房，廠房柱子斷面為 0.6mx 0.6m。按何載標(biāo)準(zhǔn)組合作用在柱基礎(chǔ)上的何載 （至設(shè)計地面），為豎向力F=1000kN 水平力H=60kN力矩M=180kNm,基礎(chǔ)梁端集中荷載P=80kZ地基為均勻粉質(zhì)粘土，土的性質(zhì)和地下水位見下圖。地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為Z0=1.6m,廠房采暖。試設(shè)計柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)。Y = I JkN/jn-1 y Mt=20kN/mi3Ith=30%電=1踹w=26%n 45rrGs=2.70帆=20°Ck=

2、12kPa/甲粉質(zhì)粘土地下水6荷載偏心距e =388.8基底凈反力Rmax(3)1)2)(4)1350 108二 0.27AW9.65.12F P、M 1350108388.8A一 W =9.6一 5.12v MF P1350108388.8二 75.9 kPaPe min基礎(chǔ)沖減驗算Aaiegjc面積上地基反力Fl計算Aiegjcaach0 b 'bbc2-h0h0 = 600 - 70 = 530mm = 0.53 mAiegjc3.20.6 0.53 I - 3 -按Aaiegjc面積上作用著Pe max計，則F = Lax' Aiegjc = 227.8 父 1.86驗

3、算沖切破壞面的抗剪承載力按式V = 0.7 肅 bc因為 h0 =- 530mm ； 800mm故：h拉強(qiáng)度設(shè)計值ft = 1.1kN / mmia 3.2=0.53m二 227.8 kPa30.6-222-0.53= 1.86m2=423.7kNh0 h0=1.0?；A(chǔ)用C20混凝土，其軸心抗=1100kN / mrm,故V ： = 0.71.011000.60.53滿足FV要求，基礎(chǔ)不會發(fā)生沖切破壞。柱邊基礎(chǔ)彎矩計算柱邊與遠(yuǎn)側(cè)基礎(chǔ)邊緣的距離1八a = ac-a - ac= 0.60.53.2柱邊處的地基凈反力 已由下式計算Pe Jmax - Pemin a,已02227.80.53 = 4

4、61kN-0.6 = 1.9 m- 75.91.975.93.2二 166.1kPa3.212八1八八 -一3.2 0.648M = 48 a - ac ) RmaxPe； 2bbe旦 max - 旦. b166.132227.8166.12 30.6227.8-392.2 kN m-11 八一 , r已=5 Rmax 已min = 2227.875.9= 151.85kPaP2M二二萬b -be2aac151.852423 - 0.62 3.20.6 = 255.1 kN m根據(jù)MF口 ,計算縱向和橫向受力鋼筋面積，然后布置鋼筋。(5)配筋計算采用HRB335®筋，fy = 300

5、N / mnn,按內(nèi)力臂系數(shù) 八=0.9計算,"幾州上上八M-392.21062沿著長邊方向： A.= =2741mms 0.9f h00.9300 530選配14小16200 ,實際鋼筋面積2815mm2沿著短邊方向:1783mmA _Mlj_255.1106AL 0.9fyh0 09300 530選配12小14240,實際鋼筋面積1847mm2習(xí)題2.粉質(zhì)粘土地基上的柱下條形基礎(chǔ)，各柱傳遞到基礎(chǔ)上的軸力設(shè)計值如下圖所示，基礎(chǔ)梁底寬 b=2.5m,高h(yuǎn)=1.2m地基承載力設(shè)計值f=120kPa試用倒梁法求基底反力分布和基礎(chǔ)梁內(nèi)力。GQCCGC-jC(1) 假定基底反力均勻分布，沿基

6、礎(chǔ)縱向的地基凈反力為三 F800*2 1800*218 2二 260kN /m(2) 梁的截面剛度混凝土的彈性模量Ec = 2.55*10 7kN / m2 c 1C 11212梁的截面慣性矩 I = bh3 =*2.5*1.2 3 = 0.36m4EcI =2.55*10 7*0.36 =9.18*10 6kN，m2EcA =2.55*10 7*2.5*1.2 =7.65*10 7kN(3) 倒梁法把基礎(chǔ)梁當(dāng)成以柱端為不動支座的三跨連續(xù)梁，當(dāng)?shù)酌孀饔靡跃鶆蚍戳 =260kN/m時，各支座反力為Rd =Ra =910kNRb =Rc =1690kN1 ,把支座不平衡力均勻分布在支座相鄰兩跨的

7、各3跨度范圍內(nèi)對A D支座有qA=4qD Ra-110kN對B> C支座有4qB = qC =l（l0以 3Rbl l"）1631106 6 r 3 3=36.67kN / m= 27.5kN /m(5) 把均勻不平衡q作用于連續(xù)梁上,如下圖,36. 6736. 67IlliA A Jl I27.5I)27.5求支座反力得RA'=zRD'=-96.8kN , 7'=&'=-96.79kN(6)求得第一次調(diào)整后的支座反力為 Ra =% =91096.8=813.2kN RB '= RC' =1690 十96.79 =1786

