建筑土木]地基基础部分习题

建筑土木]地基基础部分习题内容摘要：

） （ 3）要满足复合基桩平均竖向力的设计要求，复合基桩竖向承载力设计值 R应不小于（ ） （ 4） 要满足复合基桩最大竖向力的设计要求，复合基桩竖向承载力设计值 R应不小于（ ） （ 5）如果根据《建筑地基基础规范》验算上述桩基础，要满足复合基桩平均竖向力的设计要求，单桩的竖向承载力设计值 Ra应不小于（ ） （ 6）如果该桩基础中，在 x 轴正方向的边桩在施工时向左偏位 ，承台下基桩的最大竖向力位（ ） 答案 ：（ 1） B（ 2） C（ 3） D（ 4） A（ 5） A（ 6） D 解：（ 1）承台底土阻力群桩效应系数 承台底土阻力群桩效应系数按下式计算 AcAAcAcc ececic   39。 式中 : ecic AA, －承台内区（外围桩边包络区），外区的净面积： 2222mAAAmAmAeciccecic ecic, －承台内外区土阻力群桩效应系数 由群桩距径比 Sa/d ,方桩换算成等面积圆形桩 d=,Sa/d=≈ 3。 Bc/l=,  ecic  c 本算例中容易出现的错误： 承台内区面积和总面积应扣除桩的截面积。 （ 2）复合基桩承载力 考虑群桩，土和承台相互作用效应时，复合基桩承载力设计值按下式计算： cckcppkpssks QR  ///  承台宽和桩入土深比值， Bc/l=,查“建筑基桩技术规范”（ JGJ 9494）表 ，得： η s=(粘土 ) η s=（粉土） η p=（粉土） 由 nAqQ cckck / 可以得到复合基桩竖向承载力设计值为： ,  cps  kNnAqR ccckcppkpssks///2   本算例中容易出现的错误： Ac 为承台净面积； Qck为相对于一根基桩的承台底地基 土极限承载力标准值。 （ 3）复合基桩竖向承载力设计值 承台及其覆土重 kNG 2  （自重分项系数取 ） 群桩中单桩的平均竖向力为： kNn GFN  一级桩基 kNkNNR , 00   本算例中容易出现的错误 《建筑桩基技术规范》中 F、 G为设计值，自重分项系数取 ；还要考虑建筑物重要性系数。 (4)复合基桩竖向承载力设计值 kNXXMn GFNiy )( 22m a xm a x    根据 kNNR RN   本算例中容易出现的错误： 2iX 应包括所有的桩，而不是对称轴一侧的桩； 上述计算公式不能与偏心荷载作用下的浅基础验算混淆。 （ 5） 单桩的竖向承载力设计值 kNkNNR a 4  本算例中容易出现的错误： 《建筑地基基础规范》不考虑建筑物重要性 系数，也不考虑分项系数。 （ 6） 基桩的最大竖向力 边桩偏位后，桩群中心平均向左偏移： 新增偏心弯矩设计值： mkNGF  ) 5 0 0()( 桩群受到的总弯矩： mkN  偏位后，各桩相对于桩群中心的坐标也发生变化： 222222 )()()(3 mX i 最大桩顶作用力 a xm a x  iy XXMn GFN 本算例中容易出现的错误： 计算中的 x、 M均为相对于桩群中心的数值，桩发生偏位或群桩不对称，要先确定桩群中心位置，然后计算合力对桩群中心的偏心弯矩。 第 2章 习题解答 教材习题 29 某砌体承重结构，底层墙厚 490mm，在荷载效应的标准组合下，传至  标高（室内地面）的竖向荷载 ，室外地面标高为 ，建设地点的标准冻深 ，场地条件如下：天然地面下 厚粘土层下为 30m 厚中密稍湿状态的中砂，粘土层的  ， 319 /kN m  ， 28%w ， 39%Lw ， 18%Pw  ， 22kC kPa ，18k ，中砂层的 318 /kN m  ， 30k ，试设计该基础。 补充条件和要求如下： 1）设计成刚性条形基础； 2）材料用 C15 混凝土； 310/ k FkNm  3）基础底面低于标准冻深线； 4）选择地基持力层，确定基础底面宽度并检算地基承载力； 5）确定基础各部分尺寸使之满足基础刚性角的要求并绘制剖面草 图（砖墙不设置大放脚）。 公式（ 29）涉及到的系数如下表： 内摩擦角标准值 k Mb Md Mc 18176。 30176。 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 （不高于标准冻深，室外地面以下 ）； 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（ 29）并预估基础宽度为 ，有 a b d m c 19 19 22191 .09 kP af M b M d M c          由于是条形基础， 故由公式（ 218）得到： ka310 1 .8 6 m1 9 1 .0 9 2 0 1 .2GFb fd    取 b=，再代入（ 29）式计算，得 a b d m c k0. 43 19 1. 85 2. 72 19 1. 2 5. 