地基与基础工程作业二

《地基与基础工程》课程作业二

姓名：**

学号：

02110583

班级：

地下11-3

中国矿业大学力学与建筑工程学院

二O一四年六月

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 ×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 0=1.6m,厂房采暖。试设计柱下扩展基础。

（1） 荷载组合

根据2-45题的结果取基底面积a ×b=3200mm ×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：

1.35100013501.3560811.351802431.3580108F kN H kN M kN P

kN

=⨯==⨯==⨯==⨯=

（2） 基础地面净压力计算

24381 1.21080.45388.8M

kN m =+⨯+⨯=∑

23.239.6A a b m =⨯=⨯=

231

3 3.2 5.126

W m =

⨯⨯=

荷载偏心距388.8 3.2

0.270.53135010866

M a e m F P

==

=<==++

基底净反力

max 1350108388.8

227.89.6 5.12e M

F P

P kPa A

W

++=

+=

+=∑

min 1350108388.8

75.99.6 5.12

e M

F P

P kPa A

W

++=

-=

-=∑

（3） 基础冲减验算

1) A aiegjc 面积上地基反力F l 计算

2

0002

2

2222600705300.533.20.630.60.5330.53 1.862222c c aiegjc aiegjc

a b a b A h b h h mm m

A m ⎛⎫⎛⎫

=----- ⎪ ⎪

⎝⎭⎝⎭

=-==⎛⎫⎛⎫=--⨯---= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

按A aiegjc 面积上作用着P e max 计，则

max 227.8 1.86423.7l e aiegjc F P A kN =⨯=⨯=

2) 验算冲切破坏面的抗剪承载力

按式 ()000.7h t c V f b h h β⎡⎤=+⎣⎦

因为0530800h mm mm =<,故 1.0h β=。基础用C20混凝土，其轴心抗拉强度设计值221.1/1100/t f kN mm kN mm ==,故

()0.7 1.011000.60.530.53461V kN ⎡⎤=⨯⨯⨯+⨯=⎣⎦

满足F l <[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

0.60.5 3.20.6 1.9m 2

c c a a a a =+

-=+⨯-= 柱边处的地基净反力e P I 由下式计算

()(),max

min min 227.875.9 1.975.9 3.2

3.2

166.1e

e e e P P a P a

P a

kPa

I -+-⨯+⨯=

=

=

()()()()()()()()2max max 21

248

1

3.20.6227.8166.1230.6227.8166.1348

392.2c e e c e e M a a P P b b P P b kN m

I I I ⎡⎤=

⨯-+++-⎣⎦⎡⎤=⨯-+⨯⨯++-⨯⎣⎦=()()max min 11

227.875.9151.8522

e e e P P P kPa =

+=⨯+= ()()

()()2

2224151.85

30.62 3.20.6255.124

e

c c P M b b a a kN m

∏=

⨯-⨯+=⨯-⨯⨯+=

根据M I 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，2300/y f N mm =，按内力臂系数0.9s γ=计算， 沿着长边方向：6

20392.21027410.90.9300530

s y M A mm f h I I

⨯===⨯⨯ 选配@1416200φ，实际钢筋面积2815mm 2 沿着短边方向：620255.11017830.90.9300530

s

y M A mm f h ⨯===⨯⨯ 选配@2401214φ，实际钢筋面积1847mm 2

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。

（1） 假定基底反力均匀分布，沿基础纵向的地基净反力为

800*21800*2p 260/182

F kN m L ∑+===+

（2） 梁的截面刚度

混凝土的弹性模量722.55*10/c E kN m = 梁的截面惯性矩33411

*2.5*1.20.361212

I bh m =

== 7622.55*10*0.369.18*10c E I kN m ==•

772.55*10*2.5*1.27.65*10c E A kN ==

（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 260/kN m =时，各支座反力为

910D A R R kN == 1690B C R R kN ==

（4） 把支座不平衡力均匀分布在支座相邻两跨的各1

3

跨度范围内

对A 、D 支座有011036.67/6

1()

33

A A D i kN

kN m l l -====-++△R △q △q

对B 、C 支座有1110

27.5/66

()

3333

B B

C i i kN m l l -====++△R △q △q

（5） 把均匀不平衡△q 作用于连续梁上，如下图，