2012基础工程习题第二章作业解答
【解】
1) 埋深为0.8米时候
=++=k c m d b a c M d M b M f γγ0.80*18.9*2.5+3.97*18*0.8+20*6.45=224kPa
2）埋深为2.4米时候：
=++=k c m d b a c M d M b M f γγ 1.90*19.4*2.5+5.59*（18*0.8+18.9*1.6）=342kPa 2-44
已知Fk=188kN/m ， d=1.0m ，b=1.2m ，检验软弱下卧层承载力
地质情况如下表
粉土承载力修正系数，为0、1.5
)5.0()3(-+-+=d b f f m d b ak a γηγη=180+1.5*（17.7*0.8+9.4*0.2）*（1-0.5）=192kPa A
G F p k k k +==188/1.2+20*1.0-10*0.2=157+20-2=175kPa （比fa 只打了3.6%<5%，可以） p0=197-（17.7*0.8+9.4*0.2）=175-16=159kPa
Es1/Es2=15/5=3，z/b=1.8/1.2>0.5，扩散角为23度
θ
σσtan 2)(z b p b cd k z +-==1.2*159/（1.2+2*1.8tan23）=70kPa σc=17.7*0.8+9.4*2=33kPa
平均重度为33/2.8=11.8
淤泥质土地基承载力修正系数为0，1
)5.0()3(-+-+=d b f f m d b ak a γηγη=90+1*11.8*
（2.8-0.5）=117kPa>70+33=103kPa 软弱下卧层地基承载力满足要求
已知b*c=0.6*0.6 ，Fk=1000kN ，Hk=60kN ，Mk=180kNm , Pk=80kN ，e=0.45m ， 标准冻深z0=1.6m ，设计刚性基础
【解】
已知地质资料如下：
地下水上，γ=19.2
地下水下：γsat=20.0，φk=200，ck=12kPa ，Gs=2.70，粉质粘土，
ω=26%，ωp=18%，ωL=30%
1) 基础类型：素混凝土基础C15
2) 基础埋置深度确定：
冻胀影响因素的考虑：
土为粘性土ψzs=1.00
地下水位距离冻胀线的距离为0.4米，ωp+9 >ω=26%>ωp+5，冻胀等级为Ⅳ，为强冻胀, 冻胀性影响系数：ψzw=0.85
镇内，环境影响系数：ψze=1.00
Zd=1.6*1*0.85*1=1.36
最小埋深dmin=1.36-h Max =1.36-.36=1.0
实际取埋深d=1.2m ，满足冻胀的要求
3) 地基承载力特征值：
按照规范预计地基承载力特征值，初步按照b=2m 估计
由φk=200，得到Mb=0.51，Mc=5.66，Md=3.06
=++=k c m d b a c M d M b M f γγ0.51*19.2*2+3.06*17.7*1.2+5.66*12=18.1+65+67.9=158kPa
4) 基础底面面积选择：
铅垂荷载：Fk+Pk=1080kN
弯矩Mk=180+60*1.2+80*0.45=288kNm 基础地面面积w
w G a k h d f F A γγ+--≥)4.11.1(=（1.1-1.4）*1080/(158-20*1.2)=8.87-11.26 方形柱，基础单向偏心，拟采用L=1.5b 按照上面数字，估计b=2.5-2.8
取b*L=2.6*4.0，A=10.4
实际承载力=158+.51*19.2*.6=164kPa
5) 承载力验算
kPa 197164*2.12.1170)0.4/217.0*61(4.101330,7.06/4217.04
.10*2.1*201080288max ==<=+=
==+=+=fa kPa p G F M e k k k k 小偏心 承载力满足要求
6）基础高度方形尺寸确定：
（4-0.6）/2=1.7，长边方形需要基础高度1.7米，短边每边增加量为：（2.6-0.6）/2=1.0 所以考虑设置4个台阶，其中三个台阶为400，最下面台阶为500高，长边方形缩进分别为500,3*400；短边方形收进分别,2*300，2*200
说明：基础埋深增加，地基承载力增加幅度大过荷载幅度，故承载力得到保证，不重新验算
2-46
【解】基础采用钢筋混凝土独立基础，基础埋深不变，采用1.2米，基础底面尺寸不变2.6*4.0 混凝土采用C20，ft=1.1kN/mm2=1100kN/m2，
前面步骤同上面，但是从第七步开始不同
7）基础设计
● 荷载组合：
F=1080*1.35=1458kN ，M=288*1.35=389kNm
● 基底净压力计算
kPa kPa p F M e j 84196140*60.0140*40.1)0.4/267.0*61(4.1014586/0.4267.01458389min
max j ==±====，小偏心 ● 基础抗冲切检算
初步选择基础高度h=600，h0=550mm
17001100600226000=+=+>=h b b c
6325
.055.*)55.6.0()(7875.2)55.03.03.1(6.2*55.3.02)2
2(b )22(00222001=+=+==-----=-----=h h b A h b b h a l A c c c ）（冲切力为=p jmax *A1=196*2.2785=447kN
抗冲切能力为=0.7*1100*0.6325=487kN ，满足要求
● 柱边弯矩计算
kN 148841968
6.0484)(2511)6.04(*]6.2*)148196()6.6.2*2)(148196[(48
1)]()()2)([(481min max min 1221max 1max 1=-++=-++==--+++=--+++=