31 22 af M b M d M c          再代入（ 218），得： ka310 1 .8 2 m1 9 3 .9 5 2 0 1 .2GFb fd     故取基础宽度 b= 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： 2 1 (1 .8 5 0 .4 9 ) 0 .6 8 m2b    基底压力为： kkk 3 1 0 2 0 1 .8 5 1 .2 1 9 1 .5 7 k Pa1 .8 5 1 .0FGp A      根据上述条件，由表 21 查得基础的容许宽高比 1： ，所以基础的厚度应大于，现取基础高度 为 h0=，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 300~500mm）。 另外，基础的总高度为 ，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： 3535150120cm185cm343449 教材习题 210 有一柱下独立基础，柱的截面尺寸为 400 600mm mm ，荷载效应的标准组合下，传至  标高（室内地面）的竖向荷载 2400kF kN ， 210kM kN m ，水平力 180kV kN （与 M 同方向），室外地面标高为 ，试设计该基础。 补充条件如下： 取基础底面标高为 ，底面尺寸为 ，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。 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： 0 800 40 10 750 m mh     从规范查得 C20 混凝土： ft=， I 级钢筋： fy=210MPa。 算得基底净反力为： j m axj m i n 2 00 21 0 18 0 1. 5 kP a1 . 5 2. 52. 5 3. 56yyMFp AW      基础高度为 ，短边长度为 ，柱截面的宽度为 ，高度为 ，所以按公式（ 229）的说明，有： h p t b t 0m t b1 .0 0 .4 m , 2 1 .9 m( ) / 2 ( 0 .4 1 .9 ) / 2 1 .1 5 ma a a a ha a a          ， 由于 l at+2h0，于是 2c00221( ) [ ( ) ]223 .5 0 .6 12 .5 ( 0 .7 5 ) [ ( 2 .5 0 .4 ) 0 .7 5 ]221 .6 6 mlbbA l h l a h           m a x 368 .3 611 .4 kNl j lF p A    hp t m 00. 7 0. 7 1. 0 110 0 1. 15 0. 75 664 .1 kNf a h       两者比较，知满足公式（ 229） 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 1I3. 5 0. 60. 4 m , 0. 6 m , 1. 45 m23. 5 1. 4518 0. 3 ( 36 8. 3 18 0. 2) 29 0. 5k P aa b ap        沿长边方向的弯矩 21 m a x m a x21 [ ( 2 ) ( ) ( ) ]121 1 .4 5 [ ( 2 2 .5 0 .4 ) ( 3 6 8 .3 2 9 0 .5 ) ( 3 6 8 .3 2 9 0 .5 ) 2 . 5]126 5 7 .4 k N mI j jI j jIM a l a p p p p l           沿短边方向的弯矩 2m a x m in21 ( ) ( 2 ) ( )481 ( 2 .5 0 .4 ) ( 2 3 .5 0 .6 ) ( 3 6 8 .3 1 8 0 .2 )483 8 3 .0 k N mjjM l a b b p p         沿长边方向配筋 62IsI06 5 7 .4 1 0 4 6 3 8 m m0 .9 0 .9 7 5 0 2 1 0yMA fh    沿短边方向配筋 62Is I I03 8 3 . 0 1 0 2 7 7 6 m m0 . 9 ( ) 0 . 9 ( 7 5 0 2 0 ) 2 1 0yMA f h d       沿长边方向选用 1520@170mm， AsI=4713mm2；沿短边方向选用 2014@180mm，AsI=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。 6）决定基础的细部尺寸并绘制结构图 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）： 第 3章 习题解答 5251450 25001900800 80052565065035006506005254005256506004004001520@170mm 2014@180mm 习题 31： 图示地基梁的横截面为矩形，已知 b=， h=， E=107kPa，k=20MN/m3，荷载已示于图中，求梁在 a、 c 点处的弯矩。 解： 由题给条件，算得 33 31 0 .6 0 .0 1 8 m1 2 1 2bhI    14 4 71 2 0 0 0 0 0 . 3 4 3 m4 4 2 1 0 0 . 0 1 8bkEI      因为。