基础工程习题答案

计算中涉及到的系数如下表:

内摩擦角标准值?k 18° 30° Mb 0.43 1.90 Md 2.72 5.59 Mc 5.31 7.95 5、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,Mk?210kNm,水平力Vk?180kN(与M同方向),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2.5m×3.5m,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。 1200 kN150 kN-m7m6m6m7m提示:将荷载的标准组合改为荷载的基本组合。 736、图示地基梁的横截面为矩形,已知b=1.0m,h=0.6m,E=2.0?10kPa,k=20MN/m,荷载已示于图中,求梁在a、c点处的弯矩。 m,抗弯刚度7、十字交叉梁基础,某中柱节点承受荷载P?2000kN,一个方向基础宽度bx?1.54EIx?750MPam4,另一个方向基础宽度by?1.2m,抗弯刚度EIy?500MPam,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。) 1、矩形基础底面积为4m×3m,在基底长边方向作用着偏心荷载1200kN。当最小基底压力pmin等于零时,最大基底压力pmax最接近下列哪个数值?

A. 120 kN m ; B. 150 kN m; C. 170 kN m; D. 200 kN m。

2、某构筑物基础4×3m,埋深2m,基础顶面作用有偏心荷载Fk=700kN,其偏心距eF=1.3,基底边缘最大压力pmax最接近下列哪个数值?

A.203.2kPa; B.212.1kPa; C.213.2kPa; D.217.4kPa.

3、条形基础宽2m,基底埋深1.50m,地下水位在地面以下1.50m,基础底面的设计荷载为350KN/m,地基

3

土分布:第一层土厚度为3米,天然重度γ=20.0kN/m,压缩模量Es=12MPa;第二层为软弱下卧层,其

3

厚度为5米,天然重度γ=18.0kN/m,压缩模量Es=4MPa;扩散到软弱下卧层顶面的附加压力pz最接近于下列哪一个数值?

A. 78kPa; B. 89kPa;

C. 109kPa; D. 143kPa。

4、有一条形基础,埋深2m,基底以下5m和7m处的附加应力分别为65kPa和43kPa。若地下水位在地表下

3

1m处,土的饱和重度为γsat=18.0kN/m,该应力范围内的压缩模量Es=1.8MPa,则基底下5m~7m深度范围土层的压缩量最接近于下列哪一个数值?

A. 10cm; B. 8cm;

C. 6cm; D. 4cm。

5、某条形基础上部结构荷重为F=160kN/m,经修正后地基承载力设计值为f=100kPa,基础埋深为d=1m,

条形基础最小宽度最接近于下列哪一个数值?

A. 1.0m; B. 1.5m; C. 2.0m; D. 2.5m。

6、拟设计独立基础埋深为2.0m。若地基承载力设计值为f=226kPa。上部结构荷重N=1600kN,M=400kN-m,基底处Q=50kN。则经济合理的基底尺寸最接近于下列哪一个数值?

A. 3.8m×4.6m; B. 3.6m×3.2m;

C. 2.4m×3.2m; D. 2.8m×2.6m。

7、某厂房采用钢筋混凝土条形基础,墙厚240mm。上部结构传至基础顶部的轴心荷载N=360kN?m,弯矩

M=25.0kN?m/m。条形基础底面宽度b已由地基承载力条件确定为1.8m,则经济合理的基础高度最接近

于下列哪一个数值?

A. 280mm; B. 380mmm;

C. 480mm; D. 580mm。 一、单选

1A;2C;3A;4C;5C;6C;7D;8C;9C;10B;11C;12B;13B;14C;15C;16B;17C;18B;19B;20D;21B;22A;23A;24C;25B;26B;27A;28C;29B;30D;31C;32A。 二、多选

1、B、D、F2、B、D3、A、C、E、F4、B、C5、A、B、C 四、计算

1.解:基础高度h=500mm,其有效高度为h0=500-35=465mm。

基底净反力

237.5FM1600200pjmax?????200?37.5?kPamin162.5AW4?21/6?2?42

a?bc?0.5m,l?2m

基础的b?4.0m,tab?at?2h0?0.5?2?0.465?1.43?l?2m

由于

ab?at?2h0?l,所以

bblaAl?(?c?h0)l?(?t?h0)222224.00.520.5?(??0.465)?2?(??0.465)2?2.489m22222

Fl?pjmaxAl?237.5?2.489?591.1kN

200050050040002、解:基础高度h=500mm,其有效高度为h0=0.465mm。

基底净反力

pj?F500??208.3kPaA2?1.2

基础的b?2.0m,

at?bc?0.5m,l?1.2m

ab?at?2h0?0.5?2?0.465?1.43?l?1.2m

所以

ab?1.2m

ab?at?2h0?0.5?2?0.465?1.43?l?1.2m

由于

ab?at?2h0?l,所以

bb2.00.5Al?(?c?h0)l?(??0.465)?1.2?0.342m22222

Fl?pjAl?208.3?0.342?71.24kN

11am?(at?ab)?(0.5?1.2)?0.85m22

0.7?hpftamh0?0.7?1.0?1100?0.85?0.465?304.3kN故

Fl?0.7?hpftamh0,满足抗冲切破坏要求。

12005005002000

3、解:按解题步骤求解。

1)选择C15素混凝土为基础的材料,立面形式待定;

2)地基为两层,考虑荷载不大,故初步取地基持力层为粉质粘土,暂定基础的埋置深度为1.5m(不高于标准冻深,室外地面以下1.2m);3)计算基础底面积并决定其尺寸

由于题目未给出fak,故应用公式并预估基础宽度为1.5m,有

fa?Mb?b?Md?md?Mcck?0.43?19?1.5?2.72?19?1.2?5.31?22?191.09kPa

由于是条形基础,故得到:

b?Fk310??1.86mfa??Gd191.09?20?1.2取b=1.85m,再代入上式计算,得

fa?Mb?b?Md?md?Mcck?0.43?19?1.85?2.72?19?1.2?5.31?22?193.95kPa

故:

b?

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:

Fk310??1.82mfa??Gd193.95?20?1.2

b2?基底压力为:

1(1.85?0.49)?0.68m2

pk?Fk?Gk310?20?1.85?1.2??191.57kPaA1.85?1.0

根据上述条件,由表2-1查得基础的容许宽高比1:1.00,所以基础的厚度应大于0.68m,现取基础

高度为h0=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700mm>500mm,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300~500mm)。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:493434120cm185cmA?F/?fa??Gd??1000/?180?20*1.5??6.67M柱荷载KN A计算值(M) 23535150 24、解:根据 3.33*600 1000 6.67 900 6.00 800 5.33 700 4.67 底面尺寸(M*M) 2.6*2.6 2.5*2.5 2.3*2.3 2.2*2.2 1.9*1.9 可以看出,基础之间的最小净距为1.9M,地层均匀,土质好柱间荷载差别不大不会产生过大沉降和不均匀沉降,选用单独基础是可行的.

5、解: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:

从规范查得C20混凝土:ft=1.1MPa,I级钢筋:fy=210MPa。算得基底净反力为:

h0?800?40?10?750mm

pjmax?jminFMy2400210?180?1.5368.3????kPa180.2AWy3.5?2.51?2.5?3.526

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,所以有:

?hp?1.0,at?a?0.4m,ab?at?2h0?1.9mam?(at?ab)/2?(0.4?1.9)/2?1.15m由于l >at+2h0,于是

Al?l?(b?bc1?h0)?[(l?a)?h0]2223.5?0.61?2.5?(?0.75)?[(2.5?0.4)?0.75]2222?1.66m

Fl?pjmaxAl?368.3?1.66?611.4kN

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