地基与基础工程作业二

1、地基与基础工程课程作业二姓名：蔡卫学号：02110583班级：地下11-3中国矿业大学力学与建筑工程学院二。一四年六月习题1.在人口为30万的城镇建造单层工业厂房，厂房柱子断面为 0.6mx 0.6m。按荷载标准组合作用在柱基础上的荷载 （至设计地面），为竖向力F=1000kN 水平力H=60kN,力矩M=180kNm,基础梁端集中荷载P=80kZ地基为均匀粉质粘土，土的性质和地下水位见下图。地区的标准冻结深度为Z0=1.6m,厂房采暖。试设计柱下扩展基础。Y = I JkN/jn-1 y Mt=20kN/mi3Ith=30%电=1踹w=26%n 45rrGs=2.70帆=20°Ck

2、=12kPa/甲粉质粘土地下水6荷载偏心距e =388.81350 108二 0.27a 3.2=0.53m基底净反力RmaxAW9.65.12F P、M 1350108388.8A一 W =9.6一 5.12v MF P1350108388.8二 75.9 kPa基础冲减验算Aaiegjc面积上地基反力Fl计算Pe min二 227.8 kPa(3)1)Aiegjcaach0 b 'bbc2-h0h0 = 600 - 70 = 530mm = 0.53 mAiegjc3.20.6 0.53 I - 3 -30.6-222-0.53= 1.86m2按Aaiegjc面积上作用着Pe ma

3、x计，则F = Lax' Aiegjc = 227.8 父 1.86=423.7kN2)验算冲切破坏面的抗剪承载力按式V = 0.7 肃 bch0 h0因为 h0 =- 530mm ； 800mm故：h=1.0。基础用C20混凝土，其轴心抗拉强度设计值ft = 1.1kN / mmi=1100kN / mrm,故0.53 = 461kNV ： = 0.71.011000.60.53满足FV要求，基础不会发生冲切破坏。(4)柱边基础弯矩计算柱边与远侧基础边缘的距离1八a = ac-a - ac= 0.60.53.2-0.6 = 1.9 m柱边处的地基净反力 已由下式计算Pe Jmax -

4、 Pemin a,已02227.8- 75.91.975.93.23.2二 166.1kPa12八1八八 -一3.2 0.648M = 48 a - ac ) RmaxPe； 2bbe旦 max - 旦. b2166.13227.8166.12 30.6227.8-392.2 kN m-11 八一 , r已=5 Rmax 已min = 2227.875.9= 151.85kPaP2M二二万b -be2aac151.852423 - 0.62 3.20.6 = 255.1 kN m根据MF口 ,计算纵向和横向受力钢筋面积，然后布置钢筋。(5)配筋计算采用HRB335®筋，fy = 30

5、0N / mnn,按内力臂系数 八=0.9计算,、/几州上十八 M-392.21062沿着长边方向： A.= =2741mms 0.9f h00.9 300 530选配14小16200 ,实际钢筋面积2815mm2沿着短边方向:1783mmA _Mlj_255.1106AL 0.9fyh0 09300 530选配12小14240,实际钢筋面积1847mm2习题2.粉质粘土地基上的柱下条形基础，各柱传递到基础上的轴力设计值如下图所示，基础梁底宽 b=2.5m,高h=1.2m地基承载力设计值f=120kPa试用倒梁法求基底反力分布和基础梁内力。GQCCGC-jC(1) 假定基底反力均匀分布，沿基础

6、纵向的地基净反力为三 F800*2 1800*218 2二 260kN /m(2) 梁的截面刚度混凝土的弹性模量Ec = 2.55*10 7kN / m2 c 1C 11212梁的截面惯性矩 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) 倒梁法把基础梁当成以柱端为不动支座的三跨连续梁，当底面作用以均匀反力p=260kN/m时，各支座反力为Rd =Ra =910kNRb =Rc =1690kN1 ,把支座不平衡力均匀分布在支座相邻两跨的各3

7、跨度范围内对A D支座有qA=4qD Ra-110kN对R C支座有qB=4qc =l（l0以 3Rbl l"）1631106 6 r 3 3=36.67kN / m= 27.5kN /m(5) 把均匀不平衡q作用于连续梁上,如下图,36. 6736. 67IlliA A Jl I27.5I)27.5-96.79kN求支座反力得RA'=zRD'=-96.8kN , %'='(6)求得第一次调整后的支座反力为 Ra =% =91096.8=813.2kN RB '= RC' =1690 十96.79 =1786.79kN对于A、D支座，差