）（j j c j j c j j c j j p p l a l p p kNm a l b p p b b p p M kNm a l b b p M c c j 3.107)6.04()6.06.2(*140*24
1)2()(241222=+-=+-=
● 配筋省略
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2. 扌肖土墙后的排水构造有 防水层 桩基础按承台卜?的桩身多少，可分为 滤水层 排水孔 。（单桩，群桩） 4.钻孔灌注钻施工时，成孔完毕后应进行 ,再吊装钢筋笼。（清孔） 6.桥成孔的方法有三种：爆破成孔、机械钻孔、 o （人工挖孔） 7.桩基础按施工方法可分为 。（预制桩，灌注桩） 8.桩的承载力可分为竖向承载力、水平承载力和 承载力。（抗拔） 9.灌注桩的絵强度等级不应低于 o (C20) 倍。 （3） 1. 新建建筑基础埋深应」相邻建筑基础，否则应保持 一定距离 5. 预制桩在施工时经常出现的质量事故有 等。（断桩，桩打斜，桩头爆裂等等） 10. 扩底灌注桩的扩底直径不应大于桩身直径的 11. 挖孔灌注桩屈于非挤土桩（丿） 12 土方开挖时一般要使地下水位降至开挖面以下0.5m 后才能开挖。 13?常用降低地下水位的方法有集水井降水法、井点降水法两种。 14?井点降水法常用的有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深 井井点等 15轻型井点设备由管路系统、抽水设备组成。 16. 场地平整土方工程量的计算方法有方格网法、横断面法。 17?基础垫层的混凝土最低要使用C15. 18 土方开挖的顺序应遵循开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖的原则。 19. 土方的压实方法有碾压法，夯实法，振动压实法等几种。 20石灰和土的体积比一般为3： 7或2： 8o 21 .当有垫层吋，混凝土保护层厚度不应＜40mm,无垫层时不应v70mm 。 22. 土的控制干密度P d 与土的最人干密度的比值称为P d.max 的比值称为土的压实系数Y 。 23轻型井点降水主要由井点管，总管，弯联管三部分组成。 24①正铲挖土机的特点:前进向上，强制切土。适用于开挖停机血以上的I ?IV 类土和 爆破麻的岩石冻十-等。 %1 反铲挖土机的特点：后退向下，强制切土。适用于开挖停机血以下I ?III 类土和一侧或沟 边。 %1 拉铲挖土机的特点：后退向下，自重切土。适用于开挖停机面以卜T ?III 类土和适用于 开挖挖掘停机面以下I ?III 类土开挖较深较人的基坑、槽、沟渠等。 %1 抓铲挖土机的特点：直上直下，自重切土。适用于停机面以卜T ?III 类土。 土方开挖的顺序应遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。 25混凝土预制桩达到设计强度的75%方可起曲，达到100%即可运输；桩堆放时，垫木位置 应于巾
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习题解答 习题3－2 某过江隧道底面宽度为33m ，隧道A 、B 段下的土层分布依次为：A 段，粉质粘土，软塑，厚度2m ，E s ＝4.2MPa ，其下为基岩；B 段，粘土，硬塑，厚度12m ，E s = 18.4MPa ，其下为基岩。试分别计算A 、B 段的地基基床系数，并比较计算结果。 〔解〕本题属薄压缩层地基，可按式（10-52）计算。 A 段： 3/21002 4200m kN h E k s A === B 段： 3/153312 18400m kN k B == 比较上述计算结果可知，并非土越硬，其基床系数就越大。基床系数不仅与土的软硬有关，更与地基可压缩土层的厚度有关。 习题3－3 如图10-13中承受集中荷载的 钢筋混凝土条形基础的抗弯刚度EI ＝2×106 kN ·m 2，梁长l ＝10m ，底面宽度b ＝2m ，基床 系数k ＝4199kN/m 3，试计算基础中点C 的挠 度、弯矩和基底净反力。 〔解〕 图10-13 146 4 18.010********-=???==m EI kb λ 9.0518.0=?=x λ 8.11018.0=?=l λ 查相关函数表，得A x =0.57120，B x =0.31848，C x =-0.06574，D x =0.25273，A l =0.12342，C l =-0.19853，D l =-0.03765，E l =4.61834，F l =-1.52865。 (1)计算外荷载在无限长梁相应于A 、B 两截面上所产生的弯矩和剪力M a 、V a 、M b 、V b 由式（10-47）及式（10-50）得： ()m kN D M C F M x x a ?-=?--??=-= 9.10325273.021*******.018.04100024 λ ()m kN D M C F M x x b ?-=?+-??=+= 7.7825273.02 10006574.018.04100024 λ kN A M D F V x x a 2.12157120.02 18.010025273.02100022=??-?=-= λ kN A M D F V x x a 5.13157120.02 18.010025273.02100022=??-?-=-- = λ
《控制工程基础》习题答案(燕山大学,第二版)
