基础工程教材习题解答Word文档下载推荐.docx

1、191.09 -20 1.2=1.86m、Fk 310 x ccb - 1.82mfa - Gd 193.95 -20 1.2故取基础宽度b=1.85m 可行。在上述计算中，注意 d的取值。4） 因为是建筑基础，地基条件尚可，在不考虑水平荷载的条件下不必计算地基基础的 稳定性，（沉降是否计算要看其它条件）；5） 检算基础的刚性角或台阶的宽高比按题目，基础上的砖墙需不做大放脚，故基础每边挑出的宽度为：b2 =丄（1.85 _0.49） =0.68m2基底压力为:Pk_Fk Gk 310 20 1.85 1.2-_ 1.85x1.00.68m，根据上述条件，由表2-1查得基础的容许宽高比 1： 1

2、.00，所以基础的厚度应大于现取基础咼度为h=0.7m，基础台阶的宽高比满足要求。6）决定基础的细部尺寸并绘制结构图基础厚度700mm500mm，考虑做成台阶形，为简化施工，将基础的立面形式设计为两级，每级厚 350mm （宜为300500mm ）。另外，基础的总高度为 0.7m，基础顶面低于地面500mm ,所以原定埋置深度适宜。由此绘出基础的结构图如下：185cm教材习题 2-10 有一柱下独立基础，柱的截面尺寸为 400mm 600mm，荷载效应的标准组合下，传至_0.00标高（室内地面）的竖向荷载 Fk =2400kN , W =210kNLm，水平力Vk =180kN （与m同方向）

3、，室外地面标高为-0.15m，试设计该基础。补充条件如下：取基础底面标高为-1.5m，底面尺寸为2.5mX3.5m，基础的长边和柱的长边平行且与弯矩的作用方向一致，材料用 C20混凝土和I级钢筋，垫层用C10混凝土，厚度100mm。要求：1）设计成钢筋混凝土扩展基础；2） 确定基础的高度和配筋（可以用简化公式） ；3） 确定基础各部分尺寸并绘制剖面草图。提示：将荷载的标准组合改为荷载的基本组合。根据已知条件按前述步骤进行设计。1） 基础材料选择 C20混凝土和I级钢筋，立面形式初步定为阶梯形；2） 只进行结构设计，基础底面尺寸已知，所以第 2）、3）、4）步不必计算；5）检算基础的抗冲切、抗剪

4、和抗弯曲承载力并配置钢筋：a.抗冲切计算基础下设置垫层，现假定基础高度为 800mm，预估钢筋直径为 20mm，则基础有效高度为：ho =800 -40 -10 = 750mm从规范查得C20混凝土： ft=l.lMPa，I级钢筋：fy=210MPa。算得基底净反力为：F My 2400 210 +180 X1.5 368.3Pjmax kPajmin A Wy 3.5X2.5 丄 X2 5 X3 52 180.26 .基础高度为0.8m，短边长度为2.5m，柱截面的宽度为 0.4m，高度为0.6m，所以按公l-：hp =1.0， at =a =0.4m, ab =a 2h0 =1.9m式（2

5、-29）的说明，有： a =佝 久）/2=（0.4 1.9）/2 =1.15m由于l at+2h。，于是b h 1 2A=l （2 -d）-（I-a）-hj=2.5 060.75）丄（2.50.4）0.7522 2=1.66m2F = pjmax A =368.3X1.66 =611.4kN0.7 ：hp ftamh0 =0.7 1.0 1100 1.15 0.75 =664.1kN两者比较，知满足公式（2-29）的要求且富余不多，故所选基础的总高度合适。台阶 处的验算从略。b.抗弯计算和配筋对于阶梯形基础，控制截面在柱边和阶梯边缘处，对柱边a =0.4m, b =0.6m,3.5-0.6 “

6、a1 1.45m3 51 45PjI =180.3 （368.3 -180.2） 290.5kPa3.5沿长边方向的弯矩1 2 .Mi a1 （2 I a）（Pjmax PjI ） （ Pjmax PjI ）l121 21.45 （2 2.5 0.4）（368.3 290.5） （368.3 -290.5） 2.5= 657.4kN-m沿短边方向的弯矩M （I -a） （2b b）（Pjmax Pjmin）48=（2.5 _0.4）2（2 3.5 0.6）（368.3 180.2） 48= 383.0kN_m沿长边方向配筋沿短边方向配筋沿长边方向选用 15 20170mm , As=4713m

