基礎工程課后習題答案

-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QUOTE錯誤!未找到引用源。；（2）粘土隔離層，厚2.0m，重度QUOTE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QUOTE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QUOTE錯誤!未找到引用源。，施工時除將中砂層內(nèi)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：20×1＋19×2=58kPa承壓含水層頂部凈水壓力：10×（2+2+2）=60kPa因為58<60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：20×0.5＋19×2=48kPa≥承壓含水層頂部凈水壓力=10×QUOTE錯誤!未找到引用源。得：QUOTE錯誤!未找到引用源。≤4.8m；故，還應將承壓水位降低6-4.8=1.2m。2-2某條形基礎底寬b=1.8m，埋深d=1.2m，地基土為粘土，內(nèi)摩擦角標準值QUOTE錯誤!未找到引用源。=20°，粘聚力標準值QUOTE錯誤!未找到引用源。=12kPa，地下水位與基底平齊，土的有效重度QUOTE錯誤!未找到引用源。，基底以上土的重度QUOTE錯誤!未找到引用源。。試確定地基承載力特征值?！窘狻扛鶕?jù)題給條件可以采用規(guī)范推薦理論公式來確定地基的承載力特征值。由QUOTE錯誤!未找到引用源。=20°查表2-3，得QUOTE錯誤!未找到引用源。因基底與地下水位平齊，故QUOTE錯誤!未找到引用源。取有效重度QUOTE錯誤!未找到引用源。,故：地基承載力特征值2-3某基礎寬度為2m，埋深為1m。地基土為中砂，其重度為18kN/m3，標準貫入試驗錘擊數(shù)N=21，試確定地基承載力特征值。【解】由題目知，地基持力層為中砂，根據(jù)標貫錘擊數(shù)N=21查表2-5，得：因為埋深大于d=1m>0.5m，故還需對進行修正。查表2-5，得承載力修正系數(shù)，，代入公式（2-14）得修正后的地基承載力特征值為：2-4某承重墻厚240mm，作用于地面標高處的荷載，擬采用磚基礎，埋深為1.2m。地基土為粉質(zhì)粘土，，，。試確定磚基礎的底面寬度，并按二皮一收砌法畫出基礎剖面示意圖?！窘狻恳驗榛A埋深d=1.2m>0.5m故需先進行地基承載力深度修正，持力層為粉質(zhì)粘土，查表2-5得，得修正后的地基承載力為：此基礎為墻下條形基礎，代入式2-20得條形基礎寬度：m為符合磚的模數(shù)取b=1.2m，磚基礎所需的臺階數(shù)為：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，基礎埋深為1m，地基土為中砂，，。試確定該基礎的底面邊長?！窘狻恳驗榛A埋深d=1.0m>0.5m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，得修正后的地基承載力為：根據(jù)基礎盡量淺埋的原則，并盡量避開潛水層，可取埋深=1.0m。查表2-5，得細砂的=3.0，地基承載力特征值為：(3)確定基礎底面尺寸m取m。(4)計算基底凈反力設計值(5)確定基礎高度采用C20混凝土，，鋼筋用HPB235級，。取基礎高度mm，mm。因m<b=1.7m，故按式（2-57）作沖切驗算如下：（可以）(6)確定底板配筋。本基礎為方形基礎，故可取配鋼筋雙向，。2-8同上題，但基礎底面形心處還作用有彎矩。取基底長寬比為1.5，試確定基礎底面尺寸并設計基礎截面及配筋。【解】可取基礎埋深為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：取邊長比n=1.5得基礎寬度：m，取m。m驗算偏心距：（可以）（可以）(2)計算基底凈反力設計值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，，鋼筋用HPB235級，。取基礎高度mm，mm。因，故按式（2-57）作沖切驗算如下（以取代式中的）：（可以）(4)確定底板配筋對柱邊Ⅰ-Ⅰ截面，按式（2-65）計算彎矩：配鋼筋，，平行于基底長邊布置。按構造要求配筋，，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(nèi)力?！窘狻浚?）