控制工程基础习题解答 第一章 1-1．控制论的中心思想是什么？简述其发展过程。 维纳（N.Wiener）在“控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学”中提出了控制论所具有的信息、反馈与控制三个要素，这就是控制论的中心思想 控制论的发展经历了控制论的起步、经典控制理论发展和成熟、现代控制理论的发展、大系统理论和智能控制理论的发展等阶段。具体表现为： 1．1765年瓦特（Jams Watt）发明了蒸汽机，1788年发明了蒸汽机离心式飞球调速器，2．1868年麦克斯威尔（J.C.Maxwell）发表“论调速器”文章；从理论上加以提高，并首先提出了“反馈控制”的概念； 3．劳斯（E.J.Routh）等提出了有关线性系统稳定性的判据 4．20世纪30年代奈奎斯特（H.Nyquist）的稳定性判据，伯德（H.W.Bode）的负反馈放大器； 5．二次世界大仗期间不断改进的飞机、火炮及雷达等，工业生产自动化程度也得到提高； 6．1948年维纳（N.Wiener）通过研究火炮自动控制系统，发表了著名的“控制论—关于在动物和机器中控制和通讯的科学”一文，奠定了控制论这门学科的基础，提出 了控制论所具有的信息、反馈与控制三要素； 7．1954年钱学森发表“工程控制论” 8．50年代末开始由于技术的进步和发展需要，并随着计算机技术的快速发展，使得现代控制理论发展很快，并逐渐形成了一些体系和新的分支。 9．当前现代控制理论正向智能化方向发展，同时正向非工程领域扩展（如生物系统、医学系统、经济系统、社会系统等）， 1-2．试述控制系统的工作原理。 控制系统就是使系统中的某些参量能按照要求保持恒定或按一定规律变化。它可分为人工控制系统（一般为开环控制系统）和自动控制系统（反馈控制系统）。人工控制系统就是由人来对参量进行控制和调整的系统。自动控制系统就是能根据要求自动控制和调整参量的系统，系统在受到干扰时还能自动保持正确的输出。它们的基本工作原理就是测量输出、求出偏差、再用偏差去纠正偏差。 1-3．何谓开环控制与闭环控制？ 开环控制：系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响。系统特点：系统简单，容易建造、一般不存在稳定性问题，精度低、抗干扰能力差。 闭环控制：系统的输出端和输入端存在反馈回路，输出量对控制作用有直接影响。闭环的反馈有正反馈和负反馈两种，一般自动控制系统均采用负反馈系统，闭环控制系统的特点：精度高、抗干扰能力强、系统复杂，容易引起振荡。 1-4．试述反馈控制系统的基本组成。 反馈控制系统一般由以下的全部或部分组成（如图示）： 1．给定元件：主要用于产生给定信号或输入信号
基础工程计算题
1、已知某砖混结构底层承重墙厚240mm ，基础顶面中心荷载的标准组合值F k =185kN/m 。地基地表为耕植土，厚0.8m,γ=16.8kN/m3；第二层为粘性土，厚2.0m ，fak=150kPa ，饱和重度γsat=16.8kN/m3，孔隙比e=0.85；第三层为淤泥质土，fak=80kPa ，饱和重度γsat=16.2kN/m3，厚1.5m 。粘性土至淤泥质土的应力扩散角θ=300，地下水位在地表下0.8m 出。要求确定基础埋深（4分）；确定基底宽度（4分）；验算软弱下卧层承载力是否满足要求（4分）。（注：宽度修正系数取0，深度修正系数取1.0）(B) 2、某预制桩截面尺寸为450×450mm ，桩长16m （从地面算起），依次穿越：①厚度h 1=4m 的粘土层，q s1k =55kPa ；②厚度h 2=5m 的粉土层，q s2k =56kPa ；③厚度h 3=4m 的粉细砂层，q s3k =57kPa ；④中砂层，很厚，q s4k =85kPa ，q pk =6300kPa 。K=2.0，试确定该预制桩的竖向承载力特征值。(C) 3、已知某砖混结构底层承重墙厚370mm ，基础顶面中心荷载的标准组合值Fk=115kN/m 。深度修正后的地基承载力特征值fa=120kPa,基础埋深为1.2m ，采用毛石基础，M5砂浆砌筑。试设计该基础。（注：毛石基础台阶高宽比允许值为1：1.25，每台阶宽不大于200mm ）。 4、如图所示某条形基础埋深1m 、宽度1.2m ，地基条件：粉土3 119/kN m γ=，厚 度1m ；淤泥质土：3 218/kN m γ=，%65=w ，kPa f ak 60=，厚度为10m 。上部结 构传来荷载Fk=120kN/m ，已知砂垫层应力扩散角0 .1,035===d b ηηθ， 。求砂垫层厚度z 与宽度b 。（A ）
基础工程作业练习题
简述基础工程常用的几种基础形式适用条件。 试述上部结构、基础、地基共同工作的概念。 补充题：何谓地基与基础？地基基础设计的基本规定有哪些？ ※<第二章>扩展基础 天然地基浅基础有哪些类型?各有什么特点，各适用于什么条件? 确定基础埋深时应考虑哪些因素? 浅基础的设计步骤主要是哪些？ 确定地基承载力的方法有哪些？地基承载力的深、宽修正系数与哪些因素有关? 何谓刚性基础?它与钢筋混凝土基础有何区别?适用条件是什么？构造上有何要求?台阶允许宽高比的限值与哪些因素有关? 钢筋混凝土柱下独立基础、墙下条形基础构造上有何要求?适用条件是什么?如何计算？为什么要进行地基变形验算？地基变形特征有哪些?工程实践中如何具体应用? 某砌体承重结构，底层墙厚490 mm，在荷载效应的标准组合下，传至±标高(室内地面)的竖向荷载F k=310 kN／m，室外地面标高为，建设地点的标准冻深，场地条件如下：天然地面下厚粘土层下为30m厚中密稍湿状态的中砂,粘土层的e=,γ=19kN／m3,W=28％，W L=39％，W P=18％，C k = 22 Kpa,°，中砂层的γ=18kN／m3,φk=30°。试设计该基础(基础材料自定)在题的场地上，有一柱下独立基础，柱的截面尺寸为400mm×600mm，荷载效应的标准组合下，传至±标高(室内地面)的竖向荷载F k=2400kN，M k=210kN·m，水平力V k=180kN(与M 同方向)，室外地面标高为，试设计该基础(基础材料自定)。 基设计包括哪些基本内容？ ※<第三章>连续基础 柱下条形基础的适用范围是什么? 文克勒地基上粱的挠曲线微分方程是怎样建立的? 柱下十字交叉粱基础节点荷载怎样分配，为什么要进行调整?
