基礎(chǔ)工程教材習(xí)題解答

第2章習(xí)題解答教材習(xí)題2-9某砌體承重結(jié)構(gòu)，底層墻厚490mm，在荷載效應(yīng)的標準組合下，傳至標高（室內(nèi)地面）的豎向荷載，室外地面標高為-0.30m，建設(shè)地點的標準凍深1.5m，場地條件如下：天然地面下4.5m厚粘土層下為30m厚中密稍濕狀態(tài)的中砂，粘土層的，，，，，，，中砂層的，，試設(shè)計該基礎(chǔ)。補充條件和要求如下：1）設(shè)計成剛性條形基礎(chǔ)；2）材料用C15混凝土；3）基礎(chǔ)底面低于標準凍深線；4）選擇地基持力層，確定基礎(chǔ)底面寬度并檢算地基承載力；5）確定基礎(chǔ)各部分尺寸使之滿足基礎(chǔ)剛性角的要求并繪制剖面草圖（磚墻不設(shè)置大放腳）。公式（2-9）涉及到的系數(shù)如下表：內(nèi)摩擦角標準值?kMbMdMc18°30°解：按解題步驟求解。1）選擇C15素混凝土為基礎(chǔ)的材料，立面形式待定；3）計算基礎(chǔ)底面積并決定其尺寸由于題目未給出fak，故應(yīng)用公式（2-9）并預(yù)估基礎(chǔ)寬度為1.5m，有由于是條形基礎(chǔ)，故由公式（2-18）得到：取b=1.85m，再代入（2-9）式計算，得再代入（2-18），得：故取基礎(chǔ)寬度b=1.85m可行。在上述計算中，注意d的取值。4）因為是建筑基礎(chǔ)，地基條件尚可，在不考慮水平荷載的條件下不必計算地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，（沉降是否計算要看其它條件）；5）檢算基礎(chǔ)的剛性角或臺階的寬高比按題目，基礎(chǔ)上的磚墻需不做大放腳，故基礎(chǔ)每邊挑出的寬度為：基底壓力為：根據(jù)上述條件，由表2-1查得基礎(chǔ)的容許寬高比1：，所以基礎(chǔ)的厚度應(yīng)大于0.68m，現(xiàn)取基礎(chǔ)高度為h0=0.7m，基礎(chǔ)臺階的寬高比滿足要求。6）決定基礎(chǔ)的細部尺寸并繪制結(jié)構(gòu)圖教材習(xí)題2-10有一柱下獨立基礎(chǔ)，柱的截面尺寸為，荷載效應(yīng)的標準組合下，傳至標高（室內(nèi)地面）的豎向荷載，，水平力（與同方向），室外地面標高為-0.15m，試設(shè)計該基礎(chǔ)。補充條件如下：取基礎(chǔ)底面標高為-1.5m，底面尺寸為2.5m×3.5m，基礎(chǔ)的長邊和柱的長邊平行且與彎矩的作用方向一致，材料用C20混凝土和I級鋼筋，墊層用C10混凝土，厚度100mm。要求：1）設(shè)計成鋼筋混凝土擴展基礎(chǔ)；2）確定基礎(chǔ)的高度和配筋（可以用簡化公式）；3）確定基礎(chǔ)各部分尺寸并繪制剖面草圖。提示：將荷載的標準組合改為荷載的基本組合。解：根據(jù)已知條件按前述步驟進行設(shè)計。1）基礎(chǔ)材料選擇C20混凝土和I級鋼筋，立面形式初步定為階梯形；2）只進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，基礎(chǔ)底面尺寸已知，所以第2）、3）、4）步不必計算；5）檢算基礎(chǔ)的抗沖切、抗剪和抗彎曲承載力并配置鋼筋：a.抗沖切計算基礎(chǔ)下設(shè)置墊層，現(xiàn)假定基礎(chǔ)高度為800mm，預(yù)估鋼筋直徑為20mm，則基礎(chǔ)有效高度為：從規(guī)范查得C20混凝土：ft=，I級鋼筋：fy=210MPa。算得基底凈反力為：由于l>at+2h0，于是兩者比較，知滿足公式（2-29）的要求且富余不多，故所選基礎(chǔ)的總高度合適。臺階處的驗算從略。b.抗彎計算和配筋對于階梯形基礎(chǔ)，控制截面在柱邊和階梯邊緣處，對柱邊沿長邊方向的彎矩沿短邊方向的彎矩沿長邊方向配筋沿短邊方向配筋沿長邊方向選用15φ20@170mm，AsI=4713mm2；沿短邊方向選用20φ14@180mm，AsI=3078mm2。臺階處的驗算從略。注意鋼筋的數(shù)量和間距應(yīng)與基礎(chǔ)的平面尺寸匹配。6）決定基礎(chǔ)的細部尺寸并繪制結(jié)構(gòu)圖基礎(chǔ)的高度為800mm，為節(jié)約材料，將其設(shè)計為階梯形，取每級的厚度為400mm，由此繪出基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)草圖如下（未繪出墊層）：第3章習(xí)題解答解：由題給條件，算得因為：λl1=λl2=?13=>π，所以是無限長梁。c點處：x=6m，由公式（3-9）：根據(jù)疊加法由公式（3-8c）和（3-10c）求得梁在c點處的彎矩：由對稱性，得梁在a點處的彎矩為習(xí)題3-2：推導(dǎo)公式（3-33）和（3-34）。解：由于是邊柱節(jié)點，故x方向的梁可認為是無限長梁，而y方向的梁可認為是半無限長梁。將公式（3-8a）和（3-11a）代入公式（3-29）Wix=Wiy得到：（1）因為：又由公式（3-9），有代入（1），得（2）化簡后將（3-28）式代入，得到這就是（3-33）式，將其代入（3-28）式，得這就是（3-34）式，于是得證。習(xí)題3-3：（教材習(xí)題3-13）解：因為是中柱，故兩個方向均可視為無限長梁，由（3-30）算得特征長度為：由（3-31），有由（3-28）算得第4章樁基礎(chǔ)4-11某工程樁基采用預(yù)制混凝土樁，樁截面尺寸為350mm?350mm，樁長10m，各土層分布情況如圖所示，試確定該基樁的豎向承載力標準值和基樁的豎向承載力設(shè)計值R（不考慮承臺效應(yīng)）。習(xí)題4-11圖解：根據(jù)已知條件計算相關(guān)參數(shù)，并由表4-6