1、房屋建筑學、鋼筋混凝土結構、基礎工程大作業（2015-2016學年第二學期）姓名 陳春蓮 教學點 學號 成績 一、填空題（1*10=10分）1.建筑按民用建筑的使用功能可分為 居住建筑 和 公共建筑 。2. 伸縮縫 要求將建筑物從基礎以上沿全高全部分開； 沉降縫 要求建筑物從屋頂到基礎分開。3.樓梯的凈高在平臺部位應大于 2.0米；在梯段部位應大于 2.2米 。4.建筑工程設計包括 建筑設計 、 結構設計 、 設備設計 等三方面。8.基本模數的符號為 M 。 二、 作圖與識圖題（45分）1.畫出屋面變形縫處的兩種泛水構造。（10分）答：2. 識讀下列建筑施工圖并填空。（12分）建筑平面圖是用平

2、行于地面且略高于（1）窗臺的位置 的假想面剖切建筑形成；該首層建筑面積為（2）136.8 ，室內外高差為（3） 0.45m，若二層的標高為3.600且樓板厚度為100mm，則首層的層高為（4）3500mm ，散水的寬度為（5） 600mm ，房間的標高為（6） ±0.00mm，若衛生間地面要求低于房間50mm，則衛生間的標高應為（7）-50mm ；若在A、B軸線間增加一軸線，則該軸線稱為（8） 分軸線 ，且該軸號應命名為（9） ；圖中衛生間的開間為（10）1500mm ；該建筑的朝向為（11） 東 ；圖中索引符號表示（12）詳圖所在圖紙的編號 。 。3.樓梯建筑方案設計如建筑物底層中

3、間休息平臺下設有對外出入口，在底層樓梯處通常的處理方式有哪幾種？繪圖說明。（13分）答：當樓梯間的平臺下要作為主要入口時，為了增加入口的高度，有以下幾 種處理方法： 一、增加室內外高差； 二、底層采用不等跑； 三、既增加室內外高差又采用不等跑； 四、底層采用單跑最好的處理方法是第一種，因為增加室內外高差可以提高底層的防潮能力，增加 底層住戶的安全感，對于梯段的尺度只有一種，便于設計與施工。4. 請以簡圖的形式，畫出單層單跨排架結構與單層單跨剛架，并指出兩種結構節點的約束形式及受力特點。（10分）答：（1）單層單跨排架結構：一般稱屋架與柱頂鉸接連接，柱子下端嵌固于基礎中的單層廠房的結構形式為排架

4、結構。沿排架方向稱為廠房橫向，垂直于排架方向稱為廠房的縱向。是在自身的平面內承載力和剛度都較大，而排架間的承載能力則較弱，通常在兩個支架之間應該加上相應的支撐，避免風荷載的一個推動，發生側向的移動。由于排架體系的房屋剛度小，重心高，需承受動荷載，因此需要安裝柱間斜支撐和屋蓋部分的水平平斜支撐，還要在兩側山墻設置抗風柱。（2）單層單跨剛架：單層剛架一般是由直線形桿件，梁與柱剛性連接而成的結構。其受力特點是：在豎向荷載作用下柱對梁的約束減少了梁的跨中彎矩；在水平力的作用下，梁對柱約束減少了柱內彎矩，見圖五十四。梁與柱由于剛性連接，因而剛度提高。門式剛架可分為無鉸剛架、兩鉸剛架和三鉸剛架三種。無鉸剛

5、架，柱底彎矩大，由于它由一個桿件，六個約束組成，是三次超靜定結構見圖五十四(a)，結構剛度大。當地基發生不均勻沉降時，結構會產生附加內力。三鉸剛架是靜定結構, 見圖中(b)。當基礎有不均勻沉降時，結構不會產生附加內力。兩鉸剛架是一次超靜定結構。三、 名詞解釋題（3*5=15分）1. 摩擦端承樁答：樁頂極限荷載由樁側阻力和樁端阻力共同承擔，但樁端阻力分擔荷載大的樁。2. 沉降縫答：是為了預防建筑物各部分由于地基承載力不同或各部分荷載差異較大等原因引起建筑物不均勻沉降、導致建筑物破壞而設置的變形縫。3. 地基承載力修正值答：由載荷試驗確定的地基土壓力變形曲線線性變形段內規定的變形所對應的壓力值，其