基础工程习题与答案
基本概念练习题 1.为评价填土的压实情况，在压实后应测定：压实系数 2.土质地基详细勘察对高层建筑（天然地基）控制性勘探孔的深度：应达到基底下0.5～1.0倍的基础宽度，并深入稳定分布的地层；应超过地基变形计算深度； 3.浅层平板载荷试验确定土的变形模量采用的方法是：假定半无限体表面为刚性平板上作用竖向荷载的线弹性理论 4.渗透试验可分为常水头试验和变水头试验：常水头试验可适用于砂土，变水头试验可适用于低渗透性的粘性土 7.一般认为原生湿陷性黄土的地质成因是：风积成因 8.初步判断膨胀土的室内试验指标是：自由膨胀率 9.从下列确定基础埋置深度所必须考虑的条件中有：确定基础的埋置深度时应考虑作用在地基上的荷载大小和性质 10.根据《地基基础设计规范》(GB50007－2002)的规定，指出下列情况中何种情况不需验算沉降：6层住宅，场地无填方，持力层承载力；烟囱高度为35m，持力层承载力。 11.从下列论述中，指出表述现行《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002)规定的地基承载力深宽修正方法的正确概念：对于软土，深度和宽度对地基承载力的影响都可以忽略；深宽修正时，对于基础埋置深度的规定和按地基承载力公式计算时的规定一致；深宽修正时，对于土的重度的规定和按地基承载力公式计算时的规定一致。 12.在下列对各类基础设计条件的表述中，指出错误的观点：对单幢建筑物，在地基土比较均匀的条件下，基底平面形心宜与基本组合荷载的重心重合；基础底板的配筋，应按抗弯计算确定，计算弯矩中计入了考虑分项系数的基础自重和台阶上土重的影响 13.按《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002),在计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应取：正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不计入风荷载和地震作用； 14.根据《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)的规定，以下哪种情况可以不进行稳定性验算？一般软弱地基上的多层建筑 15.为解决新建建筑物与已有的相邻建筑物距离过近，且基础埋深又深于相邻建筑物基础埋深的问题，可以采取下列哪项措施：增大建筑物之间的距离；在基坑开挖时采取可靠的支护措施；采用无埋式筏板基础。 16.按《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002)的规定选取地基承载力深宽修正系数时，指出那些因素能影响地基承载力深宽修正系数的取值：土的类别；土的孔隙比；土的液性指数。 17.用分层总和法计算地基变形时,土的变形指标是采用：压缩模量； 18.按规范方法计算的建筑物沉降是：不考虑基础刚度的中点沉降。 19.有一箱形基础，上部结构和基础自重传至基底的压力p=90kPa,若地基土的天然重度γ=18kN/m3，地下水位在地表下l.0m处，当基础埋置在下列哪一个深度时，该基础正好为全补偿基础？d＝10.0m； 20.对框架结构中的箱形基础内力计算，下列叙述中正确的是：箱基的内力计算应同时考虑整体弯曲和局部弯曲作用； 21.地基基础计算中的基底压力直线分布法是下列哪种情况？不考虑地基、基础、上部结构的共同作用； 22.动力基础设计中需选用的天然地基土的动力参数一般有哪些？地基土的刚度系数；地基土的阻尼比； 23.试从下列关于软弱下卧层强度验算方法推断的论述中，指出错误的表述：附加压力的扩散是按弹性理论应力分布原理计算的；软弱下卧层的强度需要经过深度修正和宽度修正；基础底面下持力层的厚度与基础宽度之比大于0.50时，不需要考虑软弱下卧层的影响，可只按照持力层的地基承载力验算基础底面的尺寸。
控制工程基础 作业
控制工程基础(L 变换基础) 综合练习一 班级 学号 姓名 成绩 1 已知f(t)，求F(s) t T e t f 11)() 1(--= )2cos 1(03.0)() 2(t t f -= ) 35sin()() 3(π +=t t f t e t f t 12cos )() 4(4.0-= 2 已知 F(s) ，求 f(t) 1152)1(2 2)s(s s s F(s)++-=
s s s F(s)178(2)2 ++= 100 120211 ) (32 3+++= s s s F(s) s s )s(s s s F(s))42(28 23) (422+++++= ))(s s(s s F(s)2 132 )(5+++=
控制工程基础(数学模型) 综合练习二 班级 学号 姓名 成绩 1 求) 22(1 )(2 +++=s s s s s X 拉氏变换式的原函数。 2 已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，试求系统的 传递函数和脉冲响应。 3 飞机俯仰角控制系统结构图如图2-32所示，试求闭环传递函数)() (s Q s Q r c 。
4 试用结构图等效化简求图2-32所示各系统的传递函数 ) () (s R s C 。 5 已知控制系统结构图如图2-34所示，求输入()31()r t t =?时系统的输出)(t c 。
控制工程基础(时域分析) 综合练习三 班级 学号 姓名 成绩 一、填空 1、描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做 。 2、在初条件为零时， 与 之比称为线性系统的传递函数。 3、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为 和非线性控制系统。 4、若前向通道的传递函数为G （s ），反馈通道的传递函数为H （s ），则开环传递函数 为 ___________________。 5、函数 f(t)=t e 54- 的拉氏变换式是____________。 6、传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数 ，结构 ， 与输入 ；不同的物理系统， 有相同的传递函数，传递函数与初始条件。 7、 环节的传递函数是()()()1 +==Ts K s X s Y s G 。 8、二阶系统的标准型式为 。 9、两个系统具有相同的阻尼系数，则这两个系统具有相同的 。 10、I 型系统开环增益为10，系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差e(∞)为 。 二、综合题 1、已知系统的结构图如图所示，若)(12)(t t x ?= 时, 使δ％=20%，τ应为多大,此时 %)2(s t 是多少? 2、设单位反馈系统的开环传递函数为G （S ）=) 1(1 +s s ，求阶跃响应性能指标δ%及 s t （5%）？
