基礎工程第二版建筑工業(yè)出版社課后習題答案

1、基礎工程（第二版）中國建筑工業(yè)出版社課后習題答案2-1某建筑物場地地表以下土層依次為：（1）中砂，厚2.0m,潛水面在地表以下1m處，飽和重度錯誤!未找到引用源。；（2）粘土隔離層，厚2.0m,重度錯誤!未找到引用源。；（3）粗砂，含承壓水，承壓水位高出地表2.0m（取錯誤！未找到引用源。）。問地基開挖深達1m時,坑底有無隆起的危險？若基礎埋深錯誤！未找到引用源。，施工時除將中砂層內地下水位降到坑底外，還須設法將粗砂層中的承壓水位降幾米才行？【解】（1）地基開挖深1m時持力層為中砂層承壓含水層頂面以上土的總覆蓋壓力：20X1+19X2=58kPa承壓含水層頂部凈水壓力：10X（2+2+2）=6

2、0kPa因為5860故坑底有隆起的危險?。?）基礎埋深為1.5m時承壓含水層頂面以上土的總覆蓋壓力：20X0.5+19X2=48kPaR承壓含水層頂部凈水壓力=10X錯誤！未找到引用源。得：錯誤!未找到引用源。0,5m,故還需對fk進行修正。查表2-5,得承載力修正系數(shù)b3.0,d4.4,代入公式(2-14)得修正后的地基承載力特征值為：fkfakb(b3)dm(d0.5)2863.018(33)4,418(10.5)325.6kPa2-4某承重墻厚240mm,作用于地面標高處的荷載Fk180kN/m,擬采用磚基礎，埋深為1.2m。地基土為粉質粘土，18kN/m3,ec0.9,fak170kP

3、a。試確定科基礎的底面寬度，并按二皮一收砌法畫出基礎剖面示意圖。因為基礎埋深d=1.2m0,5m故需先進行地基承載力深度修正，持力層為粉質粘土，查表2-5得d1.0,得修正后的地基承載力為:182.6kPa2fafakdm(d0.5)1701.0181.20.5FkbkfaGd此基礎為墻下條形基礎，代入式2-20得條形基礎寬度:180d仆1.13m182.6201.2為符合科的模數(shù)取b=1.2m,科基礎所需的臺階數(shù)為:1200240260所以按二皮一收砌法的基礎截面如圖所示:2-5某柱基承受的軸心荷載Fk1.05MN,基礎埋深為1m,地基土為中砂，18kN，m3,fak280kPa。試確定該基

4、礎的底面邊長?！窘狻恳驗榛A埋深d=1.0m0.5m故需先進行地基承載力深度修正，持力層為中砂，查表2-5得d4.4,得修正后的地基承載力為：fafakdm（d0.5）2804.41810.5319.6kPa柱下獨立基礎代入公式2-19,基礎底面邊長：1050-319.62011.87m取基底邊長為1.9m。2-6某承重磚墻厚240mm，傳至條形基礎頂面處的軸心荷載Fk150kN/m。該處土層自地表起依次分布如下：第一層為粉質粘土，厚度2.2m,17kMm3,e00.91,fak130kPa,0aEm8.1MPa；第二層為淤泥質土，厚度1.6m,fak65kPa,Es22.6MPa;第三層為中

5、密中砂。地下水位在淤泥質土頂面處。建筑物對基礎埋深沒有特殊要求，且不必考慮土的凍脹問題。（1）試確定基礎的底面寬度（須進行軟弱下臥層驗算）；（2）設計基礎截面并配筋（可近似取荷載效應基本組合的設計值為標準組合值的1.35倍）?！窘狻浚?）確定地基持力層及基礎埋深考慮到第二層不宜作為持力層并結合“寬基淺埋”的設計原則，確定第一層粉質粘土作為持力層，其下第二層為軟弱下臥層，故可按最小埋深條件確定基礎埋深d=0.5m。（2）初步確定基礎底面尺寸因為d=0.5m故不需要進行地基承載力特征值埋深修正，即：fafak=130kPa。醇下條形基礎代入公式2-20得基礎寬度FkfaGd150130200.51

