基础设计例题
、钢筋混凝土墙下条形基础设计。某办公楼为砖混承重结构，拟采用钢筋混凝土墙下条形基础。外墙厚为370mm ，上部结构传至000.0±处的荷载标准值为
K F = 220kN/m,
K M =45kN ·m/m ，荷载基本值为F=250kN/m, M=63kN ．m/m ，基础埋深1. 92m （从室内
地面算起），室外地面比室内地面低0.45m 。地基持力层承载力修正特征值a
f =158kPa 。
混凝土强度等级为C20 (
c
f = 9. 6N/mmZ )，钢筋采用HPB235级钢筋
()
2210mm f
y
N =。试设计该外墙基础。
解：
(1)求基础底面宽度
οb
基础平均埋深：d=(1.92×2一0. 45)/2=1. 7m
基础底面宽度：b ＝m
d f F G K
77.1=-γ
初选b=1.3 × 1.77=2.3m 地基承载力验算
.517.12962max
+=++=b M b G F P K
K K k
=180.7kPa ＜l.2a
f ＝189.6kPa 满足要求
(2）地基净反力计算。
a
j a j b M
b F P b M
b F P KP =-=-=KP =+=+=2.375.717.10862.1805.717.10862min
2max
(3）底板配筋计算。
初选基础高度h=350mm ，边缘厚取200mm 。采用100mmC10的混凝土垫层，基 础保护层厚度取40mm ，则基础有效高度ho =310mm.
计算截面选在墙边缘，则
1a ＝(2.3-0.37)/2=0.97m
该截面处的地基净反力I
j p =180.2-（180.2-37.2)×0.97/2.3=119.9kPa
计算底板最大弯距
()()221max max 97.09.1192.180261261
?+??=+=
I a p P M j j
=m m ?KN 3.75
计算底板配筋
mm
f h M y 1285210
3109.0103.759.06
max ???=ο
选用14φ＠110㎜()21399mm A s =，根据构造要求纵向钢筋选取8φ＠
250
()2
0.201mm A
s
=。基础剖面如图所示：
用静力平衡条件求柱下条形基础的内力
条件：下图所示条形基础，底板宽，b=2.5m 其余数据见图
要求：1.当
5.01=x 时，确定基础的总长度L ，要求基底反力是均匀
分布的。
2.按静力平衡条件求AB 跨的内力。 解：1.确定基础底面尺寸
各柱竖向力的合力，距图中A 点的距离x 为
m
x 85.7554174017549602
.417402.1017547.14960=+++?+?+?=
基础伸出A 点外
1x =0.5m ，如果要求竖向力合力与基底形心重合，
则基础必须伸出图中D 点之外
2x 。
2x =2×(7.85＋0.5）-（14.7+0.5）=1.5m(等于边距的31
）
基础总长度L ＝14.7+0.5＋1.5= 16.7m 2．确定基础底面的反力
m
L
F p KN
=+++==
∑3007
.1655417401754960
3．按静力平衡条件计算内力（下图）
m M A ?KN =??=
385.030021
2
404554150V 1500.5300 A -=-=KN
=?=右左A V
AB 跨内最大负弯矩的截面至A 点的距离
300554
1=
a -0.5=1.35m ，则：
()()()KN
-=-=KN =-+?=?KN =?-+??=?KN -=?-+??=
I 8841740856V 8565542.45.03009872.45542.45.03002
123435.155435.15.030021B 2
2
右左B B V m
M m M
筏形基础底面尺寸的确定
条件：有一箱形基础，已知沿长度方向，荷载效应准永久组合与基础平面形心重宽度 方向竖向准永久组合与基底形心之间有偏心，现取一个柱距，上部结构传到地下室顶板的 荷载大小和位置，以及地下室自重的大小和位置见下图
要求：当
1a =0时，确定2a 的取值范围。
←箱形基础受力图
解：
取地下室总宽为h ，长度方向为单位长度，则 A ＝l ×h ＝h
226161h
h w == 根据《规范》式（8.4.2)，要求偏心距
h
h h A w
e 0167.061.01.02==≤
上部结构和地下室荷载的合力
R ＝
∑i
N ＋G ＝7100＋13500＋9000＋3200＝32800kN
合力R 到左边
1N 作用点的距离为x
x
R ＝32800x ＝13500 × 8000＋9000 × 14000＋3200 × 7330.