基础工程计算题含答案
（卷2,2）1、如图所示某条形基础埋深1m 、宽度1.2m ，地基条件：粉土 ，厚度1m ；淤泥质土：，，，厚度为10m 。上部结构传来荷载Fk=120kN/m ，已知砂垫层应力扩散角 。求砂垫层厚度z 与宽度b 。（A ） 解：先假设垫层厚z=1.0m ，按下式验算： （1分） 垫层底面处土的自重应力 垫层底面处土的附加应力 （2分） 垫层底面处地基承载力设计值： （2分） 验算： 故：垫层厚度 z=1.0m 垫层宽度（底宽） （1分） 3 119/kN m γ=3218/kN m γ=%65=w kPa f ak 60=0 .1,035===d b ηηθ，οa z cz f p p ≤+kPa p cz 37181191=?+?=kPa z b p b p cd z 6.4635tan 122.1) 1912.12012.1120(2.1tan 2)(=??+?-??+=??+-= οθ σkPa z d f f m d ak 75.87)5.011(1137 0.160)5.0(0=-+?+? +=-+++=γηkPa f kPa p p a z cz 75.8762.83=≤=+m z b 6.235tan 22.1=??+=ο
（卷3,1）2、某单层厂房独立柱基底面尺寸b×l=2600mm×5200mm,柱底荷载设计值：F1=2000kN，F2=200kN，M=1000kN·m，V=200kN（如图1）。柱基自重和覆土标准值G=486.7kN，基础埋深和工程地质剖面见图1。试验算持力层和下卧层是否满足承载力要求？（10分）（B） fk =85kPa ηb=0 ηd=1.1 解：持力层承载力验算： F= F1＋F2＋G=2000＋200＋486.7=2686.7 kN M0=M＋V h＋F2a=1000＋200×1.30＋200×0.62=1383kN·m e= M0/F=1384/2686.7=0.515mp=198.72 kN/m2(满足) 1.2f=1.2×269.6=323.5 kN/m2> p max = 316.8 kN/m2(满足) ( 2分) 软弱下卧层承载力验算： γ0=（19×1.80＋10×2.5）/（1.80＋2.5）=13.77 kN/m3 f= fk＋ηbγ(b－3)＋ηdγ(d－0.5)=85＋1.1×13.77×（1.80＋2.5－0.5）=142.6 kN/m2( 2分) 自重压力：p cz=19×1.8＋10×2.5=52.9 kN/m2 附加压力：p z=bl(p－pc)/[(b＋2z·tgθ)( l＋2z·tgθ)] =2.60×5.20×(198.72－19×1.8)/ [(2.60＋2×2.5×tg23o)(5.20＋2×2.5×tg23o )] =64.33 kN/m2 ( 2分) p cz＋p z =52.9＋64.33=123.53 kN/m2 基础工程复习题 一、填空题 1.基础工程的工作内容：、、。 2.浅基础按结构型式分为：、、、、、。 3.场地和地基条件复杂的一般建筑物设计等级为；次要的轻型建筑物设计等级为。 4.地基主要受力层：指条形基础底面下深度为，独立基础下为，且厚度均不小于5m 的范围。 5.把刚性基础能跨越基底中部，将所承担的荷载相对集中地传至基底边缘的现象称作基础的 。 6.影响基础埋深的主要因素有、、、。 7.地基变形可分为、、、。 8.按成桩过程中挤土效应桩可分为、、。 9.软弱土地基处理方法可以分为、、、、等。 10.常用的基坑围护结构有、、、等。 11.建筑安全等级可分为：、、。 12.浅基础按材料分为：、、、、、。 13.地基压力扩散角取决于、、、。 14.减少建筑物不均匀沉降的结构措施包括、、、。 15.按承载性状桩可分为、、、。 二、名词解释 1.常规设计法； 2.承载能力极限状态； 3.正常使用极限状态； 4.联合基础； 5.群桩效应； 6.涂抹作用； 7.架越作用； 8.摩擦桩； 9.挤土桩； 10.桩基础 三、判断题 1.群桩承载力等于各单桩承载力之和。（） 2.复合基桩是指低承台桩群桩基础中包含承台底土阻力的基桩。（） 3.桩穿越膨胀土层，浸水的情况会使桩周产生负摩阻力。（） 4.加大基础埋深，并加作一层地下室可以提高地基承载力并减少沉降。（） 5.常规基础设计方法不考虑荷载作用下各墙柱端部的相对位移，地基反力则被假定为直线分别。（） 6.为了保护基础不受人类活动的影响基础应埋置在地表一下0.5m，且基础顶面至少低于设计地面0.1m。（） 7.对于端承桩或桩数不超过3根的非端承桩，计算基桩承载力时可不考虑群桩效应。（） 习题解答 习题3 — 2某过江隧道底面宽度为 33m ，隧道A 、B 段下的土层分布依次为： A 段，粉 质粘土，软塑，厚度 2m ，E s = 4.2MPa ，其下为基岩；B 段，粘土，硬塑，厚度 12m , E s = 18.4MPa ，其下为基岩。试分别计算 A 、B 段的地基基床系数，并比较计算结果。 〔解〕本题属薄压缩层地基，可按式（10-52）计算。 A 段： k A E s 4200 2100kN/m 3 h 2 B 段： 18400 3 k B 1533kN/m 3 12 比较上述计算结果可知， 并非土越硬，其基床系数就越大。 基床系数不仅与土的软硬有 关，更与地基可压缩土层的厚度有关。 习题3 — 3如图10-13中承受集中荷载的 钢筋混凝土条形基础的抗弯刚度 El = 2X 106 kN ? m 2，梁长1 = 10m ，底面宽度b = 2m ,基床 系数k = 4199kN/m 3，试计算基础中点 C 的挠 度、弯矩和基底净反力。 