大作業(yè)(2015-2016學(xué)年第二學(xué)期)2016.3.25

1、房屋建筑學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)工程大作業(yè)（2015-2016學(xué)年第二學(xué)期）姓名 陳春蓮 教學(xué)點(diǎn) 學(xué)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(chǔ)以上沿全高全部分開； 沉降縫 要求建筑物從屋頂?shù)交A(chǔ)分開。3.樓梯的凈高在平臺部位應(yīng)大于 2.0米；在梯段部位應(yīng)大于 2.2米 。4.建筑工程設(shè)計包括 建筑設(shè)計 、 結(jié)構(gòu)設(shè)計 、 設(shè)備設(shè)計 等三方面。8.基本模數(shù)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(gòu)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(nèi)外高差為（3） 0.45m，若二層的標(biāo)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(biāo)高為（6） ±0.00mm，若衛(wèi)生間地面要求低于房間50mm，則衛(wèi)生間的標(biāo)高應(yīng)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(yīng)命名為（9） ；圖中衛(wèi)生間的開間為（10）1500mm ；該建筑的朝向?yàn)椋?1） 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(shè)計如建筑物底層中

3、間休息平臺下設(shè)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(dāng)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(nèi)外高差； 二、底層采用不等跑； 三、既增加室內(nèi)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?yàn)樵黾邮覂?nèi)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(shè)計與施工。4. 請以簡圖的形式，畫出單層單跨排架結(jié)構(gòu)與單層單跨剛架，并指出兩種結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的約束形式及受力特點(diǎn)。（10分）答：（1）單層單跨排架結(jié)構(gòu)：一般稱屋架與柱頂鉸接連接，柱子下端嵌固于基礎(chǔ)中的單層廠房的結(jié)構(gòu)形式為排架

4、結(jié)構(gòu)。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(nèi)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(yīng)該加上相應(yīng)的支撐，避免風(fēng)荷載的一個推動，發(fā)生側(cè)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(cè)山墻設(shè)置抗風(fēng)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(jié)構(gòu)。其受力特點(diǎn)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(nèi)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(jié)構(gòu)見圖五十四(a)，結(jié)構(gòu)剛度大。當(dāng)?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降時，結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生附加內(nèi)力。三鉸剛架是靜定結(jié)構(gòu), 見圖中(b)。當(dāng)基礎(chǔ)有不均勻沉降時，結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生附加內(nèi)力。兩鉸剛架是一次超靜定結(jié)構(gòu)。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(cè)阻力和樁端阻力共同承擔(dān)，但樁端阻力分擔(dān)荷載大的樁。2. 沉降縫答：是為了預(yù)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(dǎo)致建筑物破壞而設(shè)置的變形縫。3. 地基承載力修正值答：由載荷試驗(yàn)確定的地基土壓力變形曲線線性變形段內(nèi)規(guī)定的變形所對應(yīng)的壓力值，其

6、最大值為比例界限值。4. 相對密實(shí)度答：相對密實(shí)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(biāo)高答：相對標(biāo)高表示建筑物各部分的高度。標(biāo)高分相對標(biāo)高和絕對標(biāo)高。相對標(biāo)高是把室內(nèi)地坪面定為相對標(biāo)高的零點(diǎn)，用于建筑物施工圖的標(biāo)高標(biāo)注。四、 設(shè)計題（20分）1.設(shè)計框架柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，已知柱的截面尺寸為300mm×400mm，基礎(chǔ)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(yīng)基本組合設(shè)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(jù)設(shè)計結(jié)果繪制基礎(chǔ)配筋示意圖（用直尺、鉛筆手工繪圖）。（參考資料：混凝土結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)工程教材中柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計部分的內(nèi)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(chǔ)高度，進(jìn)行柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算和變階處抗沖切驗(yàn)算；3）進(jìn)行基礎(chǔ)配筋計算。答：一、設(shè)計依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2002） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （GB50010-2010） 二、示意圖 三、計算信息構(gòu)件編號: JC-1 計算類型: 驗(yàn)算截面尺寸1. 幾何參數(shù)：臺階數(shù) n=2；矩形柱寬： bc=400mm； 矩形柱高 ：hc=300mm 基礎(chǔ)高度

8、 ：h1=350mm 基礎(chǔ)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(chǔ)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(jié)構(gòu)重要性系數(shù): o=1.0 ；基礎(chǔ)埋深: dh=1.300m；縱筋合力點(diǎn)至近邊距離:as=50mm；基礎(chǔ)

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(chǔ)頂部荷載標(biāo)準(zhǔn)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(shù)1. 基礎(chǔ)總長 Bx=b1+b2+b3+b4+bc=0.600+0.400+0.600+0.400+0.400=2.400m 2. 基礎(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(dǎo) 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(chǔ)沖切驗(yàn)算 1. 計算基礎(chǔ)底面反力設(shè)計值 1.1 計算x方向基礎(chǔ)底面反力設(shè)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(chǔ)底面反力設(shè)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(yàn)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(chǔ)的沖切驗(yàn)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(shè)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(chǔ)的沖切滿足規(guī)范要求 2.3 y方向柱對基礎(chǔ)的沖切

18、驗(yàn)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(shè)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(chǔ)的沖切滿足規(guī)范要求 3. 驗(yàn)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(chǔ)的沖切驗(yàn)算 因 YL/2+ho>=YL1和YL/2+h0>=YL2 x方向基礎(chǔ)底面外邊緣位于沖切破壞錐體以內(nèi), 不用計算x方向的柱對基礎(chǔ)的沖切驗(yàn)算 3.3 y方向變階處對基礎(chǔ)的沖切驗(yàn)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(shè)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(chǔ)的沖切滿足規(guī)范要求八、基礎(chǔ)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) =