得 mm x 7849=
基底宽
2114000a mm a h ++=，因01=a ，故214000a mm h +=
第一种情况，合力在形心左侧，则
mm h h e h
162400167.0784978492
=+=+=
2a ＝14000-h =16240一14000＝2240mm
第二种情况，合力在形心右侧，则
h e h
0167.0784978492-=-=
mm h 15190=
140002-=h a ＝15190-14000＝1190mm
当2a 在1.19m ～2.24m 范围内，可以满足
A w
e 1
.0≤的规定。
如下图所示，某厂房作用在某柱下桩基承台顶面的荷载设计值F=2000kN ，
m
M y ?KN =300 ，地基表层为杂填土，厚1.8m ；第二层为软粘土，厚为
7. 5m,
s
q = 14kPa;第三层为粉质粘土，厚度为5m 多，s
q =30kPa,
p
q =
800kPa 。若选取承台埋深d ＝1.8m ，承台厚度1.5m ，承台底面积取2.4m ×3.0m 。
选用截面为300mm ×300mm
的钢筋混凝土预制桩，试确定桩长L 及桩数n ，并进行桩位布置和群桩中单桩
受力验算。
解：
(1）确定桩长Z。
根据地质资料，将第三层粉质粘土层作为桩端持力层较好，设桩打人第三
层的深
度为5倍的桩径，即5×0.3=1.5m。
则桩的长度L为：
L＝ 0.05＋7.5＋1.5＝9.05m 取L=10m（包括桩尖长度）
(2）确定单桩竖向承载力设计值R。
由经验公式
∑
=
+
=
n
i
i
si
p
p
p
a
l
q
u
A
q
R
1进行计
算
a
R=800 ×23.0＋ 4×0．3×（14×7.5＋30×1．5）＝259.2kN
预估该桩基基桩的根数n>3，故单桩竖向承载力值为：
R=1.2a
R＝＝ 1 .2 ×252=302.4kN
(3）确定桩数n
承台及其以上土的平均重量为： G ＝Ad G γ＝20×2.4×3．0×l.8＝259.2kN
桩数n 为：
n=(1.1～1.2)=
+A G
F 8.22～8.96根
取n=8根
(4)桩在承台底面上的布置。
桩的中心距S ＝(3～4)d ＝(3～4) ×0.3＝0. 9～1. 2mo 桩位的布置见下图 (5）群桩中单桩的受力验算。
单桩所受的平均竖向力为：
KN =<=+=+=
N 4.3024.28282
.2592000R n G F 满足
群桩中单桩所受的最大、最小竖向力为：
?±=±+=
∑554.2822
max
max
min i
Y x x M n G F N
8.22688.3624.3022.12.1338min max >KN =KN =?=<=N R N
由以上计算可知，单桩受力能够满足要求。
2、某框架结构办公楼柱下采用预制钢筋混凝土桩基。建筑物安全等级为二级。桩的截面为
300mm ×300mm ，桩的截面尺寸为500mm ×500mm ，承台底标高-1.7Om ，作用于室内地面标高
±0.000处的竖向力设计值F ＝1800kN ，作用于承台顶标高的水平剪力设计值V ＝40kN ，弯矩设
计值M ＝200kN ·m ，见下图。基桩承载力设计值R ＝23OkN ，（
210mm f c N =，
2
1.1mm f t N =），承台配筋采用Ⅰ级钢筋（
2
210mm f y N =）。试设计该桩基。
解：
（1）桩数的确定和布置。
按试算法，偏心受压时所需的桩数n 可按中心受压计算，并乘以增大系数μ＝1.2～1.4，
即
39.92.12301800
=?==
μR F n
取9根，设桩的中心距：S ＝3d ＝3×300＝900mm 。根据布桩原则，采用图示的布桩形式
(2)基桩承载力验算。
取
0γ
=1.0
则
0γN=
=+n G F 0
γ 1×92
.1207.14.24.21800????+
=KN =<
KN 230226R
????????++=∑2max 00max
0i x x M n G F N γγ=269.7 =N min 0γ226-43.7＝182.3kN>0 (3）承台计算。 1)冲切承载力验算。 (a)受柱冲切验算。 设承台高度h = 900mm,则承台有效高度 Ho=900-75＝825mm 91800 18001- =-=∑i Q F F ＝1600kN 2300 2500900-- ==oy ox a a ＝ 500mm>0. 2ho ＝ 33㎜ 且＜ = 0h 825mm ； 606 .0825500 00=====h a h a oy ox oy ox λλ 而 893 .02.072 .0=+= =ox oy ox λββ 则 2 ()()[] h f a h a b t ox c oy oy c ox +++ββ=3242kN ＞ 10F γ ＝ 1×1600kN （满足） (b)受角桩冲切验算。 KN =+=+= =∑7.2437.4391800 2max 01i ma x x M N F N N = =y x a a 11500mm 606.0825500010111==== =h a h a y x y x λλ 而 60 .02 .048 .0111=+= =x y x λββ 所以对角桩的冲切验算 为： 2011121122h f c a c a t x y y x ??? ?????? ??++???? ??+ββ=762.3×310N= 762.3 kN> 10N γ =1 × 243.7 = 243.7kN （满足） 2)斜截面受剪承载力验算 V= max 3N =3×243.7=731kN ， mm a a y x 500== 606.082550000==== =h a h a y x y x λλ 而 133 .03.012 .0=+= x λβ 则截面计算宽度为： 11201 015.01y y y y b b b h h b b ??????? ????? ??