〔解〕 x 0.18 5 0.9 l 0.18 10 1.8 查相关函数表，得 A x =0.57120 , B x =0.31848 , C x =- 0.06574 , D x =0.25273 , A l =0.12342 , C l =-0.19853, D l =-0.03765, E i =4.61834 , F=- 1.52865。 （1）计算外荷载在无限长梁相应于 A 、B 两截面上所产生的弯矩和剪力 由式（10-47）及式（10-50）得： 0.25273 100 0.18 0.57120 131.5kN F M M a C x — D x 4 2 1000 100 , 0.06574 0.25273 4 0.18 2 103.9kN m F M M b C x -- D x 4 2 1000 100 0.06574 0.25273 4 0.18 2 78.7kN m M F D x 2 1000 F D 0.25273 100 0.18 0.57120 121.2k N A x kb 4EI 4199 2 4 4 2 10 0.18m M a 、V a 、 M b 、V b 1000 图 10-13 例子2-3.某基础底面尺寸为 5.4*2.7m ，埋深1.8米，基础顶面离地面 0.6米。基础顶面承受 柱传来的轴力Fk2=1800kN ，弯矩Mk=950kNm,水平力FkH=180kN ；还承受外墙传来的集 中荷载，作用在离轴线0.62m 处，大小为220kN 。试验算基础底面与软弱下卧层地基承载力。 已知地基土情况如下： 第一层：粉质粘土， 4.3 米厚 丫 =18.0kN/m3 丫 sat=18.7kN/m3 e=0.85, fak=209kPa , Es 仁 7.5Mpa 第二层：淤泥质粘土： fak=75kPa , Es2=2.5Mpa 地下水面在基础底面处 解： 1持力层承载力验算 基础底面平均压应力： 1800 20*1-8* 5-4*2-7 -^54^=174.6kPa 5.4* 2.7 最大压力: P kmax 二P k (1 6e/l) =273.9kPa 第一层地基承载力特征值以及验算: f a 二 f ak b (T d m9 -0.5) =209+1.0*18.0* (1.8-0.5) =232.4kPa 验算：pk 2-1 某建筑物场地地表以下土层依次为：（1）中砂，厚2.0m ，潜水面在地表以下1m 处，饱和重度 ；（2）粘土隔离层，厚2.0m ，重度；（3）粗砂，含承压水，承压水位高出地表2.0m （取 ）。问地基开挖深达 1m 时，坑底有无隆起的危险？ 若基础埋深，施工时除将中砂层内地下水位降到坑底外，还须设法将粗砂层中的承压水位降几米才行？ 【解】 （1）地基开挖深1m 时 持力层为中砂层 承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20×1＋19×2=58kPa 承压含水层顶部净水压力：10×（2+2+2）=60kPa 因为 58<60 故坑底有隆起的危险！ （2）基础埋深为1.5m 时 承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20×0.5＋19×2=48kPa ≥承压含水层顶部净水压力=10× 得： ≤4.8m ； 故，还应将承压水位降低 6-4.8=1.2m 。 2-2 某条形基础底宽 b=1.8m ，埋深 d=1.2m ，地基土为粘土，内摩擦角标准值 =20°，粘聚力标准值 =12kPa ，地下水位与基底平齐，土的有效重度 ，基底以上土的重度。试确定地基承载力特征值 a f 。 【解】 根据题给条件可以采用规范推荐理论公式来确定地基的承载力特征值。 由=20°查表2-3，得因基底与地下水位平齐，故取有效重度,故：地基承载力特征值 kPa c M d M b M f k c m d b a 29.14412 66.52.13.1806.38.11051.0=?+??+??=++=γγ 2-3 某基础宽度为2m ，埋深为1m 。地基土为中砂，其重度为18kN/m 3，标准贯入试验锤击数N=21，试确定地基承载力特征值a f 。 习题解答 习题3－2 某过江隧道底面宽度为33m ，隧道A 、B 段下的土层分布依次为：A 段，粉 质粘土，软塑，厚度2m ，E s ＝，其下为基岩；B 段，粘土，硬塑，厚度12m ，E s = ，其下为基岩。试分别计算A 、B 段的地基基床系数，并比较计算结果。 〔解〕本题属薄压缩层地基，可按式（10-52）计算。 A 段： 3/21002 4200m kN h E k s A === B 段： 3/153312 18400m kN k B == 比较上述计算结果可知，并非土越硬，其基床系数就越大。基床系数不仅与土的软硬有关，更与 地基可压缩土层的厚度有关。 习题3－3 如图10-13中承受集中荷载的 钢筋混凝土条形基础的抗弯刚度EI ＝2×106 kN ·m 2，梁长l ＝10m ，底面宽度b ＝2m ，基床 系数k ＝4199kN/m 3，试计算基础中点C 的挠 度、弯矩和基底净反力。 〔解〕 图10-13 查相关函数表，得A x =，B x =，C x =，D x =，A l =，C l =，D l =，E l =，F l =。 (1)计算外荷载在无限长梁相应于A、B两截面上所产生的弯矩和剪力M a、V a、M b、V b 由式（10-47）及式（10-50）得： (2)计算梁端边界条件力 F =(E l+F l D l)V a+λ(E l-F l A l)M a-(F l+E l D l)V b+λ(F l-E l A l)M b A =+×× +×+×× - × = F =(F l+E l D l) V a+λ(F l-E l A l) M a-(E l+F l D l)V b+λ(E l-F l A l)M b B = -+×× + ×+×× = =·m =·m (3) 计算基础中点C的挠度、弯矩和基底净反力 p =kw C=4199×= C 习题4－1 截面边长为400mm的钢筋混凝土实心方桩，打入10m深的淤泥和淤泥质土后，支承在中风化的硬质岩石上。