基础工程 中国建筑工业出版社 课后习题.pdf

浅基础习题及参考答案浅基础习题及参考答案 2 2 4 4 某承重墙厚某承重墙厚 240mm240mm 作用于地面标高处的荷载 作用于地面标高处的荷载F Fk 180kN m k 180kN m 拟采用砖基础 埋深为拟采用砖基础 埋深为 1 21 2 m m 地基土为粉质粘土 地基土为粉质粘土 g g 18kN m318kN m3 e e0 0 90 0 9 f fak 170kPaak 170kPa 试确定砖基础的底面宽度 并 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 按二皮一收砌法画出基础剖面示意图 解 查表 2 5 得 d 1 0 代入式 2 14 得 fa fak d m d 0 5 170 1 0 18 1 2 0 5 182 6kPa 按式 2 20 计算基础底面宽度 为符合砖的模数 取b 1 2m 砖基础所需的台阶数为 2 2 5 5 某柱基承受的轴心荷载某柱基承受的轴心荷载F Fk 1 05MNk 1 05MN 基础埋深为 基础埋深为 1m1m 地基土为中砂 地基土为中砂 18 18 kN m3kN m3 f fak 280kPaak 280kPa 试确定该基础的底面边长 试确定该基础的底面边长 解 查表 2 5 得 d 4 4 fa fak d m d 0 5 280 4 4 18 1 0 5 319 6kPa 取b 1 9m 2 2 6 6 某承重砖墙厚某承重砖墙厚 240mm240mm 传至条形基础顶面处的轴心荷载 传至条形基础顶面处的轴心荷载F Fk k 150kN m150kN m 该处 该处 土层土层自地表起依次分布如下 第一层为粉质粘土 厚度自地表起依次分布如下 第一层为粉质粘土 厚度 2 2m2 2m 17kN m317kN m3 e e 0 91 0 91 f fak 130kPaak 130kPa E Es1 8 1MPas1 8 1MPa 第二层为淤泥质土 厚度 第二层为淤泥质土 厚度 1 6m1 6m f fak 65kPa ak 65kPa E Es2 2 6MPas2 2 6MPa 第三层为中密中砂 地下水位在淤泥质土顶面处 建筑物对基础 第三层为中密中砂 地下水位在淤泥质土顶面处 建筑物对基础 埋深没有特殊要求 且不必考虑土的冻胀问题 埋深没有特殊要求 且不必考虑土的冻胀问题 1 1 试确定基础的底面宽度 须 试确定基础的底面宽度 须 进行软弱下卧层验算 进行软弱下卧层验算 2 2 设计基础截面并配筋 可近似取荷载效应基本组 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合的设计值为标准组合值的 1 351 35 倍 倍 解 1 确定地基持力层和基础埋置深度 第二层淤泥质土强度低 压缩性大 不宜作持力层 第三层中密中砂强度高 但 埋深过大 暂不考虑 由于荷载不大 第一层粉质粘土的承载力可以满足用做持 力层的要求 但由于本层厚度不大 其下又是软弱下卧层 故宜采用 宽基浅埋 方案 即基础尽量浅埋 现按最小埋深规定取d 0 5m 2 按持力层承载力确定基底宽度 因为d 0 5m 所以fa fak 130kPa 取b 1 3m 3 软弱下卧层承载力验算 cz 17 2 2 37 4kPa 由Es1 Es2 8 1 2 6 3 1 z 2 2 0 5 1 7m 0 5b 查表 2 7 得 23 faz fak d m d z 0 5 65 1 0 17 2 2 0 5 93 9kPa z cz 55 4 37 4 92 8kPa107mm 配钢筋f12 200 As 565mm2 垫层用 C10 混凝土 2 2 7 7 一钢筋混凝土内柱截面尺寸为一钢筋混凝土内柱截面尺寸为 300mm 300mm300mm 300mm 作用在基础顶面的轴心荷载 作用在基础顶面的轴心荷载 F Fk k 400kN400kN 自地表起的土层情况为 素填土 松散 厚度 自地表起的土层情况为 素填土 松散 厚度 1 0m1 0m g g 16 4kN m16 4kN m 3 3 细砂 厚度 细砂 厚度 2 6m2 6m g g 18kN m318kN m3 g gsatsat 20kN m320kN m3 标准贯入试验锤击数 标准贯入试验锤击数N N 1 1 0 0 粘土 硬塑 厚度较大 地下水位在地表下 粘土 硬塑 厚度较大 地下水位在地表下 1 6m1 6m 处 试确定扩展基础的底处 试确定扩展基础的底 