用彎矩分配法計算肋梁彎矩沿基礎縱向的地基凈反力為:邊跨固端彎矩為:中跨固端彎矩為:1截面(左邊)伸出端彎矩:節(jié)點1234分配系數(shù)01.00.50.50.50.51.00固端彎矩188.2-635.3635.3-1129.51129.5-635.3660.3-188.2分配結果（kN·m）188.2-238.21011-101110111011238.2-188.2（2）肋梁剪力計算1截面左邊的剪力為:計算1截面的支座反力1截面右邊的剪力:取23段作為脫離體:按跨中剪力為;零的條件來求跨中最大負彎矩:23段對稱,最大負彎矩在中間截面:由以上的計算結果可作出條形基礎的彎矩圖和剪力圖683.2344344188.2188.2238.2238.2彎矩圖M(kN·m)101110111018.81162.5376.5675.4剪力圖V(kN)376.5675.41162.51018.8補充題：設一箱形基礎置于粘性土（）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，上部結構梁、柱采用C30混凝土，框架柱0.5m×0.5m，框架梁0.25m×0.60m，求矩形基礎縱向跨中的整體彎矩?！窘狻浚?）箱型基礎內(nèi)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：（2）計算箱型基礎剛度箱型基礎橫截面慣性矩箱基剛度（3）上層結構折算剛度縱向連續(xù)鋼筋混凝土墻的截面慣性矩各層上下柱的截面慣性矩各層縱梁的截面慣性矩各層上下柱、縱梁的線剛度上部結構折算剛度（4）箱型基礎所承擔的整體彎矩（?。?-1（a）強柱弱梁弱柱強梁基礎受約束較小，趨于自由變形，整體變形。相當于疊合在一起，彎矩方向基礎受到梁的約束地基反力彎矩中部較大彎矩較均勻(b)框架剛度大基礎剛度大反力均勻反力不均勻彎矩均勻彎矩中部大（c）中柱下壓縮大邊柱壓縮大反力較均勻反力中間大兩邊小基礎彎矩中部大彎矩較均勻（d）高壓縮地基土反力不均勻低壓縮地基土反力均勻彎矩中部大彎矩均勻P115頁以倒梁法計算例題3-1中條形基礎內(nèi)力。解：例題3-1，基底平均凈反力沿基礎縱向地基凈反力線荷載固端彎矩計算邊跨固端彎矩為：中跨固端彎矩為：A截面（左邊）伸出彎矩為：兩端固定的梁，力偶作用下固端彎矩，，這里a=0,b=lA端力偶荷載產(chǎn)生的內(nèi)力是-50KN.m。A端固端彎矩是線荷載和力偶荷載產(chǎn)生彎矩的疊加，相互抵消。所以是585.3KN.mA固端彎矩的分配，左邊自由伸出，不傳遞分配彎矩，,右邊。B固端彎矩的分配，左邊，右邊即使作為點荷載，A點彎矩荷載也應分配到A右邊，因為右邊分配系數(shù)是1，左邊是0。任何超靜定結構上的荷載都會產(chǎn)生內(nèi)力，內(nèi)力在彎矩二次分配要參與工作！大多數(shù)同學對B端固端彎矩分配系數(shù)錯誤，注意長度不一樣，AB和BC跨度不一樣，一個4.5m,一個是6m.線剛度是不一樣的。有些是仿照例題3-3,邊支座作為鉸接，所以邊跨剛度是3iBA,但這和計算出的彎矩和傳遞系數(shù)1/2不符，是一種保守的簡化計算。A端的彎矩沒有疊加力偶產(chǎn)生的固端彎矩。用彎矩分配法計算梁彎矩見表1，（2）地基梁剪力和跨中彎矩計算（參考P97頁例題3-3過程）表1ABCD分配系數(shù)010.570.430.430.5710固端彎矩188.24-585.3635.3-1129.41129.4-635.3585.3-188.24傳遞與分配397.06-397.1198.5-198.5-168.5127-127-168.584.3-63.563.5-84.3-84.336.227.3-27.3-36.284.318.1-42.2-13.913.942.2-18.1M(KNm)188.24-170.14996.3-10521052-996.3170.14-188.24-18.118.1-9.059.053727.8-27.8-3718.5-13.913.9-18.5-18.57.95.98-5.98-7.918.5M(KNm)188.24-188.241032.2-1032.21032.2-1032.2188.24-188.24彎矩和剪力圖。單位：KN.m單位：KNP180第4章習題答案樁端支撐在中等風化的硬質(zhì)巖石上，為端承樁。忽略側阻影響，則樁所受軸力均勻，等于樁頂傳來豎向壓力值800KN.樁的沉降量即等于樁發(fā)生的彈性壓縮變形（單位都統(tǒng)一換算成N，mm）S=4-2此題練習使用單樁豎向承載力特征值的規(guī)范經(jīng)驗公式承臺埋深1.0m，樁端進入中密中砂為1.0m,則樁長為（3+6+1）—1=9m。單樁承載力特征值為595.7KN此題練習應用分配樁頂荷載計算公式（1）確定承臺埋深。根據(jù)題意，第一層土為雜填土，厚度1.0m，此土層強度低，變形大，埋深大于等于此土層厚度。埋深確定為1m,滿足規(guī)范最小埋深0.5m要求。（2）計算單樁豎向承載力特征值。初步確定樁進入粉質(zhì)粘土層1m,計算樁承載力。如不滿足則再增加樁長，直到滿足。如開始就取很長樁長，承載力很大，則會造成較大浪費。去掉承臺埋深1m，則樁長為6.5+1=7.5m（3）初步選定樁數(shù)，確定承臺尺寸，布樁。樁數(shù)，取6根。樁距按照常規(guī)經(jīng)驗，樁距一般3~4倍范圍內(nèi)。此題可以在這個范圍調(diào)整樁距，建議取整數(shù)，例如1.1m，1.2m等，這樣便于施工。如果只是按照書中例題步驟模仿做題，則取樁距1.05m承臺邊長m實際這是最低限要求，可以