6、最大值為比例界限值。4. 相對密實度答：相對密實度 是無粘性土（如砂類土）最大孔隙比（）與天然孔隙比（e）之差和最大孔隙比與最小隙比（）之差的比值5. 相對標高答：相對標高表示建筑物各部分的高度。標高分相對標高和絕對標高。相對標高是把室內地坪面定為相對標高的零點，用于建筑物施工圖的標高標注。四、 設計題（20分）1.設計框架柱下獨立基礎，已知柱的截面尺寸為300mm×400mm，基礎底面尺寸為1.6m×2.4m，距室外地面及柱底面分別為1.0m和0.6m。作用在柱底的荷載效應基本組合設計值為：F=900kN（軸力），M=108kN·m（彎矩），V=18kN（剪力）

7、。材料選用：HRB335鋼筋，C30混凝土，請根據設計結果繪制基礎配筋示意圖（用直尺、鉛筆手工繪圖）。（參考資料：混凝土結構或基礎工程教材中柱下獨立基礎設計部分的內容）解題思路和提示：1）計算基底凈反力（即最大、最小凈反力）；2）確定基礎高度，進行柱邊基礎截面抗沖切驗算和變階處抗沖切驗算；3）進行基礎配筋計算。答：一、設計依據建筑地基基礎設計規范（GB50007-2002） 混凝土結構設計規范 （GB50010-2010） 二、示意圖 三、計算信息構件編號: JC-1 計算類型: 驗算截面尺寸1. 幾何參數：臺階數 n=2；矩形柱寬： bc=400mm； 矩形柱高 ：hc=300mm 基礎高度

8、 ：h1=350mm 基礎高度 ：h2=250mm 一階長度 ：b1=600mm b2=400mm 一階寬度： a1=400mm a2=250mm 二階長度: b3=600mm b4=400mm 二階寬度 : a3=400mm a4=250mm 2. 材料信息 基礎混凝土等級: C30 ft_b=1.43N/mm2 fc_b=14.3N/mm2 柱混凝土等級: C30 ft_c=1.43N/mm2 fc_c=14.3N/mm2 鋼筋級別: HRB335 fy=300N/mm2 3、計算信息結構重要性系數: o=1.0 ；基礎埋深: dh=1.300m；縱筋合力點至近邊距離:as=50mm；基礎

9、及其上覆土的平均容重:=20.000kN/m3 最小配筋率:min=0.100%4. 作用在基礎頂部荷載標準組合值 F=900.000kN； Mx=0.000kN*m； My=108.000kN*m Vx=18.000kN； Vy=0.000kN； ks=1.35； Fk=F/ks=900.000/1.35=666.667kN； Mxk=Mx/ks=0.000/1.35=0.000kN*m； Myk=My/ks=108.000/1.35=80.000kN*m； Vxk=Vx/ks=18.000/1.35=13.333kN Vyk=Vy/ks=0.000/1.35=0.000kN 5. 修正后的

10、地基承載力特征值四、計算參數1. 基礎總長 Bx=b1+b2+b3+b4+bc=0.600+0.400+0.600+0.400+0.400=2.400m 2. 基礎總寬 By=a1+a2+a3+a4+hc=0.400+0.250+0.400+0.250+0.300=1.600m A1=a1+a2+hc/2=0.400+0.250+0.300/2=0.800m A2=a3+a4+hc/2=0.400+0.250+0.300/2=0.800m B1=b1+b2+bc/2=0.600+0.400+0.400/2=1.200m B2=b3+b4+bc/2=0.600+0.400+0.400/2=1.2

11、00m 3. 基礎總高 H=h1+h2=0.350+0.250=0.600m 4. 底板配筋計算高度 ho=h1+h2-as=0.350+0.250-0.050=0.550m 5. 基礎底面積 A=Bx*By=2.400*1.600=3.840m2 6.Gk*Bx*By*dh=20.000*2.400*1.600*1.300=99.840kN G=1.35*Gk=1.35*99.840=134.784kN 五、計算作用在基礎底部彎矩值 Mdxk=Mxk-Vyk*H=0.000-0.000*0.600=0.000kN*m Mdyk=Myk+Vxk*H=80.000+13.333*0.600=88