6、.25m取b=1.3m3m,故無需再進行寬度修正。(3)軟弱下臥層承載力驗算cz172.237.4kPa由EjEs28.1/2.63.1,Z2.20.51.7m0.5b,查表2-7得23。Fk150PkGd200.5125.4kPab1.3bPkcdb2ztan下臥層頂面處的附加應力為：55.4kPa1.3125.4170.51.321.7tan23fazfakdm(dz0.5)651.0172.20.593.9kPaCZ55.437.492.8kPafaz93.9kPa(可以)(4)基礎設計依題意采用鋼筋混凝土條形基礎。采用C20混凝土，ft1.10N/mm2,鋼筋用HPB235級，fy21

7、0N/mm2?；A埋深為0.5m荷載設計值F1.35Fk1.35150202.5kN基底凈反力pjF2025155.8kPab1.3基礎邊緣至磚墻計算截面的距離,1b11.30.240.53m2基礎有效高度,Pjbi155.80.53h00.107m107mm0.7ft0.71100取基礎高度h250mm,h0250405205mm(107mm)。12155.80.53221.9kNm2M0.9fyh021.91060.92102052565mm配鋼筋12200,As565mm2,墊層用C10混凝土。2-7一鋼筋混凝土內柱截面尺寸為300mmx300mm,作用在基礎頂面的軸心荷載Fk400kN

8、o自地表起的土層情況為：素填土，松散，厚度1.0m,16.4kN/m3;細砂,厚度2.6m,18kN/m3,sat20kN/m3,標準貫入試驗錘擊數(shù)N=10;粘土，硬塑，厚度較大。地下水位在地表下1.6m處。試確定擴展基礎的底面尺寸并設計基礎截面及配筋?！窘狻?1)確定地基持力層根據(jù)承載力條件，及最小埋深的限制，綜合“寬基淺埋”的設計原則，選擇細沙層作為持力層(素填土層厚度太小，且承載力低；硬塑粘土層埋深太大不宜作持力層)(2)確定基礎埋深及地基承載力特征值根據(jù)基礎盡量淺埋的原則，并盡量避開潛水層，可取埋深d=1.0m。查表2-5,得細砂的d=3.0,地基承載力特征值為：fafakdm(d0.

9、5)1403.016.41.00,5164.6kPa(3)確定基礎底面尺寸Fkblk.faGd4001164.6201.01.66mBbl1.7m。(4)計算基底凈反力設計值PjF1.35400b21.71.7186.9kPa(5)確定基礎高度采用C20混凝土，ft1.10N/mm2,鋼筋用HPB235級，fy210N/mm2。取基礎高0.320,3551.01mb=1.7m,度h400mm,ho40045355mm。因bc2h0故按式(2-57)作沖切驗算如下：2lac.bbc.Pjh0bh022221.70.3186.90,3551.72287.4kN1.70.3220.3550.3550

10、.3550.7hpftbch0h00.71.011000.3179.0kN87.4kN(可以)(6)確定底板配筋。本基礎為方形基礎，故可取124pj11186.91.70.32456.5kNAs0.9fyho配鋼筋1110雙向，Asm。取基底長寬比為1.5,試確2-8同上題，但基礎底面形心處還作用有彎矩Mk110kN定基礎底面尺寸并設計基礎截面及配筋。fa164.6kPa?！窘狻靠扇』A埋深為1.0m,由上題知地基承載力特征值(1)確定基礎底面尺寸考慮到荷載偏心作用,可將軸心荷載下所得到的基底面積之增大30%得初選基底面積:A1.3FfaGd1.3400164.62023.6m21.0取邊長比

11、n=1.5得基礎寬度:3.61.55m,1.5hAb1.6m。lnb1.51.62.4m，外FkGk400201.62.4476.8kN驗算偏心距:MkeFkGk1100.231m476.8l0.4m6(可以)FkGkd6ePkmax1Al476.8/60.2311-1.62.42.4195.9kPa1.2fa1.2164.6197.5kPa（可以）（2）計算基底凈反力設計值lacPjPjmin-Y-pjmaxPjminc2.443.922.40.3237.343.9152.7kPaPjmaxF6M1.3540061.35110bl21.62.4_2bl1.62.4PjminF6M1.3540

