地基与基础工程作业二

《地基与基础工程》课程作业二

中国矿业大学力学与建筑工程学院

二O 一四年六月

姓名: 学号: 班级:

蔡卫

02110583 地下11-3

习题1.在人口为30万的城镇建造单层工业厂房，厂房柱子断面为 0.6m x 0.6m 。按荷载标准组合作用在柱基础上的荷载 (至设计地面), 为竖向力F=1000kN 水平力H=60kN 力矩M=180kN ・m,基础梁端集中 荷载P=80kN 地基为均匀粉质粘土，土的性质和地下水位见下图。 地区的标准冻结深度为z c =1.6m,厂房采暖。试设计柱下扩展基础。

G s =2.70 4>i=20° ct=12kPa

粉质粘土

----------------

…地下水

a

(1)

荷载组合

根据2-45题的结果取基底面积 ax b=3200mm x 3000mm , 按规范设计，荷载的标准组合应乘以 1.35的基本组合值。 即：

F = 1.35 1000 二 1350kN H = 1.35

60 二 81kN - 1.35

180 = 243kN P = 1.35

80 二 108kN

(2)

基础地面净压力计算

' M 二 243

81 1.2

108 0.45 二 388.8kNm

A 二 a b = 3.2

3 = 9.6 nf

W 讨

3

近込

12

*

Y =rX2 kN/m-1 丫 M t=20kN/ oP

wi=30%

w=26%

基底净反力

h)二 600 - 70 二 530mm = 0.53 m

V

=0.7 汉 1.0 汉 1100 汉(0.6 + 0.53)x 0.53 = 461kN

满足F<[V]要求，基础不会发生冲切破坏。

(4)

柱边基础弯矩计算

柱边与远側基础边缘的距离

1

a = a c a - 比 =0.6 0.5 3.2 - 0.6 = 1.9 m

柱边处的地基净反力F e -由下式计算 口

(P e max 一 P e min 归 + 已 m2

(227.8 — 75.9 )氷1.9 + 75.9 显 3.2

1

a

-166.1 kPa

1 2 _ -

a ac

z

b b

c k )

-h° b -

_ _ g

)

a

2 丿

Aiiegjc

=

荷载偏心距e =

388.8 1350 108

=o.

27

< a 号 o.

53m

(3)

P F +P

e max

基础冲减验算

1350

108

9.6

388.8 5.12

=227.8 kPa

1) '、M

W

1350

108 388.8 9.6

5.12

二 75.9 kPa

A aiegjc 面积上地基反力F 计算

A aiegjc

竺一瞠— 0.53 3 -

2 2

3 一箜一 0.53’ 2 2

二 1.86 m 2

按A aiegjc 面积上作用着 P e max 计，则

F

二巳

max

Ai

iegjc

= 227.8 1.86

=423.7kN

2) 验算冲切破坏面的抗剪承载力

按式

% h 。

因为 = 530mm ：： 800mm 故：h = 1.0。基础用C20混凝土，其轴心抗 拉强度设计值f t = 1.1kN / mn n

二 1100kN / mrn ,故

3.2

M[=厉X (a_ 比)[(巳^ + Pe[)(2b + Q ) + ( p max _ P[)b]

1 2

3.2 - 0.6 227.8 166.1 2 3 0.6 227.8 - 166.1 3

48 -

=392.2 kN m

1 1

P e = 2P max P L min - 2227.8 75.9 二151.85kPa

巳 2

- 24b -b c 2a a c

151.85 2

3 _ 0.6 2 3.2 0.6 二255.1 kN m

根据M•和M_,计算纵向和横向受力钢筋面积，然后布置钢筋。

(5) 配筋计算

采用HRB335钢筋，f y- 300N / mnn，按内力臂系数$二0.9计算,

沿着长边方向：A，M二赵2 106= 274曲-0.9f y h)0.9 300 530

选配14『6@200,实际钢筋面积2815mm2

沿着短边方

向：A旷證m3宀m 选配12©14@240，实际钢筋面积1847mm2

习题2.粉质粘土地基上的柱下条形基础，各柱传递到基础上的轴力设 计值如下

图所示，基础梁底宽 b=2・5m ,高h=1.2m 地基承载力设 计值f=120kPa 试用倒梁法求基底反力分布和基础梁内力。

■

:

GOCC

」

!S3CD

GC3C

・

IG3C0

-

F 800*2 1800*2 p =

L

18 2

(2) 梁的截面刚度

混凝土的弹性模量E^ 2.55*10 7kN /m 2

1

1

梁的截面惯性矩 I 二一bh 3

-*2.5*1.2 —0.36m 4 12

12

E c I =2.55*10 7*0.36 =9.18*10 6kN *m 2 E c A =2.55*10 7*2.5*1.2 =7.65*10 7kN

(3) 倒梁法把基础梁当成以柱端为不动支座的三跨连续梁，当底面作用以均 匀反力p =260kN /m 时，各支座反力为 R D 二 R A =910kN R B 二 R C =1690kN

把支座不平衡力均匀分布在支座相邻两跨的各1

跨度范围内

(l

3 △ R

110

C 支座有△ q B =△ q c

B

27.5kN /m

(心+上) 3 3 3 3

(5) 把均匀不平衡△ q 作用于连续梁上，如下图,

= 260kN /m

(4)

D 支座有△ q A = △ q D

△ R A -110kN --36.67kN / m