已知作用在桩顶的竖向压力为800kN，桩身的弹性模量为3 第二章 浅基础设计基本原理 1、根据 《 建筑地基基础设计规范 》 的规定，计算地基承载力设计值时必须用内摩擦角的什么值来查表求承载力系数 B ？ A 设计值 B 标准值 C 平均值 2、砌体承重结构的地基允许变形值是由下列哪个值来控制的 C ？ A 沉降量 B 沉降差 C 局部倾斜 3、 在进行浅基础内力计算时，应采用下述何种基底压力 A ？ A 基底净反力 B 基底总压力 C 基底附加压力 4、 当建筑物长度较大时，，或建筑物荷载有较大差异时，设置沉降缝，其原理是 C ？ A 减少地基沉降的措施 B 一种施工措施 C 减轻不均匀沉降的建筑措施 5、 下列何种结构对地基的不均匀沉降最敏感 A ？ A 框架结构 B 排架结构 C 筒体结构 6、 框架结构的地基允许变形值由下列何种性质的值控制 B ？ A 平均沉降 B 沉降差 C 局部倾斜 7、 高耸结构物的地基允许变形值除了要控制绝对沉降量外，还要由下列何种性质控制 C ？ A 平均沉降 B 沉降差 C 倾斜 8、 当基底压力比较大、地基土比较软弱而基础的埋置深度又受限制时，不能采用 B ？ A 筏板基础 B 刚性基础 C 扩展式基础 9、 沉降计算时所采用的基底压力与地基承载力计算时所采用的基底压力的主要差别是 C ？ A 荷载效应组合不同及荷载性质（设计值或标准值）不同 B 荷载性质不同及基底压力性质不同（总应力或附加应力） C 荷载效应、荷载性质及基底压力性质都不同 10、 防止不均匀沉降的措施中，设置圈梁是属于 B A 建筑措施 B 结构措施 C 施工措施 11、 刚性基础通常是指 C A 箱形基础 B 钢筋混凝土基础 C 无筋扩展基础 12、 砖石条形基础是属于哪一类基础 A ？ A 刚性基础 B 柔性基础 C 轻型基础 13、 沉降缝与伸缩缝的区别在于 C A 伸缩缝比沉降缝宽 B 伸缩缝不能填实 C 沉降缝必须从基础处断开 14、 补偿基础是通过改变下列哪一个值来减小建筑物的沉降的 B ？ A 基底的总压力 B 基底的附加压力 C 基底的自重压力 15、 对于上部结构为框架结构的箱形基础进行内力分析时，应按下述何种情况来计算 C ？ A 局部弯曲 B 整体弯曲 C 同时考虑局部弯曲和整体弯曲 16、 全补偿基础地基中不产生附加应力，因此，地基中 B . A 不会产生沉降 B 也会产生沉绛 C 会产生很大沉降 17、按照建筑《地基基础设计规范》规定，需作地基承载力验算的建筑物的范围是 D 。 A 所有甲级 B 所有甲级及部分乙级 C 所有甲级、乙级及部分丙级 D 所有甲级、乙级及丙级 18、浅埋基础设计时，属于正常使用极限状态验算的是 B 。 A 持力层承载力 B 地基变形 C 软弱下卧层承载力 D 地基稳定性 19、下列基础中， A 通过过梁将上部荷载传给基础。 A 墙下独立基础 B 柱下条形基础 C 柱下独立基础 D 墙下条形基础 20、受偏心荷载作用的浅埋基础，当 B 时，持力层承载力满足要求。 A kmax 1.2a p f ≤ B k a p f ≤和kmax 1.2a p f ≤ C k a p f ≤或kmax 1.2a p f ≤ D k 1.2a p f ≤或kmax a p f ≤ 21、公式 a b d m k c f M b M d M c γγ=++中，承载力系数由 B 确定。 A k c B k ? C k c 和k ? D k c 及b 22、墙下钢筋混凝土条形基础的高度由 C 确定。 A 刚性角 B 扩散角 C 抗剪强度验算 D 抗冲切破坏强度验算 23、持力层下有软弱下卧层，为减小由上部结构传至软弱下卧层表面的竖向应力，应 B 。 A 加大基础埋深，减小基础底面积 B 减小基础埋深，加大基础底面积 C 加大基础埋深，加大基础底面积 D 减小基础埋深，减小基础底面积 24、某箱形基础，上部结构和基础自重传至基底的压力P=130kPa ，若地基土的天然重度为γ=18.5kN/m 3，地下水位在在地表下10m 处，当基础埋置在多大深度时，基底附加压力正好为零 B 。 A d=5.68m B d=7.03m C d=8.03m D d=6.03m 25、计算基础沉降，对于砌体承重结构，单层排架结构，柱基、框架结构，高层建筑应依次控制其 C 。 习 题 【2-1】如图2-31所示地质土性和独立基础尺寸的资料，使用承载力公式计算持力层的承载力。若地下水位稳定由0.7m 下降1m ，降至1.7m 处，问承载力有何变化？ 图2-31 习题2-1图 解：由图2－31可知： 基底处取土的浮重度 3/2.88.90.18'm kN w sat =-=-=γγγ 基底以上土的加权平均重度 3/0.133 .16.02.8)6.03.1(2.17m kN m =?+-?＝γ 由020=k ?，查表2－6可得 66.5,06.3,51.0===c d b M M M 所以，持力层的承载力为 kPa c M d M b M f k c m d b a 9.64166.53.10.1306.38.12.851.0=?+??+??=++=γγ 若地下水下降1m 至1.7m ，则 基底以上土的重度为 3/2.17m kN m ＝γ 基底处土的重度为 3/0.18m kN m ＝γ 此时，持力层的承载力为 kPa c M d M b M f k c m d b a 0.86166.53.12.1706.38.10.1851.0=?+??+??=++=γγ 【2-2】某砖墙承重房屋，采用素混凝土(C10)条形基础，基础顶面处砌体宽度0b =490mm ，传到设计地面的荷载F k =220kN/m ，地基土承载力特征值f ak =144kPa ，试确定条形基础的宽度b 。 (1)按地基承载力要求初步确定基础宽度 假定基础埋深为d=1.2m ，不考虑地基承载力深度修正，即f a =f ak =144kPa m d f F b G a k 83.12 .120144220=?-=-≥γ，取b=1.9m 初步选定条形基础的宽度为1.9m 。 地基承载力验算： kPa f kPa b G F p a k k k 1448.1399 .12.19.120220=<=??