--===1782mm 验算斜截面受剪承载力： =00h b f c β0.133×9.6×1782×825=1877.1×310 =1877.1kN> V 0γ=1×731=731kN( 满足 ) 1、某一砖混结构的建筑采用条形基础。作用在基础顶面的竖向荷载为 k F =135kN/m ，基 础埋深0.80m 。地基土的表层为素填土， 1γ =17.8kN/m3，层厚 1h = l.30m ；表层素填土 以下是淤泥质土， 2γ=18. 2kN/m ，承载力特征值a k f KP =75，层厚1h = 6.80m 。地下 水位埋深l.30m 。拟采用砂垫层地基处理方法，试设计此砂垫层的尺寸。（应力扩散角ο 30=θ,淤泥质土d η=1.0) 解： (1)采用粗砂垫层，其承载力特征值取 k f =150kPa ，经深度修正后砂垫层的承载力特征值为： ο γηd k a f f +=（d-0.5） ＝ 150＋1.O ×17.8×（0.8-0.5）＝155.3kPa (2）确定条形基础的宽度b ： b=97 .08.0203.155135 20=?-=-d f F ,取b=1.0m (3)砂垫层厚度.z=0.8m (4）砂垫层底面土的自重应力 cz p cz p ＝17.8 ×1.3＋（18.2-10)×(0.8＋l.2-l.3)＝28.9kPa (5)砂垫层底面的附加应力 z p 因z/b 大于0.5，取应力扩散角ο 30=θ 基底压力 k p =(135+0.8×1.0×20)/1.0=151kPa 基底处土的自重应力 c p =17.8×0.8=14.2kPa ，则 ()5 .632=+-= θtg b p p b p c k z kPa (6)垫层底面淤泥质土的承载力： () 5.0-+=d f f d k az ογη=75+1.0×17.8×（1.6-0.5）＝94.6kPa (7)验算垫层底面下软弱下卧层的承载力： cz z p p +=63.5+28.9=92.4kPa< az f = 94.6kPa ，满足要求。 (8)确定垫层宽度/ b ： /b ＝b ＋2tg θ＝ 1.0＋2×tg ο 30＝2.15m 2、一独立柱基，由上部结构传至基础顶面的竖向力 k F = 1520kN ，基础底面尺寸为3.5m ×3.5m ， 基础埋深 2.5m ，如下图所示。天然地基承载力不能满足要求，拟采用水泥土搅拌桩处理基础下淤泥质土，形成复合地基，使其承载力满足要求。有关指标和参数如下：水泥土搅拌桩直径D=0.6m ，桩长L=9m ；桩身试块无侧限抗压强度=cu f 2000kPa ；桩身强度折减系数η= 0.4；桩周 土平均摩阻力特征值 s q =11kPa ；桩端阻力p q =185kPa;桩端天然地基土承载力折减系数 α =0.5；桩间土承载力折减系数奸β=0.3。计算此水泥土搅拌桩复合地基的面积置换率和水泥 土搅拌桩的桩数。 解： (1)求单桩承载力 a R 。 桩的截面积 2 22283.06.04 4 m D A P == = π π 根据桩身材料： P cu a A f R η=＝0.4×2000×0.283 ＝ 226.4kN 根据桩周土和桩端土抗力： p p p s a q A l q R αμ+=＝10×3.14×0.6×9＋0.5×0.283×185 ＝21.7kN 则取 a R = 212.7kN (2)求满足设计要求的复合地基承载力特征值 spk f 基底压力P （即要求的复合地基承载力） 5.35.320 5.25.35.31520????+=+= A G F p K K ＝174.1 kPa 即＝spk f =174.1kPa (3)求面积置换率m 和桩数n 。 将 spk f ＝174.1kPa ， a R ＝212. 7kN ，=β0.3，sk f ＝75kPa ，P A ＝0.283㎡代人式（1） () m A R m f P a spk -+=1βsk f （1） 即 ()7513.0283.07 .2121.174?-+? =m m 解之得m=0.208 则桩数 283 .05.35.3208.0??== P A mA n =9根，n =9根，桩的平面布置见下图 《机械设计基础》作业答案 第一章平面机构的自由度和速度分析1－1 1－2 1－3 1－4 1－5 自由度为： 1 1 19 21 1 )0 1 9 2( 7 3 ' )' 2( 3 = -- = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 8 2 6 3 2 3 = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－6 自由度为 1 1 )0 1 12 2( 9 3 ' )' 2( 3 = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 22 24 1 11 2 8 3 2 3 = -- = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－10 自由度为： 1 128301)221142(103')'2(3=--=--?+?-?=--+-=F P P P n F H L 或： 1 22427211229323=--=?-?-?=--=H L P P n F 1－11 2 2424323=-?-?