12、.000kN*m Mdx=Mx-Vy*H=0.000-0.000*0.600=0.000kN*m Mdy=My+Vx*H=108.000+18.000*0.600=118.800kN*m六、地基凈反力 exk=Mdyk/(Fk+Gk)=88.000/(703.704+99.840)=0.110m 因 |exk| Bx/6=0.400m x方向小偏心, 由公式【5.2.2-2】和【5.2.2-3】推導 Pkmax_x=(Fk+Gk)/A+6*|Mdyk|/(Bx2*By) =(703.704+99.840)/3.840+6*|88.000|/(2.4002*1.600)=266.548kPa P

13、kmin_x=(Fk+Gk)/A-6*|Mdyk|/(Bx2*By) =(703.704+99.840)/3.840-6*|88.000|/(2.4002*1.600)=151.965kPa七、基礎沖切驗算 1. 計算基礎底面反力設計值 1.1 計算x方向基礎底面反力設計值 ex=Mdy/(F+G)=118.800/(950.000+134.784)=0.110m 因 ex Bx/6.0=0.400m x方向小偏心 Pmax_x=(F+G)/A+6*|Mdy|/(Bx2*By) =(950.000+134.784)/3.840+6*|118.800|/(2.4002*1.600)=359.8

14、40kPa Pmin_x=(F+G)/A-6*|Mdy|/(Bx2*By) =(950.000+134.784)/3.840-6*|118.800|/(2.4002*1.600)=205.1 52kPa 1.2 計算y方向基礎底面反力設計值 ey=Mdx/(F+G)=0.000/(950.000+134.784)=0.000m 因 ey By/6=0.267 y方向小偏心 Pmax_y=(F+G)/A+6*|Mdx|/(By2*Bx) =(950.000+134.784)/3.840+6*|0.000|/(1.6002*2.400)=282.496kPa Pmin_y=(F+G)/A-6*|M

15、dx|/(By2*Bx) =(950.000+134.784)/3.840-6*|0.000|/(1.6002*2.400)=282.496kPa 1.3 因 Mdx=0 并且 Mdy0 Pmax=Pmax_x=359.840kPa Pmin=Pmin_x=205.152kPa 1.4 計算地基凈反力極值 Pjmax=Pmax-G/A=359.840-134.784/3.840 =324.740kPa 2. 驗算柱邊沖切 YH=h1+h2=0.600m, YB=bc=0.400m, YL=hc =0.300m YB1=B1=1.200m, YB2=B2=1.200m, YL1=A1=0.800

16、m, YL2=A2 =0.800m YHo=YH-as=0.550m 2.1 因 (YH800) hp=1.0 2.2 x方向柱對基礎的沖切驗算 x沖切位置斜截面上邊長 bt=YB =0.400m x沖切位置斜截面下邊長 bb=YB+2*YHo =1.500m x沖切不利位置 bm=(bt+bb)/2=(0.400+1.500)/2 =0.950m x沖切面積 Alx=max(YL1-YL/2-ho)*(YB+2*ho)+(YL1-YL/2-ho)2,(YL2-YL/2-ho)*(YB+2*ho)+(YL2 -YL/2-ho)2 =max(0.800-0.300/2-0.550)*(0.400

17、+2*0.550)+(0.800-0.300/2-0.550)2 ,(0.800-0.300/2-0.550)*(0.400+2*0.550)+(0.800-0.300/2-0.550)2) =max(0.160,0.160) =0.160m2 x沖切截面上的地基凈反力設計值 Flx=Alx*Pjmax=0.160*324.740=51.958kN o*Flx=1.0*51.958=51.96kN o*Flx0.7*hp*ft_b*bm*YHo (6.5.5-1) =0.7*1.000*1.10*950*550 =402.32kN x方向柱對基礎的沖切滿足規范要求 2.3 y方向柱對基礎的沖切