7、m2 ;沿短边方向选用 20 14180mm ,As=3078mm2。台阶处的验算从略。注意钢筋的数量和间距应与基础的平面尺寸匹配。基础的高度为800mm ,为节约材料，将其设计为阶梯形，取每级的厚度为 400mm,由此绘出基础的结构草图如下（未绘出垫层） ：35001900第3章习题解答习题3-1 :图示地基梁的横截面为矩形，已知 b=1.0m， h=0.6m， E=2.0 107kPa，k=20MN/m3,荷载已示于图中，求梁在 a、c点处的弯矩。由题给条件，算得3 3bh 1x0.6 3I 0.018m12 12Cx =e（cos Ax -sin Zx） =e343：6：cos（0.34

8、3 X6） -sin（0.343 x6） =-0.173Dx 二ecos，x 二e343 6 cos（0.343 6） =-0.0598根据叠加法由公式（3-8c）和（3-10c）求得梁在c点处的弯矩:由对称性，得梁在a点处的弯矩为因为:又由公式（3-9），有代入（1），得化简后将这就是（2Sxbxk（3-28）式代入，得到Fix 2（ Fi Fix）2Sxbx Syby3-33 ）式，将其代入（3-28 ）式，得ixFixFiy 二Fi -Fix =Fi4Sxbx3-34 ）式，于是得证。习题3-3 :（教材习题3-13）玉1Sybyk4Sxbx f4Sxbx S bySybySyby F

9、一 4Sxbx Syby十字交叉梁基础，某中柱节点承受荷载P =2000kN，个方向基础宽度 bx =1.5m，抗弯刚度Elx =75叽羽54，另一个方向基础宽度by =1.2m，抗弯刚度Ely =500MPm，基床系数k =4.5MN /m3，试计算两个方向分别承受的荷载 Px，Py。（要求：只进行初步分配，不做调整。）因为是中柱，故两个方向均可视为无限长梁，由（3-30）算得特征长度为:Sx4 4 750000 =4.59m.1.5 4500Sy4 5000004.39m1.2 4500= 44EIxbxk由（3-31），有PxbxSx1.5 4.59bxS：bySy P1.5 4.59

10、1.2 4.39 2001133kN由（3-28）算得Py =P-Px =2000-1133 =867kN第4章桩基础（不考虑承台效应）。习题4-11图根据已知条件计算相关参数，并由表 4-6查得:IL WWp =30.6-18 =0.74粉质粘土：Wl-Wp 35-18 ，土层中点埋深1.5m，故修正系数取 0.8,于是得：也=0.8 50 =40kPa；下部土层中点埋深7m， qk =10 42 =42kPa中砂：中密，中点埋深 9.5m， qk日.0 65 =65kPa。再由表4-7查得桩的极限端阻力标准值 qpk为：中密中砂，h =10m，查得 qpk = 51006300 kPa，可

11、取 qpk =6100 kPa。故单桩竖向极限承载力标准值为：Quk :Qsk Qpk 二 U 刀qsik li qpk Ap=4 0.35 （40 3 33.6 2+42 4+65 1） 5100 0.35=588.3 624.8 =1213.1kN因不考虑承台效应，可取 c =0 ；题目未给出桩距和桩数等参数，故取 s = p = sp =1.0,由表4-17取s二p =1.65。由式（4-42）可求得基桩竖向承载力设计值为：R =Qsk/ s Qpk/ p =588.3/1.65 624.8/1.65 =735.2 kN4-13某工程一群桩基础中桩的布置及承台尺寸如图所示， 其中桩采用d

12、=500mm的钢筋混凝土预制桩，桩长 12m，承台埋深1.2m。土层分布第一层为 3m厚的杂填土，第二层为4m厚的可塑状态粘土，其下为很厚的中密中砂层。上部结构传至承台的轴心荷载设计值为 F=5400kN，弯矩M=1200kN.m，试验算该桩基础是否满足设计要求。补充条件：柱为方柱，截面尺寸为 500mm 500mm，承台材料用 C30砼，II级钢筋。A MEl-qsk =1.0 66=66kPa ；中密，厚6.2m，中点埋深10.1m，近似取修正系数为 1.0，故有:qsik =1.0 65 =65kPa中密中砂，h =13.2m，查得 qpk 二 51006300 kPa，可取 qpk =