=--=H L P P n F 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1334313141P P P P ?=?ωω 1 1314133431==P P ω 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 s mm P P v v P /20002001013141133=?===ω 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 1224212141P P P P ?=?ωω 、钢筋混凝土墙下条形基础设计。某办公楼为砖混承重结构，拟采用钢筋混凝土墙下条形基础。外墙厚为370mm ，上部结构传至000.0±处的荷载标准值为 K F = 220kN/m, K M =45kN ·m/m ，荷载基本值为F=250kN/m, M=63kN ．m/m ，基础埋深1. 92m （从室内 地面算起），室外地面比室内地面低0.45m 。地基持力层承载力修正特征值a f =158kPa 。 混凝土强度等级为C20 ( c f = 9. 6N/mmZ )，钢筋采用HPB235级钢筋 () 2210mm f y N =。试设计该外墙基础。 解： (1)求基础底面宽度 οb 基础平均埋深：d=(1.92×2一0. 45)/2=1. 7m 基础底面宽度：b ＝m d f F G K 77.1=-γ 初选b=1.3 × 1.77=2.3m 地基承载力验算 .517.12962max +=++=b M b G F P K K K k =180.7kPa ＜l.2a f ＝189.6kPa 满足要求 (2）地基净反力计算。 a j a j b M b F P b M b F P KP =-=-=KP =+=+=2.375.717.10862.1805.717.10862min 2max (3）底板配筋计算。 初选基础高度h=350mm ，边缘厚取200mm 。采用100mmC10的混凝土垫层，基 础保护层厚度取40mm ，则基础有效高度ho =310mm. 计算截面选在墙边缘，则 1a ＝(2.3-0.37)/2=0.97m 该截面处的地基净反力I j p =180.2-（180.2-37.2)×0.97/2.3=119.9kPa 计算底板最大弯距 ()()221max max 97.09.1192.180261261 ?+??=+= I a p P M j j =m m ?KN 3.75 计算底板配筋 mm f h M y 1285210 3109.0103.759.06 max ???=ο 选用14φ＠110㎜()21399mm A s =，根据构造要求纵向钢筋选取8φ＠250 ()2 0.201mm A s =。基础剖面如图所示： 用静力平衡条件求柱下条形基础的内力 章节习题及答案 第一章 土的物理性质 1 有一块体积为60 cm 3的原状土样，重 N, 烘干后 N 。 已只土粒比重（相对密度）s G =。求土的天然重度、天然含水量w 、干重度d 、饱和重度 sat 、浮 重度 ’、孔隙比e 及饱和度S r 解：分析：由W 和V 可算得，由W s 和V 可算得d ，加上G s ，共已知3个指 标，故题目可解。 36 3kN/m 5.1710601005.1=??==--V W γ 3 6 3s d kN/m 2.1410601085.0=??==--V W γ 3w s w s kN/m 7.261067.2=?===∴γγγγs s G G %5.2385 .085 .005.1s w =-== W W w 884.015 .17) 235.01(7.261)1(s =-+=-+= γγw e (1-12) %71884 .06 .2235.0s =?=?= e G w S r (1-14) 注意：1．使用国际单位制； 2． w 为已知条件， w =10kN/m 3； 3．注意求解顺序，条件具备这先做； 4．注意各的取值范围。 2 某工地在填土施工中所用土料的含水量为5%，为便于夯实需在土料中加水， 使其含水量增至15%，试问每1000 kg 质量的土料应加多少水 解：分析：加水前后M s 不变。于是： 加水前： 1000%5s s =?+M M （1） 加水后： w s s 1000%15M M M ?+=?+ （2） 由（1）得：kg 952s =M ，代入（2）得： kg 2.95w =?M 注意：土料中包含了水和土颗粒，共为1000kg ，另外，s w M M w = 。 3 用某种土筑堤，土的含水量w ＝15％，土粒比重G s ＝。分层夯实，每层先填0.5m ，其重度等＝16kN/ m 3，夯实达到饱和度r S ＝85%后再填下一层，如夯实时水没有流失，求每层夯实后的厚度。 解：分析：压实前后W s 、V s 、w 不变，如设每层填土的土颗粒所占的高度为h s ，则压实前后h s 不变，于是有： 2 211s 11e h e h h +=+= （1） 由题给关系，求出： 919.0116 ) 15.01(1067.21)1(s 1=-+??=-+= γγw e 471.085 .015.067.2s 2=?== r S w G e 代入（1）式，得： m 383.05.0919 .01471 .011)1(1122=?++=++= e h e h 此文档下载后即可编辑 一、 填空题 1. 机械是（机器）和（机构）的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（自由度）。 3. 平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L -P H ）。