基础工程计算题
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1.某钢筋混凝土条形基础和地基土情况如题图一所示,已知条形基础宽度
b =1.65m 。求该条形基础能承担的竖向荷载F k 最大是多少?(基底下地基压力
扩散角为22。)
解:
1)持力层承载力验算
取F k =161.2kN/m
2)下卧层承载力验算
即下卧层承载力满足要求。
故条形基础能承担的竖向荷载最大值为F k =161.2kN/m
2.某建筑物其中一柱下桩基承台顶面荷载(标高-0.30m )F k =2000kN ,
M k =300kNm ,地基表层为杂填土,厚1.8m ;第二层为软粘土,厚7.5m ,q sa =14kPa ;
第三层为粉质粘土,厚度较大,q sa =30kPa ,q p =800kPa 。若选取承台埋深d=1.8m ,
承台厚1.5m ,承台底面积取2.4m ×3.0m 。选用截面为300mm ×300mm 的钢筋
混凝土预制桩,试确定桩长及桩数,并进行桩位布置和群桩中单桩受力验算。
解:根据地质资料,将第三层作为桩持力层,进入6d=6×0.3=1.8m
L=7.5+1.8=9.3m
=800×0.32+4×0.3×(14×7.5+30×1.8)=263kN 根6.8263
2592000=+=+>a k k R G F n 取9根 满足要求 .
3、水下有一直径为8m 的圆形沉井基础,沉井自重为7842kN (已扣除浮力),
基础顶面作用竖直荷载为22800kN ,水平力为750kN ,弯矩9600kN ·m (均为
考虑附加组合荷载)。η1=η2=1.0。沉井埋深12m ,土质为中等密实的砂砾层
修正后的[σ]=1200kPa ,容重为21kN/m 3,内摩擦角φ=35°,内聚力C =0。
试验算该沉井基础的地基承载力及横向土抗力。 ()
3(21831h dW h b A -+=λββ,)3(26)4(1210h h b dW h h b Z -+-=λβλβ,d d b )11(9.01+=) 解:
1)基底应力计算
∑=P N =7842+22800=30642kN
d = 8m
420d A π=
=50.3m 2 d d
b )11(9.01+==8.1m 8.24750
127509600=⨯+==∑H M
λm 3.50323
==d W πm 3
=-⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=-+=)
128.243(123.508181211.8)3(218331h dW h b A λββ170.2m 2 ⎩
⎨⎧=±=⨯⨯⨯±=±=
4.5037158.1052.60912.170875033.503064230min max βσA Hd A N kPa 2)地基承载力验算
kPa kPa 7151100][>=σ 满足要求
3)横向抗力验算
=8.58m
地面下Z 深度处井壁承受的侧土横向抗力:)(60Z Z Z Ah
H ZX -=
σ 当h Z 31=时,则: 4.40)3
1258.8(312122.1707506)3(3603=-⨯⨯⨯=-=
h Z h Ah H X h σkPa 当h Z =时,则:
4.90)1258.8(1212
2.1707506)(603-=-⨯⨯⨯=-=
h Z h Ah H X h σkPa 沉井井壁侧土极限横向抗力
当h Z 3
1=时 =150.4kPa>40.4kPa
当h Z =时
=451.3kPa>90.4kPa
满足要求,计算时可考虑沉井侧面土的弹性抗力
1.钢筋混凝土墙下条形基础设计。某办公楼为砖混承重结构,拟采用钢筋混凝土墙下条形基础。外墙厚为370mm ,上部结构传至±0.000处的荷载标准值为F k =220kN/m ,M k =45kN·m/m ,荷载基本值为F=250kN/m ,M=63kN·m/m ,基础埋深1.92m(从室内地面算起),室外地面比室内地面低0.45m 。地基持力层承载力修正特征值f a =158kPa 。混凝土强度等级为C20(f c =9.6N /mm 2),钢筋采用HPB235级钢筋(f y =210N /mm 2)。试设计该外墙基础。
解:(1)求基础底面宽度b
基础平均埋深:d =(1.92×2-0.45)/2=1.7m
基础底面宽度: d
f F b G a k γ-==1.77m 初选 b =1.3×1.77=2.3m
地基承载力验算
=++=2max 6b
M b G F p k k k 180.7kPa<1.2f a = 189.6kPa 满足要求
(2)地基净反力计算.
=+=2max 6b
M b F p j 180.2kPa =-=2min 6b
M b F p j 37.2kPa (3)底板配筋计算。
初选基础高度h=350mm ,边缘厚取200mm 。采用100mmCl0的混凝土垫层,基础保护层厚度取40mm ,则基础有效高度h =310mm 。
计算截面选在墙边缘,则 a 1=(2.3—0.37)/2=0.97m
该截面处的地基净反力 p jI =180.2--(180.2—37.2)×0.97/2.3=119.9kPa 计算底板最大弯距
=+=21max max )2(6
1a p p M jI 75.3kN·m /m 计算底板配筋 ==0
max 9.0h f M A y s 1285mm 2 选用φ14@110mm(A s =1399mm 2);
根据构造要求纵向分布筋选取φ8@250mm (As=201.0mm 2)。
3、水下有一直径为8m 的圆形沉井基础,沉井自重为6535kN (已扣除浮力),基础顶面作用竖直荷载为16300kN ,水平力为550kN ,弯矩7600kN ·m (均为考虑附加组合荷载)。η1=η2=1.0。沉井埋深10m ,土质为中等密实的砂砾层([σ0]=400kPa ,K 1=3.0,K 2=5.0),容重为21kN/m 3,内摩擦角φ=35°,内聚力C =0。试验算该沉井基础的地基承载力及横向土抗力。 ()
3(21831h dW h b A -+=λββ,)3(26)4(1210h h b dW h h b Z -+-=λβλβ,d d b )11(9.01+=) 解:1)基底应力计算
∑=P N =6535+16300=22835kN
d = 8m
420d A π=
=50.3m 2 d d
b )11(9.01+==8.1m 8.23550105507600=⨯+==
∑H M λm 3.50323
==d W πm 3
=-⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=-+=)
108.233(123.508181011.8)3(218331h dW h b A λββ204m 2