18、驗算 y沖切位置斜截面上邊長 at =YL =0.300m y沖切位置斜截面下邊長 ab=YL+2*YHo =1.400m y沖切截面上的地基凈反力設計值 Fly=Aly*Pjmax=0.000*324.740 =0.000kN o*Fly=1.0*0.000=0.00kN o*Fly0.7*hp*ft_b*am*YHo (6.5.5-1) =0.7*1.000*1.10*850*550 =359.97kN y方向柱對基礎的沖切滿足規范要求 3. 驗算h2處沖切YH=h2=0.250m； YB=bc+b2+b4=1.200m； YL=hc+a2+a4=0.800m YB1=B1=1.200m,

19、 YB2=B2=1.200m, YL1=A1=0.800m, YL2=A2=0.800m YHo=YH-as=0.200m 3.1 因 (YH800) hp=1.0 3.2 x方向變階處對基礎的沖切驗算 因 YL/2+ho>=YL1和YL/2+h0>=YL2 x方向基礎底面外邊緣位于沖切破壞錐體以內, 不用計算x方向的柱對基礎的沖切驗算 3.3 y方向變階處對基礎的沖切驗算 y沖切位置斜截面上邊長 at=YL=0.800m y沖切位置斜截面下邊長 ab=YL+2*YHo=1.200m y沖切面積 Aly=max(YB1-YB/2-ho)*(YL1+YL2),(YB2-YB/2-ho

20、)*(YL1+YL2) =max(1.200-1.200/2-0.550)*(0.800+0.800000),(1.200 -1.200/2-0.550)*(0.800+0.800000) =max(0.080,0.080) =0.080m2 y沖切截面上的地基凈反力設計值 Fly=Aly*Pjmax=0.080*324.740=25.979kNo*Fly=1.0*25.979=25.98kN o*Fly0.7*hp*ft_b*am*YHo (6.5.5-1) =0.7*1.000*1.10*1000*200 =154.00kN y方向變階處對基礎的沖切滿足規范要求八、基礎受彎計算 因Mdx0

21、 Mdy=0 并且 ey<By/6=0.267m y方向單向受壓且小偏心 a=(By-bc)/2=(1.600-0.400)/2=0.600m P=(By-a)*(Pmax-Pmin)/By)+Pmin =(1.600-0.600)*(359.840-205.152)/1.600)+205.152 =301.832kPa MI_1=1/48*(Bx-bc)2*(2*By+hc)*(Pmax+Pmin-2*G/A) =1/48*(2.400-0.400)2*(2*1.600+0.300)*(359.840+205.152-2*134.784/3.840) =144.31kN*m MII_1

22、=1/12*a2*(2*Bx+bc)*(Pmax+P-2*G/A)+(Pmax-P)*Bx) =1/12*0.6002*(2*2.400+0.400)*(359.840+301.832-2*134.784/3.840)+(359.840-301.832)*2.400) =96.45kN*m a=(By-bc-a2-a4)/2=(1.600-0.400-0.250-0.250)/2 =0.350m 因Mdx0 Mdy=0 并且 ey<By/6=0.267m y方向單向受壓且小偏心 P=(By-a)*(Pmax-Pmin)/By)+Pmin =(1.600-0.350)*(359.840-2

23、05.152)/1.600)+205.152 =326.002kPa MI_2=1/48*(Bx-bc-b2-b4)2*(2*By+hc+a2+a4)*(Pmax+Pmin-2*G/A) =1/48*(2.400-0.400-0.400-0.400)2*(2*1.600+0.300+0.250+0.250)*(359 .840+205.152-2*134.784/3.840) =59.38kN*m MII_2=1/12*a2*(2*Bx+bc+b2+b4)*(Pmax+P-2*G/A)+(Pmax-P)*Bx) =1/12*0.3502*(2*2.400+0.400+0.400+0.400)*(359.840+326.002-2*134.784/3.840)+(359.840-326.002)*2.400) =38.54kN*m 九、計算配筋 9.1 計算Asx Asx_1=o*MI_1/(0.9*(H-as)*fy) =1.0*144.31*106/(0.9*(600.000-50.000)*270) =1079.8mm2 Asx_2=o*MI_2/(0.9*(H-h2-as)*fy) =