13、5800 kPa。 故由（4-21 ）算得单桩竖向极限承载力标准值为：Quk Qsk Qpk = U IZqsik l i qpk ApM0.5 （52.8 2 66 2 65 6.2） 5800 ： ：0.252 =1006.3 1138.8=2145.1kNp.120的第（3）条因承台下有1.8m厚杂填土，考虑承台有可能与台底土层脱开，按 说明，取 c =0 ;同时因：由 Bc/l_0.2, sa/d=3.54，由表 4-18 查得:查表时考虑桩周的主要土层为粘土，桩端土为砂土。由表4-17取s= p=1.65。由式（4-42）可求得基桩竖向承载力设计值为: R 二 sQsk/ s pQp

14、k/ p =0.85 972.3/1.65 1.22 1138.8/1.65=1342.9 kN承台尺寸拟定承台的平面尺寸已知如图， a=3.5 m承台埋深1.2 m,取承台高1.0m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取为 25mm，算得 承台的有效高度为：ho =1.0-0.050-0.025-0.010 =0.915 m计算桩顶荷载设计值取承台及其上土的平均重度 g=20 kN/m3,则桩顶平均竖向力设计值为：F G 5400 1.2 20 3.5 3.5 1.2N 1150.6kNn 5上式分子中的第一个 1.2为自重分项系数（G为设计值）。故剪切系数:fcboho 二0.102 143

15、00 3.5 0.915=4697 kN 02Nmax = 1.0 2 1390.6 二 2781.2 kN 注意桩顶力采用总反力。两个方向的受剪切承载力相同，故另一方向不需验算。承台配筋计算由式（4-70）可得：My 艺NiXi = 2 1390.6 1.0 =2781.2 kN m-选用20 25, As =9818mm2，沿平行y轴方向均匀布置。注意：沿x方向为主要受力方向，其抗弯钢筋应布置在下层。钢筋布置如图。地基基础部分习题一、选择题1以下哪些基础形式属浅基础（ ）A沉井基础 B扩展基础 C地下连续墙 D地下条形基础 E箱形基础答案：BDE2下列钢筋混凝土基础中，抗弯刚度最大的基础形

16、式是（ ）A柱下条形基础 B十字交叉基础 C箱形基础D筏板基础 答案：C3在某粘土地基上快速施工，采用理论公式确定地基承载力值时，抗剪强度指标 采用下列哪种试验方法的试验指标（ ）A固结排水 B不固结不排水 C固结不排水D固结快剪 答案：B4对砌体承重结构，其地基变形验算应以哪种变形特征做控制（A.沉降量B.局部倾斜C .相对弯曲D .倾斜 B 解：对砌体承重结构，房屋的损坏主要是由于墙体挠曲引起的局部开裂，应由局部倾 斜做为变形控制。5 对高层建筑物，其地基变形验算应以哪种变形特征做控制（ ）A.沉降量B.局部倾斜C 沉降差D 倾斜 D6 地基土载荷板试验可以得到的土参数是（ ）A.承载力特

17、征值B 地基沉降量 C 变形模量D 压缩模量E.弹性模量 答案： AC7由弹性理论可得到土的变形模量 E0与压缩模量Es的关系为E0= 3 Es,其中B为（）A. 3 = 1 B 3 1 C 3 2 D 3 ow 3 w 18用分层总和法计算地基变形时，土的变形指标是采用（）A.弹性模量 B .压缩模量 C. 变形模量 D.旁压模量 B9在地基持力层承载力验算中，基础底面深处的荷载取下列哪个值进行计算（ ）A.基底压力 p B.基底深度处的土自重应力 d c C. A+B D. A-B A10按规范方法计算的建筑物沉降是（）A.基础的平均沉降 B 刚性基础的平均沉降C.实际基础的中点沉降 D

18、不考虑基础刚度的中点沉降11甲， 乙两基础， 底面积， 基底压力和压缩层内土质都相同， 甲基础埋置深度大于乙基础， 则两者的沉降是（）A.甲基础沉降大 B.乙基础沉降大 C.两者沉降相等 D.无法确定 答案：基础沉降决定于土的压缩性和土中的附加应力。乙基础埋置深度小，基底处自重 应力小，则基底附加压力大，其产生的附加应力就大，故其沉降大。12甲，乙两基础，埋置深度，基底压力和压缩层内土质都相同，甲基础底面积大于乙基 础，则两者的沉降是（ ）。A.甲基础沉降大 B 乙基础沉降大 C 两者沉降相等 D 无法确定 答案： A 解：基础沉降决定于土的压缩性和土中附加应力。甲基础底面积大，则附加应力系数