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n 1、n 2，直径为D 1、D 2，齿数为z 1、z 2，则其传动比i= （n 1/n 2）= （D 2/D 1）= （z 2/ z 1）。 5. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm ，b=200mm ，c=100mm ，d=90mm 。若以杆Ｃ为机架，则此四杆机构为（双摇杆机构）。 6. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 7. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 8. 平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 9. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 10. 平面连杆机构的行程速比系数Ｋ=1.25是指（工作）与（回程）时间之比为（1.25），平均速比为（1：1.25）。 11. 凸轮机构的基圆是指（凸轮上最小半径）作的圆。 12. 凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 13. 带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 14. 带传动工作时的最大应力出现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为：σmax=σ1＋σb1＋σc 。 15. 普通Ｖ带的断面型号分为（Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E ）七种，其中断面尺寸最小的是（Y ）型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足（接触公法连心线交于一定点）。 《基础工程》课程设计任务书 开题日期： 2014年 5月 26 日完成日期： 2014年 6 月 1 日 一、设计目的 通过本次设计，让学生初步掌握柱下钢筋混凝土独立基础的设计步骤、方法及具体的计算过程，并逐步培养从事基础工程浅基础的设计能力。 二、设计内容 （一）设计题目 柱下钢筋混凝土独立基础 （二）设计内容 1、确定基础埋深； 2、按持力层承载力特征值确定基础底面尺寸； 3、验算地基变形； 4、基础结构设计：拟定基础剖面尺寸，进行内力分析、强度验算和配筋设计，并满足构造设计要求； 5、绘制基础施工图，包括基础平面图、立面图及配筋图。 三、设计资料 1、地形 拟建建筑场地平整 2、工程地质资料 自上而下依次为： ①号土层填土：厚约0.5 m，含部分建筑垃圾； ②号土层粉质黏土：厚1.2 m，软塑，潮湿，承载力特征值f ak=130 kpa； ③号土层黏土：厚1.5 m，可塑，稍湿，承载力特征值f ak=180 kpa； ④号土层，细砂，层厚2.7 m，中密，承载力特征值f ak=240 kpa； ⑤号土层，强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值f ak=300 kpa。 3、岩土设计技术参数 地基岩土物理力学参数如表1所示。 地基 岩土 物理 力学 参数表 4、水文资料为 地下水对混凝土无侵蚀性；地下水位于地表下1.5 m。 5、上部结构资料 上部结构为多层全现浇框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱网布置见图1，图中仅画出了1-6列柱子，其余7-10列柱子和4-1列柱子对称。 图1 柱网平面图 6、上部结构作用： 柱底的荷载效应标准组合值和荷载效应基本组合值分别见表2和见表3。 表2 柱底荷载效应标准组合值 一、计算题 图示浅埋基础的底面尺寸为6.5ｍ×7ｍ，作用在基础上的荷载如图中所示（其中竖向力 ]=240kPa[。试检算地为主要荷载，水平力为附加荷载）。持力层为砂粘土，其容许承载力基承载力、偏心距、倾覆稳定性是否满足要求。 K≥1.5（提示：要求倾覆安全系数）0 [本题15分] 参考答案： 解： ）（1 代入后，解得： ,满足要求 ）,2满足要求（ ）, 满足要求（3 3kN，对应的偏心距e=0.3m×10。持力层的=5.0二、图示浅埋基础，已知主要荷载的合力为Ｎ容许承载力为420kPa，现已确定其中一边的长度为4.0m （1）试计算为满足承载力的要求，另一边所需的最小尺寸。 （2）确定相应的基底最大、最小压应力。 [本题12分] 参考答案： 解：由题，应有 ）2（Ｎ=6×1ｍ×3ｍ，已知作用在基础上的主要荷载为：竖向力图示浅埋基础的底面尺寸为6三、32M。试计算：kNm。此外，持力层的容许承载力0kN，弯矩×=1.510 1）基底最大及最小压应力各为多少？能否满足承载力要求？（ e的要求？（2）其偏心距是否满足ρ≤Ｎ不变，在保持基底不与土层脱离的前提下，基础可承受的最大弯矩是多少？此时3）若（基底的最大及最小压应力各为多少？ [本题12分] 参考答案： ）解：（1 ）（2 ）3（ ba，四周襟边尺寸相同，埋＝某旱地桥墩的矩形基础，基底平面尺寸为7.4m＝7.5m，四、hN＝6105kN2m＝，在主力加附加力的组合下，简化到基底中心，竖向荷载置深度，水平荷载HM=3770.67kN.m。试根据图示荷载及地质资料进行下列项目的检算：，弯矩=273.9kN（1）检算持力层及下卧层的承载力； （2）检算基础本身强度； ）检算基底偏心距，基础滑动和倾覆稳定性。3 （． 