2018注冊(cè)巖土工程師專業(yè)考試基礎(chǔ)習(xí)題及答案（14）

　　【1.2.4】某廠房柱子斷面 600mm×400mm。基礎(chǔ)受荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值的豎向荷載 F =800kN，力矩M =220kN·m，水平荷載H =50kN。地基持力層為粘性土，孔隙比 e =0.75，液性指數(shù) IL=0.7，剖面如圖 1.2.3 所示。基礎(chǔ)埋置深度 2.0m。試設(shè)計(jì)柱下剛性基礎(chǔ)。

圖 1.2.3

　　【解】

　�、� 按豎向中心荷載初估基底面積。假定基礎(chǔ)底面為矩形，由規(guī)范(GB5007-2002)

　　第 5.2.2 條公式(5.2.2.1)可推算基底面積

　　p k=(F k+G k)/A ≤f a

　　現(xiàn)將公式改變?yōu)椋?/P>

　　F k+G k≤f a·A

　　即F k+A dγm≤f a·A

　　移項(xiàng)F k≤A(f a-d γm)

　　則A ≥Fk/(fa-dγm)

　　=800/(212-2×20)=4.65m2

　　考慮偏心荷載作用，將基底面積擴(kuò)大 1.3 倍：

　　A =1.3×4.65=6.04 m2

　　假定采用基礎(chǔ) l×b=3m×2m=6.0m2 ⑵ 計(jì)算基底邊緣最大壓力 p max�；�礎(chǔ)自重及基礎(chǔ)上回填土重

　　G=γd A=20×2.0×2×3=240kN

　　作用在基底的總豎向荷載

　　F +G =800+240=1040kN基底的總力矩 M =220+50×2=320 kN·m

　　總的偏心矩 e =320/1040=0.31m

　　按規(guī)范(GB5007-2002)第 5.2.2 條公式(5.2.2-2)、(5.2.2-3)計(jì)算基底邊緣最大應(yīng)力、最小應(yīng)力： p max=(F k+G k)/A+M k/W

　　p min=(F k+G k)/A-M k/W

　　其中 W 是基礎(chǔ)底面的截面模量

　　W =bl2/6=2×32/6=3m3

　　則 p max=1040/(2×3)+320/3=173.3+106.7=280.0kPa p min=1040/(2×3)-320/3=173.3-106.7=66.6kPa

　　基底反力梯形圖見圖 1.2.4

圖1.2.4 基底反力圖

　�、� 按基礎(chǔ)埋深修正地基承載力。查規(guī)范(GB5007-2002)表 5.2.4，因持力層是 e 及 IL 均小于 0.85的粘性土，故ηd=1.6，γm=(17.8×1.6+8.5×0.4)/2=15.94kN/m3。則地基承載力特征值 f a

　　計(jì)算如下：

　　f a=f ak+η bγm (b-3)+η dγm (d-0.5)

　　=212+0×(2-3)+1.6×15.94×(2.0-0.5)=250kPa

　�、� 驗(yàn)算偏心荷載下基底應(yīng)力的允許條件：

　　1.2f a = 1.2 × 250 = 300kPa > p max =280.0kPa(OK)

　�、� 驗(yàn)算中心荷載下基底應(yīng)力的允許條件：

　　p =(F +G ) /A=1040/(3×2)=173.3 kPa

　　因此 2m×3m=6m2 的基礎(chǔ)滿足規(guī)范要求。

　�、� 確定基礎(chǔ)高度和構(gòu)造尺寸

　　采用 C15 混凝土基礎(chǔ)，查規(guī)范(GB5007-2002)表 8.1.2，臺(tái)階高寬比允許值 1︰1，則基礎(chǔ)高度

　　h =( 基礎(chǔ)寬 -柱寬)/2=(3-0.6)/2=1.2m

　　做成 2 個(gè)臺(tái)階�；�礎(chǔ)的臺(tái)階尺寸如圖 1.2.3。