19、 大，即其产生的附加应力大，故其沉降大。13地下水位下降时，建筑物的沉降可能会（ ）。A .增大 B.减小 C. 一定不变 D.有时增大有时减小地下水位下降时，土的自重应力会增加，从而使建筑物产生附加沉降。14桩产生负摩阻力时，下列说法中正确的时（）A.桩距越大，下拉荷载可能越大B.桩身轴力、桩身沉降沿深度逐步衰减C.单桩极限承载力由桩周土总侧阻力和桩端阻力所组成D.采用涂层法措施后，可使桩身负摩阻力、沉降减小，但中性点深度变大 答案：AD本例中容易出现的错误：不熟悉桩产生负摩阻力时受力变形特征，及影响负摩阻力大小的因素。桩距越大，群桩效应系数越大； 桩身轴力在中性点处最大；单桩极限承载力由中

20、性点下桩周土总侧阻力和桩端阻力所组成； 桩身沉降减小，中性点深度加大。15桩产生负摩阻力时，关于中性点深度以下说法正确的是（）中性点深度越大。A.持力层越硬，桩的截面刚度越大B.持力层越硬，桩的截面刚度越小C.持力层越软，桩的截面刚度越大D.持力层越软，桩的截面刚度越小A不了解中心点位置与桩周土沉降沿深度方向分布特性的关系。桩身沉降越小，中性点 深度越大。二、计算题fak=189kPa ，已知地下水位线位于地表下a1 .某建筑物的箱形基础宽 8.5m，长20m，埋深4m，土层情况见下表所示，由荷载试 验确定的粘土持力层承载力特征值 fak=189kPa ，已知地下水位线位于地表下 2m处。求该

21、粘土持力层深宽修正后的承载力特征值地基土土层分布情况层次土类层底埋深（m）土工试验结果1P填土1.80丫 =17.8kN/m 3粘土2.00co 0=32.0% co l=37.5% co p=17.3%ds=2.72水位以上 丫 = 18.9kN/m 3水位以下丫 = 19.2kN/m 37.80（1 ）先确定计算参数d=4m。（GB 50007 2002）表 5.2.4，确定因箱基宽度b=8.5m6.0m，故按6m考虑；箱基埋深 由于持力层为粘性土，根据建筑地基基础设计规范 修正系数nb, nd的指标为孔隙比e和液性指数IL ,它们可以根据土层条件分别求得:ds（1 s） w 2.72 （

22、1 0.32） 9.819.2- s “w_1= L _1.0 = 0.8332.0 -17.30.7337.5 -17.3由于 Il=0.730.85 , e=0.831.2fa =274.1kPa5.2 2.6 5.2 a ，不满足要求.调整尺寸取 l =2.7m, b =5.4mF G =1800 220 20 2.7 5.4 1.8 = 2545kN，弯矩 M 不变空2 2512mG 25453.在某柱基础，作用在设计地面处的柱荷载设计值， 基础尺寸，埋深及地基条件如图所示,验算持力层承载力。F=105kNM=105kN m粉质粘土| r19kN/m e=0.80 IL=0.74 fa

23、k=230kPa ES1=5.6MP淤泥质粘土g - =1.86MPa地基剖面（尺寸单位：m（i）地基承载力特征值计算：因 b=3m,d=2.3m,e=0.800.85,l l=0.740.85，查规范（GB5007-2002 ）表 5.2.4 可得 nb=0.3 , nd =1.6。基底以上土的平均容重：fa 二 fak b （b-3） d 0（d -0.5） -200 0.3 （19-10）（3 -3） 1.6 17 （2.3-0.5）=200 0 48.96249kPa（1）基底平均压力基底最大压力： M =105 67 2.3 = 259.1kN mPmax= 146 2 188.3k

24、Pa ：1.2fa =1.2 249 =298.8kPa（满足）3x3.5 /6所以，持力层地基承载力满足要求。本算例中容易出现的错误：（1）基础自重设计值 G计算错误，如采用 G二二cd;（2）上部荷载合力计算错误，如未计算水平力的作用；（3）W =lb2/6计算中b值用3.0计算。4同上题条件，验算软弱下卧层的承载力。 解：（1）软弱下卧层的地基承载力特征值计算:因为下卧层系淤泥质土，且fak =78kPA 50kPa,查建筑地基基础设计规范（gb 50007-2002 ）表 5.2.4 可得 n b = 0, n d = 1.1。下卧层顶面埋深：d =d z =2.3 3.5 = 5.8m土的平均容重:1.5+0.8 + 3.5于是下卧层地基承载力特征值为：_165 19 0.8 （19 -10） 3.5 一空 七.啊曲5.8faz 二 fak d 0（d -0.5）=78 1.1 12.19