面尺寸并设计基础截面及配筋 面尺寸并设计基础截面及配筋 解 1 确定地基持力层 素填土层厚度不大 且承载力偏低 不宜作持力层 由细砂层的N 10 查表 2 4 得fak 140kPa 此值较大 故取细砂层作为地基持力层 第三层硬塑粘土层的 承载力亦较高 但该层埋深过大 不宜作持力层 2 确定基础埋深及地基承载力特征值 由于地下水位在地表下 1 6m 深处 为避免施工困难 基础埋深不宜超过 1 6m 根据浅埋的原则 现取埋深d 1 0m 查表 2 5 得细砂的 d 3 0 地基承载力 特征值为 fa fak d m d 0 5 140 3 0 16 4 1 0 5 164 6kPa 3 确定基础底面尺寸取b l 1 7m 4 计算基底净反力设计值 5 确定基础高度 采用 C20 混凝土 ft 1 10N mm2 钢筋用 HPB235 级 fy 210N mm2 取基础高度 h 400mm h0 400 45 355mm 因bc 2h0 0 3 2 0 355 1 01m87 4kN 可以 6 确定底板配筋 本基础为方形基础 故可取 M M 1 24 pj l ac 2 2b bc 配钢筋 11f10 双向 As 863 5mm2 842mm2 2 2 8 8 同上题 但基础底面形心处还作用有同上题 但基础底面形心处还作用有弯矩弯矩M Mk k 110kN m110kN m 取基底长宽比为 取基底长宽比为 1 51 5 试确定基础底面尺寸并设计 试确定基础底面尺寸并设计 基础截面及配筋 基础截面及配筋 解 取基础埋深为 1 0m 由上题知地基承载力特征值fa 164 6kPa 1 确定基础底面尺寸 初取基底尺寸 l nb 1 5 1 6 2 4m Fk Gk 400 20 1 6 2 4 1 476 8kN 2 计算基底净反力设计值 平行于基础短边的柱边 截面的净反力 3 确定基础高度 采用 C20 混凝土 ft 1 10N mm2 钢筋用 HPB235 级 fy 210N mm2 取基础高度h 500mm h0 500 45 455mm 因bc 2h0 0 3 2 0 455 1 21m216 9kN 可以 4 确定底板配筋 对柱边 截面 按式 2 65 计算弯矩 配钢筋 15f12 As 1695mm2 1602mm2 平行于基底长边布置 按构造要求配筋 13f10 As 1021mm2 587mm2 平行于基底短边布置 长钢筋放下层 短钢筋放上层 习题习题 3 3 2 2 某过江隧道底面宽度为某过江隧道底面宽度为 33m33m 隧道 隧道A A B B段下的土层分布依次为 段下的土层分布依次为 A A段 粉质粘土 软塑 厚度段 粉质粘土 软塑 厚度 2m2m E Es s 4 2MPa4 2MPa 其下为基岩 其下为基岩 B B段 粘土 段 粘土 硬塑 厚度硬塑 厚度 12m12m E Es s 18 4MPa 18 4MPa 其下为基岩 试分别计算 其下为基岩 试分别计算A A B B段的地基基床段的地基基床 系数 并比较计算结果 系数 并比较计算结果 解 本题属薄压缩层地基 可按式 10 52 计算 A段 B段 比较上述计算结果可知 并非土越硬 其基床系数就越大 基床系数不仅与土的 软硬有关 更与地基可压缩土层的厚度有关 习题习题 3 3 3 3 如图如图中承受集中荷载的钢筋混凝土中承受集中荷载的钢筋混凝土条形基础的抗弯刚度条形基础的抗弯刚度EIEI 2 2 1010 6 6k k N N m m 2 2 梁长 梁长l l 10m10m 底面宽度 底面宽度b b 2m2m 基床系数 基床系数k k 4199kN m4199kN m 3 3 试计算基础中 试计算基础中 点点C C的挠度 弯矩和基底净反力 的挠度 弯矩和基底净反力 解 解 查相关函数表 得Ax 0 57120 Bx 0 31848 Cx 0 06574 Dx 0 25273 Al 0 1 2342 Cl 0 19853 Dl 0 03765 El 4 61834 Fl 1 52865 1 计算外荷载在无限长梁相应于A B两截面上所产生的弯矩和剪力Ma Va Mb Vb 由式 10 47 及式 10 50 得 2 计算梁端边界条件力 FA El FlDl Va El FlAl Ma Fl ElDl Vb Fl ElAl Mb 4 61834 1 52865 0 03756 121 2 0 18 4 61834 1 52865 0 12342 103 9 1 52865 4 61834 0 03756 131 5 0 18 1 52865 4 