土力学集中周任务答案

土力学集中周任务答案

已知柱下单独方形基础，基础底面尺寸为2.5×2.5m，埋深2m，作用于基础上的轴向荷载N=1250kN。根据地基勘察资料与基础剖面，使用分层总和法和《规范》法计算基础中点的最终沉降量。按分层总和法计算：1.计算地基土的自重应力σz自基底标高起算。当z=0m，σ=39（kPa）z=1m，σ=58.5（kPa）z=2m，σ=78.5（kPa）z=3m，σ=98.5（kPa）z=4m，σ=118.5（kPa）z=5m，σ=138.5（kPa）z=6m，σ=157（kPa）z=7m，σ=175.5（kPa）2.基底压力计算。基础底面以上，基础与填土的混合容重取γ=20kN/m3。3.基底附加压力计算。4.基础中点下地基中竖向附加应力计算。用角点法计算，L/B=1，σzi=4Ksi·p，查附加应力系数表得Ksi。5.确定沉降计算深度zn考虑第③层土压缩性比第②层土大，经计算后确定zn=7m。6.计算基础中点最终沉降量。利用勘察资料中的e-p曲线，求按分层总和法公式计算结果。按《建筑地基基础设计规范》计算，采用下式，计算结果详见下表。按规范确定受压层下限，zn=2.5(2.5-0.4ln2.5)=5.3m；由于下面土层仍软弱，在③层粘土底面以下取Δz厚度计算，根据要求，取Δz=0.6m，则zn=7.6m，计算得厚度Δz的沉降量为0.03cm，满足要求。最终沉降量为验系数ψs=1.17。某路堑挡土墙根据实验以及规范确定了以下参数：墙后填土的容重：γ=18.0KN/m3；填土的内摩擦角：φ=50；墙背与填土间的外摩擦角：δ=(1/2～2/3)φ=30°；墙后填土表面的倾斜角：β=46°；墙背倾斜角α=°；地基承载力特征值fa=100KPa；砌体[σ]=[τ]=100KPa，15KPa。设挡土墙断面尺寸：顶宽a=2.5m，底宽b=3.5m，高度为h=3m。根据试验算法，判断该挡土墙是否满足设计要求。文章中存在大量的格式错误和符号错误，需要进行修正和改写。修正后的文章如下：挡土墙设计计算根据工程要求，设计一道挡土墙，用于支撑路堑的土体。以下是设计计算的具体步骤。1.墙体自重计算挡土墙的墙体自重为G=(2.5+3.5)×3×18×0.5=162KN/m。2.土压力计算土压力的计算需要考虑土的重量和土的摩擦力。根据公式计算得到土压力为32.07KN/m。水平和垂直分力分别为Ex=27.77KN/m，Ey=16.04KN/m。3.抗滑稳定性验算为保证挡土墙的抗滑稳定性，需要计算基底摩阻力的大小。根据公式计算得到K=3.2>1.3，满足要求。4.抗倾覆稳定性验算挡土墙的抗倾覆稳定性需要计算抗倾覆稳定系数K。根据公式计算得到K=12.96>1.6，满足要求。5.基底应力及合力偏心距验算为保证挡土墙基底应力不超过地基承载力，需要进行基底应力验算。同时，为避免挡土墙不均匀沉降，需要控制作用在挡土墙基底的合力偏心距。根据公式计算得到合力偏心距e=0.11m，满足要求。最大压应力为63.8KPa，基底完全满足要求。6.墙身截面验算为保证挡土墙墙身有足够的强度，需要进行截面强度验算。根据经验选择1/2墙高处作为控制面，进行法向应力和剪应力验算。综上所述，该挡土墙设计计算满足要求。从土压力分布图可以看出，1/2截面以上的土压力为Ex1/2=19.48KN/m，Ey1/2=11.25KN/m。而1/2截面以上的墙身自重为G1/2=74.25KN/m。因此，e1/2=σMAX=B1/2-Z1/2=2/3-1.7=0.2≤0.3B1/2，考虑主要组合时，e1/2=0.9。根据公式ΣN(1+6e/B1/2)得到，ΣN=178.04(1+0.4)=83.08KPa，ΣN(1-0.4)=35.61KPa>σMin。因为干砌挡土墙不能承受拉应力，所以σ>0，满足要求；而最大压应力σMAX<σ，也满足要求。因此，此干砌挡土墙符合要求。在剪应力验算中，只需验算水平剪应力和斜剪应力两种。重力式挡土墙只需要验算水平剪应力，可得到τ1/2=TΣB1/2EΣ=x1/2B1/2=19.48/3=6.49KPa<τ，即容许剪应力。因此，此干砌挡土墙符合要求。在柱下独立基础的设计中，首先需要绘制基础平面布置图B轴柱基础大样图。根据工程地质条件，可以得到自上而下的土层依次为：①号土层为杂填土，层厚0.5m含部分建筑垃圾；②号土层为粉质粘土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值fak=130KPa；③号土层为黏土，层厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值fak=180KPa；④号土层为细砂，层厚2.7m，中密，承载力特征值fak=240Kpa；⑤号土层为强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值fak=300KPa。