基础工程第二版建筑工业出版社课后习题答案

1、基础工程（第二版）中国建筑工业出版社课后习题答案2-1某建筑物场地地表以下土层依次为：（1）中砂，厚2.0m,潜水面在地表以下1m处，饱和重度错误!未找到引用源。；（2）粘土隔离层，厚2.0m,重度错误!未找到引用源。；（3）粗砂，含承压水，承压水位高出地表2.0m（取错误！未找到引用源。）。问地基开挖深达1m时,坑底有无隆起的危险？若基础埋深错误！未找到引用源。，施工时除将中砂层内地下水位降到坑底外，还须设法将粗砂层中的承压水位降几米才行？【解】（1）地基开挖深1m时持力层为中砂层承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20X1+19X2=58kPa承压含水层顶部净水压力：10X（2+2+2）=6

2、0kPa因为5860故坑底有隆起的危险！（2）基础埋深为1.5m时承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20X0.5+19X2=48kPaR承压含水层顶部净水压力=10X错误！未找到引用源。得：错误!未找到引用源。0,5m,故还需对fk进行修正。查表2-5,得承载力修正系数b3.0,d4.4,代入公式(2-14)得修正后的地基承载力特征值为：fkfakb(b3)dm(d0.5)2863.018(33)4,418(10.5)325.6kPa2-4某承重墙厚240mm,作用于地面标高处的荷载Fk180kN/m,拟采用砖基础，埋深为1.2m。地基土为粉质粘土，18kN/m3,ec0.9,fak170kP

3、a。试确定科基础的底面宽度，并按二皮一收砌法画出基础剖面示意图。因为基础埋深d=1.2m0,5m故需先进行地基承载力深度修正，持力层为粉质粘土，查表2-5得d1.0,得修正后的地基承载力为:182.6kPa2fafakdm(d0.5)1701.0181.20.5FkbkfaGd此基础为墙下条形基础，代入式2-20得条形基础宽度:180d仆1.13m182.6201.2为符合科的模数取b=1.2m,科基础所需的台阶数为:1200240260所以按二皮一收砌法的基础截面如图所示:2-5某柱基承受的轴心荷载Fk1.05MN,基础埋深为1m,地基土为中砂，18kN，m3,fak280kPa。试确定该基

4、础的底面边长。【解】因为基础埋深d=1.0m0.5m故需先进行地基承载力深度修正，持力层为中砂，查表2-5得d4.4,得修正后的地基承载力为：fafakdm（d0.5）2804.41810.5319.6kPa柱下独立基础代入公式2-19,基础底面边长：1050-319.62011.87m取基底边长为1.9m。2-6某承重砖墙厚240mm，传至条形基础顶面处的轴心荷载Fk150kN/m。该处土层自地表起依次分布如下：第一层为粉质粘土，厚度2.2m,17kMm3,e00.91,fak130kPa,0aEm8.1MPa；第二层为淤泥质土，厚度1.6m,fak65kPa,Es22.6MPa;第三层为中

5、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。（1）试确定基础的底面宽度（须进行软弱下卧层验算）；（2）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1.35倍）。【解】（1）确定地基持力层及基础埋深考虑到第二层不宜作为持力层并结合“宽基浅埋”的设计原则，确定第一层粉质粘土作为持力层，其下第二层为软弱下卧层，故可按最小埋深条件确定基础埋深d=0.5m。（2）初步确定基础底面尺寸因为d=0.5m故不需要进行地基承载力特征值埋深修正，即：fafak=130kPa。醇下条形基础代入公式2-20得基础宽度FkfaGd150130200.51

6、.25m取b=1.3m3m,故无需再进行宽度修正。(3)软弱下卧层承载力验算cz172.237.4kPa由EjEs28.1/2.63.1,Z2.20.51.7m0.5b,查表2-7得23。Fk150PkGd200.5125.4kPab1.3bPkcdb2ztan下卧层顶面处的附加应力为：55.4kPa1.3125.4170.51.321.7tan23fazfakdm(dz0.5)651.0172.20.593.9kPaCZ55.437.492.8kPafaz93.9kPa(可以)(4)基础设计依题意采用钢筋混凝土条形基础。采用C20混凝土，ft1.10N/mm2,钢筋用HPB235级，fy21

7、0N/mm2。基础埋深为0.5m荷载设计值F1.35Fk1.35150202.5kN基底净反力pjF2025155.8kPab1.3基础边缘至砖墙计算截面的距离,1b11.30.240.53m2基础有效高度,Pjbi155.80.53h00.107m107mm0.7ft0.71100取基础高度h250mm,h0250405205mm(107mm)。12155.80.53221.9kNm2M0.9fyh021.91060.92102052565mm配钢筋12200,As565mm2,垫层用C10混凝土。2-7一钢筋混凝土内柱截面尺寸为300mmx300mm,作用在基础顶面的轴心荷载Fk400kN

8、o自地表起的土层情况为：素填土，松散，厚度1.0m,16.4kN/m3;细砂,厚度2.6m,18kN/m3,sat20kN/m3,标准贯入试验锤击数N=10;粘土，硬塑，厚度较大。地下水位在地表下1.6m处。试确定扩展基础的底面尺寸并设计基础截面及配筋。【解】(1)确定地基持力层根据承载力条件，及最小埋深的限制，综合“宽基浅埋”的设计原则，选择细沙层作为持力层(素填土层厚度太小，且承载力低；硬塑粘土层埋深太大不宜作持力层)(2)确定基础埋深及地基承载力特征值根据基础尽量浅埋的原则，并尽量避开潜水层，可取埋深d=1.0m。查表2-5,得细砂的d=3.0,地基承载力特征值为：fafakdm(d0.