618 34 0 12342 78 7 282 7kN FB Fl ElDl Va Fl ElAl Ma El FlDl Vb El FlAl Mb 1 52865 4 61834 0 03756 121 2 0 18 1 52865 4 61834 0 12342 103 9 4 61834 1 52865 0 03756 131 5 0 18 4 61834 1 528 65 0 12342 78 7 379 8kN 396 7kN m 756 8kN m 3 计算基础中点C的挠度 弯矩和基底净反力 pC kwC 4199 0 0134 56 3kPa 习题习题 4 4 1 1 截面边长为截面边长为 400mm400mm 的钢筋混凝土实心方桩 打入的钢筋混凝土实心方桩 打入 10m10m 深的淤泥和淤泥深的淤泥和淤泥 质土后 支承在中风化的硬质岩石上 已知作用在桩顶的竖向压力为质土后 支承在中风化的硬质岩石上 已知作用在桩顶的竖向压力为 800kN800kN 桩 桩 身的弹性模量为身的弹性模量为 3 103 10 4 4N mm N mm 2 2 试估算该桩的沉降量 试估算该桩的沉降量 解 解 该桩属于端承桩 桩侧阻力可忽略不计 桩端为中风化的硬质岩石 其变形亦可忽略不计 因此 桩身压缩量即为该桩的沉降量 即 习题习题 4 4 2 2 某场区从天然地面起往下的土层分布是 粉质粘土 厚度某场区从天然地面起往下的土层分布是 粉质粘土 厚度l l1 1 3m 3m q qs1a s1a 24kPa 24kPa 粉土 厚度 粉土 厚度l l2 2 6m 6m q qs2a s2a 20kPa 20kPa 中密的中砂 中密的中砂 q qs3as3a 3 30kPa0kPa q qpapa 2600kPa 2600kPa 现采用截面边长为现采用截面边长为 350mm 350mm350mm 350mm 的预制桩 承台底面在天然地面以下的预制桩 承台底面在天然地面以下 1 0m1 0m 桩 桩 端进入中密中砂的深度为端进入中密中砂的深度为 1 0m1 0m 试确定单桩承载力特征值 试确定单桩承载力特征值 解 解 习题习题 4 4 3 3 某场地土层情况 自上而下 为 第一层杂填土 厚度某场地土层情况 自上而下 为 第一层杂填土 厚度 1 0m1 0m 第二 第二 层为淤泥 软塑状态 厚度层为淤泥 软塑状态 厚度 6 5m6 5m q qsasa 6kPa 6kPa 第三层为粉质粘土 厚度较大第三层为粉质粘土 厚度较大 q qsasa 40kPa40kPa q qpapa 1800kPa 1800kPa 现需设计一框架内柱 截面为 现需设计一框架内柱 截面为 300mm 450mm300mm 450mm 的预制桩基 的预制桩基 础 柱底在地面处的荷载为 竖向力础 柱底在地面处的荷载为 竖向力F Fk k 1850kN 1850kN 弯矩 弯矩M Mk k 135kN m 135kN m 水平力 水平力H Hk k 75kN75kN 初选预制桩截面为初选预制桩截面为 350mm 350mm350mm 350mm 试设计该桩基础 试设计该桩基础 解解 1 确定单桩竖向承载力特征值 设承台埋深 1 0m 桩端进入粉质粘土层 4 0m 则 结合当地经验 取Ra 500kN 2 初选桩的根数和承台尺寸 取桩距s 3bp 3 0 35 1 05m 承台边长 1 05 2 0 35 1 75m 桩的布置和承 台平面尺寸如图 11 12 所示 暂取承台厚度h 0 8m 桩顶嵌入承台 50mm 钢筋 网直接放在桩顶上 承台底设 C10 混凝土垫层 则承台有效高度h0 h 0 05 0 8 0 05 0 75m 采用 C20 混凝土 HRB335 级钢筋 3 桩顶竖向力计算及承载力验算 4 计算桩顶竖向力设计值 扣除承台和其上填土自重后的桩顶竖向力设计值为 5 承台受冲切承载力验算 1 柱边冲切 a0 x 525 225 175 125mm a0y 525 150 175 200mm 2 角桩冲切 c1 c2 0 525m a1x a0 x 0 125m a1y a0y 0 2m 1x 0 x 0 2 1y 0y 0 27 6 承台受剪切承载力计算 对柱短边边缘截面 x 0 x 0 2 0 3 取 x 0 3 对柱长边边缘截面 y 0y 0 267 0 3 取 y 0 3 7 承台受弯承载力计算 Mx Niyi 2 624 4 0 375 468 3kN m 选用 16 14 As 2460mm 2 平行于 y轴方向均匀布置 My Ni