答题： 1、此机构运动简图中无复合铰链、1局部自由度、1个虚约束。此机构中有6个自由杆件，8个低副，1个高副。自由度F=3n-2PL-Ph=3*6-2*8-1=1 2、此机构中编号1～9，活动构件数n=9，滚子与杆3联接有局部自由度，滚子不计入活动构件数，.B、C、 D、G、H、I、6个回转副(低副)，复合铰链J，2个回转副(低副)，A、K，各有1个回转副+1个移动副，此两处共4个低副，低副总数PL =6+2+4 =12，.两齿轮齿合处E，有1个高副，滚子与凸轮联接处F，有1个高副，高副总数PH =1+1=2. 自由度F =3n -2PL -PH =3*9-2*12-2=1 3、此机构有6个自由杆件，在C点有1个复合铰链，有1个虚约束、9个低副，没有高副。自由度 F=3n-2PL=3*5-2*7=1 答题： 1、不具有急回特性，其极位夹角为零，即曲柄和连杆重合的两个位置的夹角为0 2、(1)有急回特性，因为AB可以等速圆周运动，C块做正、反行程的往复运动，且极位夹角不为0°。 （2）当C块向右运动时，AB杆应做等速顺时针圆周运动，C块加速运动；压力角趋向0°，有效分力处于加大过程，驱动力与曲柄转向相反。所以，曲柄的转向错误。 3、（1）AB杆是最短杆，即Lab+Lbc(50mm)≤Lad(30mm)+Lcd（35mm），Lab最大值为15mm. （2）AD杆是最短杆，以AB杆做最长杆，即Lab+Lad(30mm)≤Lbc(50mm)+Lcd（35mm），Lab最大值为55mm. (3)满足杆长和条件下的双摇杆机构，机架应为最短杆的对边杆，显然与题设要求不符，故只能考虑不满足杆长和条件下的双摇杆机构，此时应满足条件： Lab＜30mm且Lab+45＞30+35即20mm＜Lab＜30mm 基础工程课程设计题 一、桥梁桩基础课程设计（桥梁方向） 某公路桥梁设计采用桩（柱）式桥墩，初步拟定尺寸如图1所示。该桥梁上部结构为20米钢筋混凝土装配式T 梁桥。桥面宽7米，两边各0.5米人行道。行人荷载为3.5kPa 。 1、该桥墩基础由两根钻孔桩组成，旋转钻成孔。桩的设计直径d （即钻头直径，精确至0.1m ）自选，桩底沉渣厚度控制为t =(0.2~0.4)d 。在局部冲刷线处设置横系梁，其断面尺寸可按构造等要求确定，高度约1.0m 。 2、地质资料：标高20.00以上桩侧土为软塑亚粘土，各物理性质指标为：容重γ =18.5kN/m 3,土粒比重G s =2.70，天然含水量w =21%，液限w L =22.7%，塑限w p =16.3%；标高20.00以下桩侧及桩底均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：容重γ =19.5kN/m 3，土粒比重G s =2.70，天然含水量w =17.8%，液限w L =22.7%，塑限w p =16.3%。 3、桩身混凝土强度等级拟采用C25，混凝土弹性模量E h =2.85×104MPa ，可选择的钢筋有HPB235和HRB335。 4、计算荷载 （1）一跨上部结构自重G 1=2000×(L /20)1.2 kN （取整），其中L 为跨径； （2）盖梁自重G 2=350kN ； （3）局部冲刷线以上桩重应分别考虑最低水位及常水位；汽车荷载应考虑最不利荷载组合（双孔和单孔布载）；人群荷载尚应考虑最不利情况；荷载布载长度为梁长（L -0.1）m 。 图 1 及其相应截面和相应轴力，配置钢筋，验算截面强度； （3）计算主筋长度，螺旋钢筋长度，钢筋总用量； （4）用2#图纸绘出桩的钢筋布置图。 设计步骤： 1、选定桩径、桩端持力层等； 2、计算上部荷载、系梁、盖梁等自重，进行各种荷载组合，并计算作用到桩顶的各种条件下的最不利荷载组合，如竖向力，横向力和弯矩值； 3、按最不利竖向荷载组合确顶桩长、并进行单桩竖向容许承载力验算； 4、计算桩土变形系数，判断刚性桩或弹性桩； 5、按最不利桩顶弯矩组合，计算桩身内力并绘制桩身弯矩与剪力分布图，确定地面下桩身最大弯矩值，验算地面处桩身水平位移； 6、桩身截面配钢筋与强度验算，并计算钢筋用量。 7、绘图（2号图纸）。 第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．在土中对土颗粒产生浮力作用的是 ( ) A．强结合水 B．弱结合水 C．毛细水 D．重力水 2．评价粘性土软硬状态的物理指标是 ( ) A．含水量 B．孔隙比 C．液性指数 D．内聚力 3．淤泥质土是指 ( ) A．w> w P，e≥1.5的粘性土 B．w> w L，e≥l.5的粘性土 C．w> w P，1.O≤e <1.5的粘性土 D．w> w L，1-O≤e<1.5的粘性土 4．基底附加压力式中d表示 ( ) A．室外基底埋深 B．室内基底埋深 C．天然地面下的基底埋深 D．室内外埋深平均值 5．为了方便比较，评价土的压缩性高低的指标是 ( ) A．a1-2 B．a2-3 D．a2-4 C. a1-3 6．原状土试样的无侧限抗压强度与重塑土样的无侧限抗压强度之比称为土的 ( ) A．液化指标 B．强度提高系数 C．固结系数 D．灵敏度 7．作用在挡土墙上的土压力，当在墙高、填土物理力学指标相同条件下，对于三种土压力的大小关系，下列表述哪项是正确的？ ( ) A. E a 五、计算题（本大题共2小题，共30分） 1、某湿土样重180g ，已知某含水量为18%，现需制备含水量为25%的土样， 需加水多少 2、设有下图所示的多种土层地基，各土层的厚度及重度示于图中，试求各土层交界面上的自重应力，并绘制自重应力曲线。 3、对一黏性土试样进行侧限压缩试验，测得当100kPa 1=p 和200kPa 1=p 时土 样相应的孔隙比分别为： 和885.02=e ，试计算21-α和）（21-S E ，并评价 该土的压缩性。 