根据表格中提供的岩土设计参数，可以得到相应的数据。另外，根据水文地质条件，可以得知拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性，且地下水位深度位于地表下1.5m。最后，根据上述条件，可以进行柱下独立基础的设计，并绘制出基础平面布置图B轴柱基础大样图。本设计拟建多层全现浇框架结构建筑物，框架柱截面尺寸为500mmx500mm。室外地坪标高与自然地面相同，室内外高差为450mm。柱网布置图如图所示。建筑材料包括混凝土强度等级为C25-C30，钢筋采用HPB235、HPB335级。在基础设计中，首先选择了基础材料，包括C25混凝土和HPB235级钢筋，并预估了基础高度为0.8m。接着，根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料，选择了基础埋置深度。考虑到拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位于地表下1.5m。取基础底面高时最好取至持力层下0.5m，本设计取④号土层为持力层，因此考虑取室外地坪到基础底面为3.7m。由此得基础剖面示意图。接下来，需要求地基承载力特征值。根据细砂e=0.62，Il=0.78，查表得ηb=2.0，ηd=3.0。基底以上土的加权平均重度为13.68KN/m3。持力层承载力特征值fa（先不考虑对基础宽度修正值）为371.328KPa。初步选择基底尺寸时，取柱底荷载标准值为FK=1970KN，MK=242KN.m，VK=95KN。计算基础和回填土重GK时的基础埋置深度为3.925m。基础底面积为7.488m2。由于偏心不大，基础底面积按20增大，即A=1.2A=1.2x6.24=7.488m2。初步选定基础底面积A=lb=2.88x2.6=7.488m2，且b=2.6m≤3m不需要再对fa进行修正。本文介绍了对持力层地基承载力的验算和基底反力、基础截面抗冲切、变阶处抗冲剪的计算。通过计算，得到基础和回填土的重量为G=242L，单位体积重量为K=γG/d。计算偏心距为e=（2.2×10+1.675×20）×7.488=415.58KN。根据公式K=M/(F+G)，得到K=0.101<0.48，满足要求。计算基底最大压力为Pmax=(F+G)×6e/(1970+415.586×0.101)=385.62Kpa<1.2fa(=445.593KPa)，符合要求。计算柱底荷载效应基本组合设计值为F=2562KN，M=315KN.m，V=124KN。静偏心距为e=no=（M+V×0.8）/N=0.16m。基础边缘处的最大和最小净反力分别为nmaxp=F1±6eno=456.2Kpa和228.1Kpa。对于基础截面抗冲切验算，初步选定基础高度h=1000mm，分两个台阶，每阶段高度均为400mm。取a=2.4m，得到am=1450mm。因偏心受压，取pmax=456.2Kpa，计算抗冲切力为284.21KN。根据公式hp=0.7βfamtm，得到hp=1224.60KN>284.2KN，满足要求。对于变阶处抗冲剪验算，取a=1.5m，a1=1.9m，h01=450，得到ab=2.4m，am=1050mm。根据公式计算抗冲剪力为177.53KN，小于基础截面抗冲切力，满足要求。1.5+2.2=3.7，计算可得冲切力为42.88KN，抗冲切力为780.10KN，满足要求。配筋计算：1)基础长边方向。对于Ⅰ-Ⅰ截面，柱边净反力为321.05Kpa，悬臂部分净反力平均值为388.63Kpa，弯矩为522.82KN.m。计算得到配筋面积为2911.84mm2。对于Ⅲ-Ⅲ截面（变阶处），柱边净反力为359.55Kpa，弯矩为109.36KN.m，计算得到配筋面积为1285.83mm2。比较As3和As1，应取As1配筋，实际配筋为φ18@200，钢筋根数为14，配筋面积为3563mm2。2)基础短边方向。因为该基础受单向偏心荷载作用，所以，在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算，取Pn为342.15KPa。与长边方向的配筋计算方法相同，对于Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）和Ⅳ-Ⅳ截面（变阶处）的计算配筋值分别为1458.24mm2和1058.24mm2。因此，在短边方向配筋时，实际配筋为Φ12@140，钢筋根数为17根，配筋面积为1922.7mm2，大于计算配筋值。根据柱下独立基础课程设计任务书，A、C两柱