12、061.35110blbl21.62.41.62.42PjF1.35400A1.62.4140.6kPa237.3kPa43.9kPa平行于基礎短邊的柱邊I-I截面的凈反力:（3）確定基礎高度采用C20混凝土，ft1.10N/mm2,鋼筋用HPB235級，fy210N/mm2。取基礎高500mm,h050045455mm。2h00.30.4551.21mb1.6m,故按式（2-57）作沖切驗算如下（以Pjmax取代式中的Pj）：pjmax2ac2h0bc2h0237.32.40.30.4551.61.6030.4552216.9kN0.7hpftbch0h。0.71.011000.30.455

13、0.455264.5kN216.9kN（可以）（4）確定底板配筋對柱邊I-I截面，按式（2-65）計算彎矩:1Mpjmax48Pj2bbcpjmaxpjblac2c1一237.348137.8kNm152.721.60.3237.32152.71.62.40.3AsiMi137.8106配鋼筋0.9fyh00.9210455一一21602mm1512,2As1695mm21602mm,平行于基底長邊布置。124Pjbbc2lacAS0.9fyh00.950.51062100.4552587mm140.61.60.3222.40.350.5kNm24按構造要求配筋1310,22As1021mm5

14、87mm,平行于基底短邊布置。如圖所示3-4以倒梁法計算例題3-1中的條形基礎內力。(1)用彎矩分配法計算肋梁彎矩沿基礎縱向的地基凈反力為bpj6.410317376.5KN/m邊跨固端彎矩為：M2112bpjY12376.52一一4.5635.3KNm中跨固端彎矩為：M2311,2/jl212376.561129.5KNml1,2M1-bpjl01截面(左邊)伸出端彎矩：_2376.51188.2KNm節(jié)點1234分配系數(shù)01.00.50.50.50.51.00固端彎矩188.2-635.3635.3-1129.51129.5-635.3660.3-188.28分配結果(kNm)188.2-

15、238.21011-101110111011238.2-188.2(2)肋梁剪力計算1截面左邊白剪力為：bpjl0376.51.0376.5KN計算1截面的支座反力11R1bpjI0I12I1112M1376.55.51011501051.9KN4.521截面右邊的剪力：Vr1bPj10Ri376.51051.9675.4KNR2bpjI011R1376.55.51051.91018.8kN取23段作為脫離體：R2Vl212R2R22bpi1R21018.81162.51018.8KN1376.522181.3KN62101110111162.5KNVr2按跨中剪力為;零的條件來求跨中最大負彎

16、矩bPjR1376.5x1043.81162.5KNx1043.8/376.52.8m所以M1max1.22bPjxR11.81376.5222.8210111.8344.0KNm23段對稱，最大負彎矩在中間截面1,2M2max二bpjl2M2812-376.5621011683.2KNm8由以上的計算結果可作出條形基礎的彎矩圖和剪力圖238.2238.2彎矩圖M(kN-m)10111011剪力圖V(kN)補充題：設一箱形基礎置于粘性土(fk300kPa)地基上，其橫剖面上部結構及上部結構荷重如圖，上部結構總重為48480KN,箱形基礎自重為18000KN,箱形基礎及設備層采用C20混凝土，上

17、部結構梁、柱采用C30混凝土，框架柱0.5mx0.5m,框架梁0.25mx0.60m,求矩形基礎縱向跨中的整體彎矩?！窘狻?1)箱型基礎內力計算，按縱向整體彎曲計算，由靜力平衡條件計算跨中最大彎矩為：Mmax1281.46621972.61615900.5969885.35633030246060186060126060622690kN/m(2)計算箱型基礎剛度EFIF箱型基礎橫截面慣性矩If12.53.553(12.50.8)2.77326.3260m412箱基剛度EFIF26.3260EF(3)上層結構折算剛度EBIB1縱向連續(xù)鋼筋混凝土墻的截面慣性矩I20.32.230.5324m4121各層上下枉的截面慣性矩IuiIli3一0.50.530.0156m4121各層縱梁的截面慣性矩h3