4、有一种土，测得其黏聚力c=1OkPa ，φ=18°。当该土中某面上荷载作用产生 的σ=290kPa，τ =95kPa ，土体在该面上是否已经达到极限平衡状态。 5、对某个砂试样进行直接剪切试验，当垂直压力kPa 200=σ时，测得其抗剪强度 ，回答以下问题： (1)该干砂的内摩擦角为多少 (2)大主应力作用面与剪切破坏面的夹角为多少 (3)如果对该砂样进行三轴压缩试验，施加周围压力kPa 1003=σ，试样破坏时，需施加多大的大主应力1σ 927.01=e kPa f 106=τ 6、挡土墙高5m，墙背竖直光滑，填土面水平，作用有均布荷载q = 15kPa，墙后填土及物理力学性质指标如下图所示，试计算墙背所受土压力、合力大小及其作用点位置。 3m 7、某挡土墙墙高H=，墙背垂直光滑，墙后填土水平，填土为干砂，重度y=18. 8kN/ m3，内摩擦角φ= 30°，墙后填土表面有超载15kN/m。（18分） (1)求作用在挡墙上被动土压力分布，并画出分布图；（13分） (2)计算作用在挡墙上被动土压力E P。（5分） 目录 课程设计任务书 (1) 教学楼首层平面图 (4) 工程地质条件表 (5) 课程设计指导书 (6) 教学楼首层平面大图 (19) 《地基与基础》课程设计任务书 一、设计目的 1、了解一般民用建筑荷载的传力途径，掌握荷载计算方法； 2、掌握基础设计方法和计算步骤，明确基础有关构造； 3、初步掌握基础施工图的表达方式、制图规定及制图基本技能。 二、设计资料 工程名称：中学教学楼，其首层平面见附图。 建筑地点： 标准冻深：Z0 = 地质条件：见附表序号 工程概况：建筑物结构形式为砖混结构，采用纵横墙承重方案。建筑物层数为四~六层，层高3.6m，窗高2.4m，室内外高差为0.6m。教室内设进深梁，梁截面尺寸 b×h=250×500mm，其上铺钢筋混凝土空心板，墙体采用机制普通砖MU10， 砂浆采用M5砌筑，建筑物平面布置详见附图。 屋面作法：改性沥青防水层 20mm厚1：3水泥砂浆找平层 220mm厚（平均厚度包括找坡层）水泥珍珠岩保温层 一毡二油（改性沥青）隔气层 20mm厚1：3水泥砂浆找平层 预应力混凝土空心板120mm厚（或180mm厚） 20mm厚天棚抹灰（混合砂浆）， 刷两遍大白 楼面作法：地面抹灰1：3水泥砂浆20mm厚 钢筋混凝土空心板120mm厚（或180mm厚） 天棚抹灰：混合砂浆20mm厚 刷两遍大白 材料重度：三毡四油上铺小石子（改性沥青）0.4KN/m2 一毡二油（改性沥青）0.05KN/m2 塑钢窗0.45KN/m2 混凝土空心板120mm厚 1.88KN/m2 预应力混凝土空心板180mm厚 2.37KN/m2 水泥砂浆20KN/m3 混合砂浆17KN/m3 浆砌机砖19KN/m3 水泥珍珠岩制品4KN/m3 钢筋混凝土25 KN/m3 例1：某柱下独立基础，基础底面尺寸3.0m ×2.5m ，上部结构传至基础的荷载效应：轴向荷载KN F k 1650=，基础埋深1.5m （不考虑相邻基础荷载的影响）。 解：基底压力计算： KPa A G F p k k k 2505 .20.35.15.20.3201650=????+=+= 基底附加应力： KPa p p c k 222195.12500=?-=-=σ 按《建筑地基基础设计规范》，无相邻荷载影响，基 础宽度1～30m 范围内，有地基变形沉降计算深度： m b b z n 33.5)5.2ln 4.05.2(5.2)ln 4.05.2(=-?=-= 计算地基最终变形量的沉降经验系数由计算深度范围内土层压缩模量的当量值确定。 其压缩模量的当量值： ∑∑=-si i i s E A A E i A 为附加应力图形面积 011)(p z z A i i i i i ??-?=- ---αα 基底下6m 深度内主压缩层有两层土： 基础按矩形基础，2.15.2/0.3/==b l ，查表 基础底面处：00=z ；查均布矩形基础角点下的平均附加应力系数表，得到： 25.00=-α 粘土层底面： 15.2/5.2/,5.21===b z z ，查表1822.02=- α 基础底面下6m 处：4.25.2/6/,61===b z z ，查表1036.03=-α 0 00 00111822.1)01822.045.2()(p p p z z A =?-??=??-?=--αα 000112226644.0)1822.045.21036.046()(p p p z z A =???-??=??-?=--αα 1、浅基础 1.1 土中应力计算 【例题1】 无隔水层时自重应力计算 某地基地质剖面如图，细砂层地面处的自重应为( )kPa。 （A）62.05 (B)47.05 (C)82.05 (D)42.05 解耕植土层地面处:σcz =17.0×0.6=10.2(kPa) 地下水位处:σcz=10.2+18.6×0.5=19.5(kPa) 粉质砂土底面处:σcz=19.5+(19.7-10)×1.5=34.05(kPa) 细砂层底面处:σcz=34.05+(16.5-10)×2=47.05(kPa) 应选答案(B) 例题分析 (1)地下水位以上土的重度应选用土层的天然重度。 (2)地下水位以下土的重度应选用浮重度,即土的饱和重度减去水的重度,即:γi′=γi-γw 案例模拟题1 某地质剖面如图,粉土底面处的自重应力为( )kPa。(A)66.5 (B)90.9 (C)65.9 (D)50.9 【例题2】有隔水层时自重应力计算 某地质剖面如图,泥岩层内顶面的自重应力为( )kPa。