200050050040002、解:基础高度h=500mm,其有效高度为h0=0.465mm。
F500??208.3kPaA2?1.2基底净反力
基础的b?2.0m,at?bc?0.5m,l?1.2m
pj?ab?at?2h0?0.5?2?0.465?1.43?l?1.2m
所以 ab?1.2m
ab?at?2h0?0.5?2?0.465?1.43?l?1.2m
由于ab?at?2h0?l,所以
bb2.00.5Al?(?c?h0)l?(??0.465)?1.2?0.342m22222 Fl?pjAl?208.3?0.342?71.24kN
11am?(at?ab)?(0.5?1.2)?0.85m22
0.7?hpftamh0?0.7?1.0?1100?0.85?0.465?304.3kN
故
Fl?0.7?hpftamh0,满足抗冲切破坏要求。
120050050020003、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1.5m(不高于标准冻深,室外地面以下1.2m);3)计算基础底面积并决定其尺寸
由于题目未给出fak,故应用公式并预估基础宽度为1.5m,有
fa?Mb?b?Md?md?Mcck?0.43?19?1.5?2.72?19?1.2?5.31?22?191.09kPa
由于是条形基础,故得到:
Fk310b???1.86mfa??Gd191.09?20?1.2取b=1.85m,再代入上式计算,得
fa?Mb?b?Md?md?Mcck?0.43?19?1.85?2.72?19?1.2?5.31?22?193.95kPa
故:
b?
故取基础宽度b=1.85m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:
b2?1(1.85?0.49)?0.68m2
Fk310??1.82mfa??Gd193.95?20?1.2
基底压力为:
pk?根据上述条件,由表2-1查得基础的容许宽高比1:1.00,所以基础的厚度应大于0.68m,
现取基础高度为h0=0.7m,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700mm>500mm,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0.7m,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:Fk?Gk310?20?1.85?1.2??191.57kPaA1.85?1.0
493434120cm185cm4、解:根据A?F/?fa??Gd??1000/?180?20*1.5??6.67M 1000 900 800 700 柱荷载KN 23535150 A计算值(M2) 6.67 6.00 5.33 4.67 3.33*600 底面尺寸(M*M) 2.6*2.6 2.5*2.5 2.3*2.3 2.2*2.2 1.9*1.9 可以看出,基础之间的最小净距为1.9M,地层均匀,土质好柱间荷载差别不大不会产生过大沉降和不均匀沉降,选用单独基础是可行的. 5、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:
从规范查得C20混凝土:ft=1.1MPa,I级钢筋:fy=210MPa。算得基底净反力为:
pjmax?jminh0?800?40?10?750mm
基础高度为0.8m,短边长度为2.5m,柱截面的宽度为0.4m,高度为0.6m,所以有:
?hp?1.0,at?a?0.4m,ab?at?2h0?1.9mam?(at?ab)/2?(0.4?1.9)/2?1.15mFMy2400210?180?1.5368.3????kPa180.2AWy3.5?2.51?2.5?3.526
由于l >at+2h0,于是
Al?l?(
b?bc1?h0)?[(l?a)?h0]2223.5?0.61?2.5?(?0.75)?[(2.5?0.4)?0.75]2222?1.66m Fl?pjmaxAl?368.3?1.66?611.4kN
0.7?hpftamh0?0.7?1.0?1100?1.15?0.75?664.1kN
两者比较,知满足公式的要求且富余不多,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
3.5?0.6a??0.4m,b??0.6m,a1??1.45m23.5?1.45pjI?180.3?(368.3?180.2)??290.5kPa3.5
沿长边方向的弯矩
1MI?a12[(2l?a?)(pjmax?pjI)?(pjmax?pjI)l]121?1.452[(2?2.5?0.4)(368.3?290.5)?(368.3?290.5)?2.5]12?657.4kN-m
沿短边方向的弯矩
M???1(l?a?)2(2b?b?)(pjmax?pjmin)481?(2.5?0.4)2(2?3.5?0.6)(368.3?180.2)48?383.0kNm
沿长边方向配筋
AsI?沿短边方向配筋
AsII?MI657.4??106?4638mm20.9fyh00.9?750?210
MI383.0??106?2776mm20.9fy(h0?d)0.9?(750?20)?210
2
沿长边方向选用15?20@170mm,AsI=4713mm;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):(见下页) 6、解:由题给条件,算得
bh31?0.63I???0.018m31212
??4因为:?l1=?l2=0.343?13=4.459>?,所以是无限长梁。
c点处:x=6m,由公式:
Cx?e??x(cos?x?sin?x)?e?0.343?6[cos(0.343?6)?sin(0.343?6)]??0.173
Dx?e??xcos?x?e?0.343?6cos(0.343?6)??0.0598
根据叠加法求得梁在c点处的弯矩:
FM1200150Mc?0Cx?0Dx??(?0.173)??(?0.0598)4?24?0.3432??151.3?(?4.485)??155.8kNm
由对称性,得梁在a点处的弯矩为
FMMa?0Cx?0Dx??151.3?(?4.485)??146.8kNm4?2
7、解:因为是中柱,故两个方向均可视为无限长梁,其特征长度为:
Sx?Sy?4bk1?20000?4?0.343m-174EI4?2?10?0.018
4EIx?bxk4EIybyk?44?750000?4.59m1.5?4500 4?500000?4.39m1.2?450044则:
Px?
bxSx1.5?4.59P??2000?1133kNbxSx?bySy1.5?4.59?1.2?4.39
Py?P?Px?2000?1133?867kN
35006506006505254005255258004004005251450250065060065015?20@170mm 20?14@180mm 8001900五、计算选择 1D.; 2C.; 3B.;4C.; 5C.; 6B.; 7B.