9、5)1403.016.41.00,5164.6kPa(3)确定基础底面尺寸Fkblk.faGd4001164.6201.01.66mBbl1.7m。(4)计算基底净反力设计值PjF1.35400b21.71.7186.9kPa(5)确定基础高度采用C20混凝土，ft1.10N/mm2,钢筋用HPB235级，fy210N/mm2。取基础高0.320,3551.01mb=1.7m,度h400mm,ho40045355mm。因bc2h0故按式(2-57)作冲切验算如下：2lac.bbc.Pjh0bh022221.70.3186.90,3551.72287.4kN1.70.3220.3550.3550

10、.3550.7hpftbch0h00.71.011000.3179.0kN87.4kN(可以)(6)确定底板配筋。本基础为方形基础，故可取124pj11186.91.70.32456.5kNAs0.9fyho配钢筋1110双向，Asm。取基底长宽比为1.5,试确2-8同上题，但基础底面形心处还作用有弯矩Mk110kN定基础底面尺寸并设计基础截面及配筋。fa164.6kPa。【解】可取基础埋深为1.0m,由上题知地基承载力特征值(1)确定基础底面尺寸考虑到荷载偏心作用,可将轴心荷载下所得到的基底面积之增大30%得初选基底面积:A1.3FfaGd1.3400164.62023.6m21.0取边长比

11、n=1.5得基础宽度:3.61.55m,1.5hAb1.6m。lnb1.51.62.4m，外FkGk400201.62.4476.8kN验算偏心距:MkeFkGk1100.231m476.8l0.4m6(可以)FkGkd6ePkmax1Al476.8/60.2311-1.62.42.4195.9kPa1.2fa1.2164.6197.5kPa（可以）（2）计算基底净反力设计值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平行于基础短边的柱边I-I截面的净反力:（3）确定基础高度采用C20混凝土，ft1.10N/mm2,钢筋用HPB235级，fy210N/mm2。取基础高500mm,h050045455mm。2h00.30.4551.21mb1.6m,故按式（2-57）作冲切验算如下（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）确定底板配筋对柱边I-I截面，按式（2-65）计算弯矩:1Mpjmax48Pj2bbcpjmaxpjblac2c1一237.348137.8kNm152.721.60.3237.32152.71.62.40.3AsiMi137.8106配钢筋0.9fyh00.9210455一一21602mm1512,2As1695mm21602mm,平行于基底长边布置。124Pjbbc2lacAS0.9fyh00.950.51062100.4552587mm140.61.60.3222.40.350.5kNm24按构造要求配筋1310,22As1021mm5

14、87mm,平行于基底短边布置。如图所示3-4以倒梁法计算例题3-1中的条形基础内力。(1)用弯矩分配法计算肋梁弯矩沿基础纵向的地基净反力为bpj6.410317376.5KN/m边跨固端弯矩为：M2112bpjY12376.52一一4.5635.3KNm中跨固端弯矩为：M2311,2/jl212376.561129.5KNml1,2M1-bpjl01截面(左边)伸出端弯矩：_2376.51188.2KNm节点1234分配系数01.00.50.50.50.51.00固端弯矩188.2-635.3635.3-1129.51129.5-635.3660.3-188.28分配结果(kNm)188.2-

15、238.21011-101110111011238.2-188.2(2)肋梁剪力计算1截面左边白剪力为：bpjl0376.51.0376.5KN计算1截面的支座反力11R1bpjI0I12I1112M1376.55.51011501051.9KN4.521截面右边的剪力：Vr1bPj10Ri376.51051.9675.4KNR2bpjI011R1376.55.51051.91018.8kN取23段作为脱离体：R2Vl212R2R22bpi1R21018.81162.51018.8KN1376.522181.3KN62101110111162.5KNVr2按跨中剪力为;零的条件来求跨中最大负弯

16、矩bPjR1376.5x1043.81162.5KNx1043.8/376.52.8m所以M1max1.22bPjxR11.81376.5222.8210111.8344.0KNm23段对称，最大负弯矩在中间截面1,2M2max二bpjl2M2812-376.5621011683.2KNm8由以上的计算结果可作出条形基础的弯矩图和剪力图238.2238.2弯矩图M(kN-m)10111011剪力图V(kN)补充题：设一箱形基础置于粘性土(fk300kPa)地基上，其横剖面上部结构及上部结构荷重如图，上部结构总重为48480KN,箱形基础自重为18000KN,箱形基础及设备层采用C20混凝土，上

17、部结构梁、柱采用C30混凝土，框架柱0.5mx0.5m,框架梁0.25mx0.60m,求矩形基础纵向跨中的整体弯矩。【解】(1)箱型基础内力计算，按纵向整体弯曲计算，由静力平衡条件计算跨中最大弯矩为：Mmax1281.46621972.61615900.5969885.35633030246060186060126060622690kN/m(2)计算箱型基础刚度EFIF箱型基础横截面惯性矩If12.53.553(12.50.8)2.77326.3260m412箱基刚度EFIF26.3260EF(3)上层结构折算刚度EBIB1纵向连续钢筋混凝土墙的截面惯性矩I20.32.230.5324m4121各层上下枉的截面惯性矩IuiIli3一0.50.530.0156m4121各层纵梁的截面惯性矩h3