清華大學(xué)版基礎(chǔ)工程課后習(xí)題答案

1、題2 - 41（1）地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為=1.8m（2）按式2-33求設(shè)計(jì)凍結(jié)深度，即=查表2-11求第一層土：=-=8<10 且d>0.075mm 占土重10%<50% ，為粉土，=1.20第二層土：d>0.25mm占55%>50% d>0.5mm占40%<50%，為中砂，=1.30查表2-12求第一層土： =20% 底層距地下水位0.8m<1.5m 凍脹等級(jí)為級(jí) 凍脹類別為凍脹 =0.90第二層土：地下水位離標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為0.2m<0.5m 凍脹等級(jí)為級(jí) 凍脹類別為強(qiáng)凍脹 =0.85查表2-13求城市人口為30萬(wàn)，按城市的近郊取值 =0

2、.95按第二層土計(jì)算：=1.8*1.3*0.85*0.95=1.89m折算凍結(jié)深度：=1.2 +（1.85 - 1.2）*=1.864m折算凍結(jié)深度進(jìn)入第二層土內(nèi)，故殘留凍土層主要存在于第二層土。（3）求基礎(chǔ)最小埋深按照正方形單獨(dú)基礎(chǔ)，基底平均壓力為120，強(qiáng)凍脹，冰凍等條件，查表2-14得允許殘留凍土層厚度=0.38m由式2-34求得基礎(chǔ)的最小埋置深度=-=1.864-0.38=1.484m題2 42 （1）埋置深度d=0.8m，持力層為粉質(zhì)粘土規(guī)范建議的地基承載力公式為 =b+ d+=24° 查表2-16得=0.80 =3.87 =6.45=g=1.89*9.8=18.5 =g=

3、1.8*9.8=17.64則=0.8*18.5*2.5+3.87*17.64*0.8+6.45*20=220.6（2）埋置深度d=2.4m，持力層為細(xì)砂，此時(shí)b<3m 取b=3m=30°，查表2-16得 =1.9 =5.59 =7.95=g=1.94*9.8=19 =18.2則=1.9*19*3+5.59*18.2*2.4+7.95*0=352.5題2 43土層一：由=16°查表2-16得=0.36 =2.43 =5.00=18.5-9.8=8.7 =0=b+ d+=0.36*8.7*3+0+5*15=84.4土層二：= =因?yàn)?< = =222=0.923&g

4、t;0.85 由表2-15得=0 =1.0=18.5-9.8=8.7 =19.6-9.8=9.8=+（b-3）+(d-0.5)=222+0+1.0*8.7*(2-0.5)=235.05土層三：由=22°查表2-16得=0.61 =3.44 =6.04=20-9.8=10.2 =則=0.61*10.2*3+3.44*9.25*4+6.04*10=206.35土層四：由=32°查表2-16得=2.6 =6.35 =8.55=20.1-9.8=10.3 =（18.5-9.8+19.6-9.8+20-9.8）/3=9.57則=2.6*10.3*3+6.35*9.57*6+8.55*

5、0=445若采用第二層為持力層，由=235.05 則=因?yàn)闃蚨掌矫娉叽?m*2m, 取基礎(chǔ)尺寸為8m*3m驗(yàn)算基底壓力G=dA=(20-10)*2*8*3=480Kn<=235.05 滿足承載力要求基礎(chǔ)材料采用C15混凝土，基底平均壓力200<<300, 由表2-8知，臺(tái)階寬高比為1：1.25tan= = 基礎(chǔ)高度h=按長(zhǎng)邊及剛性角確定基礎(chǔ)的尺寸如下圖（單位：mm, h>900mm, 做成三層臺(tái)階）：題2 44（1）求基地壓力： （2）基底至淤泥質(zhì)粘土頂面的距離z為1.8m.由z/b=1.8/1.2=1.5>0.5 查表2-17得壓力擴(kuò)散角=23°題2

6、45解：（1）（2）考慮偏壓：（3）G= Ad=20*1.2*9.6=230.4 KNF+G+p=1310.4 kNM=180+60*1.2+80*0.45=288 總荷載的偏心距基底地緣最大應(yīng)力：，滿足承載力要求（4）粉質(zhì)粘土，且地下水位離標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為，所以凍脹等級(jí)為IV，凍脹類別為強(qiáng)凍脹，得，所以。按照方形基礎(chǔ)，采暖，基底平均壓力位136.5為條件，查表2-14得所以最小埋置深度滿足最小埋置深度要求。（5）采用C15混凝土，基底平均壓力150<Pa<200kPa,臺(tái)階寬高比允許值為1:100得h=bt=0.5(3-0.6)=1.2m為了保護(hù)基礎(chǔ)不受外力的破壞，基礎(chǔ)的頂面必須埋

7、在設(shè)計(jì)地面以下100-150mm，所以基礎(chǔ)的埋置深度d必須大于基礎(chǔ)的高度h，加上保護(hù)層厚度，即dht(100150mm)所以初定d=1.2m，故需要重新設(shè)定埋深d（6）取埋深d=1.4m b=3m則 ，仍取G= Ad=20*1.4*9.6=268.8 KN F+G+p=1348.8 kN M=180+60*1.4+80*0.45=300 基底地緣最大應(yīng)力：滿足承載力要求，此時(shí) 允許剛性角為45°題2 46（1）根據(jù)2-45題的結(jié)果取基底面積a×b=3200mm×3000mm，按規(guī)范設(shè)計(jì)，荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合應(yīng)乘以1.35的基本組合值。即 F=1.35×1000