8、值对于B、C支座，差值813.2 -8001.65% :二 20%8001800 -1786.7918000.73% :二 20%所以满足精度要求用叠加后的地基反力与柱荷载作为梁上荷载，求梁截面弯矩分布图如下:习题3.柱下独立桩基础的承台埋深 2.5m,底面积4mM4m，混凝土为C30。柱断面尺寸为OmxLOm。采用4根水下钻孔灌注桩，直径d=800mm ,布置如图4-51所示。相应于荷载效应标准组合为FK=6067kN , MK=407.4kNgm ,(永久荷载效应控制)。(1)计算单桩竖向承载力特征值Ra ； (2)验算桩基中的单桩承载力;(3)计算承台地最大弯矩;(4)进行桩的冲切验算;

9、(5)进行角桩冲切验算;人人城人°检侦拈k 2q. 24kPa 二o¥al9kN/m地下水.3.5密实细时1% 35kPa 中密皈仃q HOkPaqu4 wookPa深厚粉侦粘UZE, 25MPa(1)计算单桩竖向承载力特征值Ra 一 qpa Ap upqsia hlqpa -桩端阻力特征值qsia -桩侧阻力特征值Ap -桩截面面积 pUp -桩身周长h -桩身穿越每一层土的高度qpa =1000kPa222Ap = d2 = 0.82 =0.5024m2p 44% = -2=3.14 0.8=2.512m pRa =1000 0.5024 2.512 24 10 35

10、4 60 2 =1758.4kN(2)验算单桩承载力Gk=%Ad=20 4 4 2.5=800kN. Fk Gk 6067 800f =1716.75kN : R a = 1758.4kNn4故采用4根桩满足承载力要求。单桩偏心荷载下最大竖向力为：Fk G M yK420 1.2Qkmax =-2 =1716.75了=1804.25kN 二 1.2Ran ' x4 1.2(3)在承台结构计算中,取相应荷载效应基本组合的设计值。S -1.35SkF =1.35Fk =8190.45kNM =1.35Mk =550kN m对于承台，承台厚1.2米，保护层厚度取为50mm,则有效高度hb =

11、1200-50= 1150mm22抗拉强度 ft =1.43N /mm，钢筋选用 HRB335级，fy =300N/mm各桩平均竖向反力为N 1.35 旦 W.35 1516.75=2047.6kN n最大竖向反力为Nmax =1.35 1516.75 87.5 =2165.7kN最大弯矩为My = ' NiX =2NmaxX =2 2165.7 0.7 =3032kN m1.2 一 一 (4)由图可知，其扩散角1a = arctan=76。45因此需进行抗冲切验算0.3冲切计算可按下式进行：Fl -2 ':ox bc aoy - ly ac a°x“ft%、，a”式

12、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满足条件。其中：Fi 一不计承台及其以上填土自重，作用在冲切破坏锥体上的冲切力设计值，冲切破坏锥体应采用自柱边或承台变阶至相应桩顶内边

13、缘连线构成的锥 体，锥体与承台地面的夹角45° ;h0 一冲切破坏锥体的有效高度，一般为承台受冲切承载力截面的厚度减去保护层厚度;°hp 受冲切承载力截面图度影响系数Box, B°y 冲切系数；,ox，oy 一冲跨比，K°x, = ax, %y = 3 ； h0h0a°x,a0y 一柱边或变阶处至相应桩边的水平距离。当a°x（a0y）0.2忖时，取a°x（%y ）=0.2儿,；当 a0x（a0y ）0.2h 时，取 a0x（a0y）= h°,F 一柱根部轴力设计值(5)冲切力Ni必须不大于抗冲切力，则需满足:N1 /除黑匕 +ay+Py .% +axPhpftho<2) I 2 力由图可知 G =C2 =1.2m , aiya1x = 0.3m三=0.26ho0.56F 1y=p =0.97=1.22iy 0.2则抗冲切力为-ixaiyc2万Cia1x -l = 4042kNNl = Nmax =2165.7kN i maxNl小于抗冲切力，满足要求a(1)荷载组合根据2-45题的结果取基底面积 ax b=320