8、.79kN對于A、D支座，差值對于B、C支座，差值813.2 -8001.65% :二 20%8001800 -1786.7918000.73% :二 20%所以滿足精度要求用疊加后的地基反力與柱荷載作為梁上荷載，求梁截面彎矩分布圖如下:習(xí)題3.柱下獨(dú)立樁基礎(chǔ)的承臺埋深 2.5m,底面積4mM4m，混凝土為C30。柱斷面尺寸為OmxLOm。采用4根水下鉆孔灌注樁，直徑d=800mm ,布置如圖4-51所示。相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合為FK=6067kN , MK=407.4kNgm ,(永久荷載效應(yīng)控制)。(1)計算單樁豎向承載力特征值Ra ； (2)驗算樁基中的單樁承載力;(3)計算承臺地最大彎

9、矩； (4)進(jìn)行樁的沖切驗算;(5)進(jìn)行角樁沖切驗算;Y人人城人°尚偵拈上2q. 24kPa 二冷實細(xì)砂弋 35kPab中密建右 “ R q KOkPa q . WQOkPa 受 E, 30MPa -深厚粉偵粘UZE, 25MPao¥al9kN/m地下水.3.5(1)計算單樁豎向承載力特征值Ra 一 qpa Ap upqsia hlqpa -樁端阻力特征值qsia -樁側(cè)阻力特征值A(chǔ)p -樁截面面積 pUp -樁身周長h -樁身穿越每一層土的高度qpa =1000kPa222Ap = d2 = 0.82 =0.5024m2p 44% = -2=3.14 0.8=2.512m

10、 pRa =1000 0.5024 2.512 24 10 35 4 60 2 =1758.4kN(2)驗算單樁承載力Gk=%Ad=20 4 4 2.5=800kN. Fk Gk 6067 800f =1716.75kN : R a = 1758.4kNn4故采用4根樁滿足承載力要求。單樁偏心荷載下最大豎向力為：Fk G M yK420 1.2Qkmax =-2 =1716.75了=1804.25kN 二 1.2Ran ' x4 1.2(3)在承臺結(jié)構(gòu)計算中,取相應(yīng)荷載效應(yīng)基本組合的設(shè)計值。S -1.35SkF =1.35Fk =8190.45kNM =1.35Mk =550kN m對

11、于承臺，承臺厚1.2米，保護(hù)層厚度取為50mm,則有效高度hb =1200-50= 1150mm22抗拉強(qiáng)度 ft =1.43N /mm，鋼筋選用 HRB335級，fy =300N/mm各樁平均豎向反力為N 1.35 旦 W.35 1516.75=2047.6kN n最大豎向反力為Nmax =1.35 1516.75 87.5 =2165.7kN最大彎矩為My = ' NiX =2NmaxX =2 2165.7 0.7 =3032kN m1.2 一 一 (4)由圖可知，其擴(kuò)散角1a = arctan=76。45因此需進(jìn)行抗沖切驗算0.3沖切計算可按下式進(jìn)行：Fl -2 ':ox

12、 bc aoy - ly ac a°x“ft%、，a”式中，a°y = a0x = 0.3m , & = %y = =0.26 h。故 ac - bc -1 m; o xoy 1. 831-0.9'hp = 1 p 2000 -8001150 -800 =0.971-0.92000-8001150-800) = 0.97=2 1.83 1 0.3 1.83 1 0.30.97 1100 1.15二11677kNFi =F -N =8190.45-2047.6 =6143kN ：11677kN滿足條件。其中：Fi 一不計承臺及其以上填土自重，作用在沖切破壞錐體

13、上的沖切力設(shè)計值，沖切破壞錐體應(yīng)采用自柱邊或承臺變階至相應(yīng)樁頂內(nèi)邊緣連線構(gòu)成的錐 體，錐體與承臺地面的夾角45° ;hb 一沖切破壞錐體的有效高度，一般為承臺受沖切承載力截面的厚度減去保護(hù)層厚度;Kp 一受沖切承載力截面高度影響系數(shù)0ox, 0oy 沖切系數(shù)；,ox，oy 一沖跨比，K°x, = ax, %y = 3 ； h0h0a°x,a0y 一柱邊或變階處至相應(yīng)樁邊的水平距離。當(dāng)a°x（a0y k0.2h0,時，取a0x（%y）=0.2h0,；當(dāng) a0x（a0y）0.2h 時，取 a0x（a0y ）= h°,F 一柱根部軸力設(shè)計值(5)沖切力Ni必須不大于抗沖切力，則需滿足:N1 /除黑匕 +ay+Py .% +axPhpftho<2) I 2 力由圖可知 G =C2 =1.2m , aiya1x = 0.3m三=0.26ho=p =0.970.56F 1y=1.22iy 0.2則抗沖切力為-ixaiyc2萬Cia1x -l = 4042kNNl = Nmax =2165.7kN i maxNl小于抗沖切力，滿足要求a(1)荷載組合根據(jù)2-45題的結(jié)果取基底面積 ax b=32