8、=1350 kN H=1.35×60=81kN M=1.35×180=243kNP=1.35×80=108kN（2）基礎(chǔ)底面凈反力計(jì)算M總 =（243+81×1.2+108×0.45）=388.8kN·m A=a×b=9.6m2 W=×3×3.22=5.12m3荷載偏心距 e=M/（F+P）=388.8 /（1350+108）=0.27m=0.53m基底凈反力 Pemax= (F+P)/A + M總/W=（1350+108）/9.6 + 388.8 /5.12=227.8 kPa Pemin= (F+P)

9、/AM總/W=（1350+108）/9.6388.8 /5.12=75.9kPa（3）基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算取基礎(chǔ)高度h=600mm ，則ho=60070=530mm （按不設(shè)墊層時(shí)，保護(hù)層厚度不小于70mm）Aaiegjc =(-ho)*b - (-ho)2 = (3.2/2-0.6/2-0.53)*3 (3/2-0.6/2-0.53)2 = 1.86m 2按Aaiegjc面積上作用Pemax計(jì)，則Fl=Pemax×Aaiegjc=227.8×1.86=423.7kN因?yàn)閔o=530mm800mm，故h=1.0采用C20的混凝土，=1100kN/m2得V=0.7 (bc+ ho)

10、* ho =0.7*1.0*1100*(0.6+0.53)*0.53=461kN滿足FlV的要求。（4）柱邊基礎(chǔ)彎矩驗(yàn)算柱邊與遠(yuǎn)側(cè)基礎(chǔ)邊緣的距離=+（）=0.6+0.5×（3.20.6）=1.9m柱邊基礎(chǔ)的凈反力PeI=Pemin+(Pemax-Pemin)× = 75.9+(227.8-75.9)×1.9/3.2 = 166.1kPa由式（2-76）MI=()2 ×(Pemax+PeI) ×(2b+bc)+(Pemax-PeI)×b=(3.20.6)2×(227.8+166.1) ×(2×3+0.6)+

11、(227.8-166.1)×3 = 392.2kN·m=×(Pemax+Pemin) =×(227.8+75.9) = 151.85kPa由式（2-75）得 MII =×(bbc) 2×(2+)=×(30.6) 2×(2×3.2+0.6) = 255.1 kN·m（6）配筋計(jì)算采用HRB335級(jí)鋼筋，=300N/mm2， 按內(nèi)力臂系數(shù)s =0.9 計(jì)算沿長(zhǎng)邊方向：AsI=392.2×106/（0.9×300×530）=2741mm2選配1416200，實(shí)際鋼筋面積2

12、815 mm2沿短邊方向：AsII=255.1×106/（0.9×300×530）=1783 mm2選配1214240，實(shí)際鋼筋面積1847mm2題3-26 解： （1）對(duì)于角柱形節(jié)點(diǎn)，按半無(wú)限長(zhǎng)梁計(jì)算交點(diǎn)撓度 因?yàn)?且有 調(diào)整前的基底壓力平均計(jì)算值為2、對(duì)于邊柱形節(jié)點(diǎn)， x方向與y方向基礎(chǔ)梁分別按半無(wú)限和無(wú)限長(zhǎng)梁計(jì)算交點(diǎn)撓度 且 調(diào)整前： 3、對(duì)于內(nèi)柱十字形結(jié)點(diǎn)，均按正交后無(wú)限長(zhǎng)梁計(jì)算交點(diǎn)撓度 調(diào)整后：題3 - 27（1）假定基底反力均勻分布，沿基礎(chǔ)縱向的地基凈反力為（2）梁的截面剛度混凝土的彈性模量梁的截面慣性矩 反梁法把基礎(chǔ)梁當(dāng)成以柱端為不動(dòng)支座的四跨連續(xù)梁

13、，當(dāng)?shù)酌孀饔靡跃鶆蚍戳r(shí)，各支座反力為 把支座不平衡力均勻分布在支座相鄰兩跨的各跨度范圍內(nèi)對(duì)A、D支座有對(duì)B、C支座有把均勻不平衡作用于連續(xù)梁上，如下圖，求支座反力得，得第一次調(diào)整后的支座反力為對(duì)于A、D支座，差值對(duì)于B、C支座，差值所以滿足精度要求用疊加后的地基反力與柱荷載作為梁上荷載，求梁截面彎矩分布圖如下：題4-39單樁豎向承載力特征值應(yīng)由下式確定：, 式中單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值;K安全系數(shù)，取K=2粉質(zhì)粘土：=0.74有0.50.75 利用內(nèi)插法查表4-2得=55.6 kPa粉土：0.75e=0.780.9 得=62 kPa中砂（中密）：=60.67 kPa，查表4-3得 =5000 k

14、Pa且樁進(jìn)入中砂層一米.對(duì)于預(yù)制樁，將對(duì)進(jìn)行修正，修正系數(shù)為0.96=4×0.3×(55.6×0.96×1+62×0.96×7+60.67×0.96×1)+5000×0.32=1084 kPa=1084×0.5=542 kPa題4-40 單樁抗拔承載力特征值：=4×0.3×(0.75×55.6×0.5×1+0.75×62×0.5×7+0.6×60.67×1)=242 kN題4-41 將偏心荷載向中間樁轉(zhuǎn)化，可得到一個(gè)豎向力和一個(gè)彎矩值條形基礎(chǔ)受力為條形基礎(chǔ)尺寸：寬7米，