+=+= 满足 无筋扩展基础尚需对基础的宽高比进行验算（其具体验算方法详见第三章），最后还需进行基础剖面设计。 (2)按台阶宽高比要求验算基础的宽度 初步选定基础的高度为H=300mm 基础采用C10素混凝土砌筑，基础的平均压力为kPa p k 8.139= 查表3－2，得允许宽高比0.12==H b tg α，则 m Htg b b 09.10.13.0249.020=???+=+≤α 不满足要求 m tg b b H 705.00 .1249.09.120=?-=-≥α 取H=0.8m m Htg b b 09.20.18.0249.020=??+=+≤α 此时地面离基础顶面为 1.2-0.8=0.4m>0.1m ，满足要求。 控制工程基础(L 变换基础) 综合练习一 班级 学号 姓名 成绩 1 已知f(t)，求F(s) t T e t f 11)() 1(--= )2cos 1(03.0)() 2(t t f -= ) 35sin()() 3(π +=t t f t e t f t 12cos )() 4(4.0-= 2 已知 F(s) ，求 f(t) 1152)1(2 2) s(s s s F(s)++-= s s s F(s)178(2)2 ++= 100 120211 ) (32 3+++= s s s F(s) s s )s(s s s F(s))42(28 23) (422+++++= ))(s s(s s F(s)2 132 )(5+++= 控制工程基础(数学模型) 综合练习二 班级 学号 姓名 成绩 1 求) 22(1 )(2+++=s s s s s X 拉氏变换式的原函数。 2 已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，试求系统的传 递函数和脉冲响应。 3 飞机俯仰角控制系统结构图如图2-32所示，试求闭环传递函数)() (s Q s Q r c 。 4 试用结构图等效化简求图2-32所示各系统的传递函数 ) () (s R s C 。 5 已知控制系统结构图如图2-34所示，求输入()31()r t t =?时系统的输出)(t c 。 控制工程基础(时域分析) 综合练习三 班级 学号 姓名 成绩 一、填空 1、描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做 。 2、在初条件为零时， 与 之比称为线性系统的传递函数。 3、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为 和非线性控制系统。 4、若前向通道的传递函数为G （s ），反馈通道的传递函数为H （s ），则开环传递函数 为 ___________________。 5、函数 f(t)=t e 54- 的拉氏变换式是____________。 6、传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数 ，结构 ， 与输入 ；不同的物理系统， 有相同的传递函数，传递函数与初始条件。 7、 环节的传递函数是()()()1+==Ts K s X s Y s G 。 8、二阶系统的标准型式为 。 9、两个系统具有相同的阻尼系数，则这两个系统具有相同的 。 10、I 型系统开环增益为10，系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差e(∞)为 。 二、综合题 1、已知系统的结构图如图所示，若)(12)(t t x ?= 时, 使δ％=20%，τ应为多大,此时 %)2(s t 是多少? ※<第一章> 1.1简述基础工程常用的几种基础形式适用条件。 1.2试述上部结构、基础、地基共同工作的概念。 补充题：何谓地基与基础？地基基础设计的基本规定有哪些？ ※<第二章>扩展基础 2.1天然地基浅基础有哪些类型?各有什么特点，各适用于什么条件? 2.2确定基础埋深时应考虑哪些因素? 浅基础的设计步骤主要是哪些？ 2.3确定地基承载力的方法有哪些？地基承载力的深、宽修正系数与哪些因素有关? 2.4何谓刚性基础?它与钢筋混凝土基础有何区别?适用条件是什么？构造上有何要求?台阶允许宽高比的限值与哪些因素有关? 2.5钢筋混凝土柱下独立基础、墙下条形基础构造上有何要求?适用条件是什么?如何计算？ 2.6为什么要进行地基变形验算？地基变形特征有哪些?工程实践中如何具体应用? 2.8某砌体承重结构，底层墙厚490 mm，在荷载效应的标准组合下，传至±0.00标高(室内地面)的竖向荷载F k=310 kN／m，室外地面标高为-0.30m，建设地点的标准冻深 1.5m，场地条件如下：天然地面下4.5m厚粘土层下为30m厚中密稍湿状态的中砂,粘土层的e=0.73,γ=19kN／m3,W=28％，W L=39％，W P=18％，C k = 22 Kpa,°，中砂层的 γ=18kN／m3,φk=30°。试设计该基础(基础材料自定) 2.9 在2.8题的场地上，有一柱下独立基础，柱的截面尺寸为400mm×600mm，荷载效应的标准组合下，传至±0.00标高(室内地面)的竖向荷载F k=2400kN，M k=210kN·m，水平力V k=180kN(与M同方向)，室外地面标高为-0.15m，试设计该基础(基础材料自定)。 2.10基设计包括哪些基本内容？ ※<第三章>连续基础 3.1 柱下条形基础的适用范围是什么? 3.2 文克勒地基上粱的挠曲线微分方程是怎样建立的? 3.3 柱下十字交叉粱基础节点荷载怎样分配，为什么要进行调整? 3.4何谓筏形基础，适用于什么范围?计算上与前述的柱下独立基础、柱下条形基础有何不同? 3.5什么是箱形基础，适用于什么条件?与前述的独立基础、条形基础相比有何特点? 3.6筏形基础、箱形基础有哪些构造要求?如何进行内力及结构计算? 3.7图示一柱下条形基础，所受外荷载大小及位置如图示，地基为均质粘性土，地基承载力特征值f ak=160kPa，土的重度γ=19kN／m3，基础埋深为2m，试确定基础底面尺寸；翼缘的高度及配筋；并用倒粱法计算基础的纵向内力(材料、图中的L1、L2及截面尺寸自定)。基础工程复习题及答案
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