（A）41.7 (B)31.85 (C)36.85 (D)41.85 解：泥岩应视为不透水层,其顶面的自重应力为： σcz=17.5×1.0+19.0×0.5+(19.7-10)×0.5=10×0.5=36.85(kPa) 应选答案(C )。 例题解析 (1)透水层中地下水位以下土体重度应为浮重度:γi′=γi-γw (2)若地下水位以下存在不透水层时,不透水层层面以上的自重应力求解与透水层土体求法相同,不透水层层顶面内的自重应力有突变,即自重应力等于上覆水土的总重。 案例模拟题2 某工程地质剖面如图 （1）地下水位以下0.5m处土的自重应力为（）kPa。 （A28 (B)23(C)27 (D)25 （2）泥岩层顶面内土的自重应力为（）kPa。 (A)36 (B)28 (C)38 (D)48 【例题3】 中心荷载作用下基底压力的计算：一墙下条形基础底宽1m，埋深1m，承重墙传来的竖向荷载为150kN/m，则基底压力为（）kPa。 (A)140 (B)150 (C)160 (D)170 解基底压力Pk=(Fk+Gk)/A=Fk/(b×1)+(γbd×1)/(b×1)=Fk/b+20d=150/1+20×1 =170(kN/㎡) 应选答案（D） 例题解析计算基底压力时，注意别漏掉基础和其上覆土所产生的压力，基础和其上覆土体的平均重度按20kN/m计。 案例模拟题3 已知某基础形心受到上部结构传来的荷载为400kn，基础埋深 1.5m，基础底面尺寸为3m×2m则其基地压力为（）kPa。 (A)66.7 (B)96.7 (C)230 (D)200 【例题4】 偏心荷载作用下基地压力的计算（e 《机械设计基础》试题七答案 一、填空(每空1分，共20分) 1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是模数相等，压力角相等。 2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮__________ 3、V带传动的张紧可采用的方式主要有：调整中心距和张紧轮装置。 4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为范成法和仿形法。 5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30, b=50, c=80，d=90,当以a为机架，则该四杆机构为双曲柄机构。 6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。 7、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为—拉断。 二单项选择题(每个选项0.5分，共20分) ( )1、一对齿轮啮合时，两齿轮的 c _________ 始终相切。 (A) 分度圆(B) 基圆(C) 节圆(D) 齿根圆 ()2、一般来说，__a ______________ 更能承受冲击，但不太适合于较高的转速下工作。 (A) 滚子轴承(B) 球轴承(C) 向心轴承(D) 推力轴承 ( )3、四杆机构处于死点时，其传动角丫为A _____________ 。 (A) 0°(B) 90 °(C)Y >90°( D) 0° （）5、如图所示低碳钢的曲线，，根据变形发生的特点，在塑性变形阶段的强化 阶段（材料恢复抵抗能力）为图上__C __________ 段。 (A) oab (B) bc (C) cd (D) de （）6、力是具有大小和方向的物理量，所以力是_d ____ 。 （A）刚体（B）数量（C）变形体（D）矢量 （）7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用 （A）带传动（B）—对齿轮传动（C）轮系传动（D）螺纹传动 （）8、在齿轮运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动, 轮系称为 a ________________ 。 （A）行星齿轮系（B）定轴齿轮系（C）定轴线轮系（D）太阳齿轮系 （）9、螺纹的a ______________ 被称为公称直径。 （A）大径（B）小径（C）中径（D）半径 （）10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称为__D_____________ 。 （A）齿轮线（B）齿廓线（C）渐开线（D）共轭齿廓 （B ）11、在摩擦带传动中 ________ 是带传动不能保证准确传动比的原因，并且是不可避 免的。 （A）带的打滑（B）带的弹性滑动（C）带的老化（D）带的磨损 （D ）12、金属抵抗变形的能力，称为____ 。 （A）硬度（B）塑性（C）强度（D）刚度 （B ）13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是 B 。 （A）转动副（B）高副（C）移动副（D）可能是高副也可能是低副 （B ）14、最常用的传动螺纹类型是_c _____ 。 （A）普通螺纹（B）矩形螺纹（C）梯形螺纹（D）锯齿形螺纹 （）15、与作用点无关的矢量是_c ______ 。 （A）作用力（B）力矩（C）力偶（D）力偶矩 （）16、有两杆，一为圆截面，一为正方形截面，若两杆材料，横截面积及所受载荷相同, 长度不同，则两杆的_c—不同。 （A）轴向正应力b （B）轴向线应变& （C）轴向伸长厶I （D）横向线应变 天然地基上浅基础的设计例题（z h a n g） 天然地基上浅基础的设计例题 一、地基承载力计算 【例题3-1】某粘土地基上的基础尺寸及埋深如例图3-1所示，试按强 .7= 03 5 + = + ? 20 + 06 167 5. kPa . 15 112 . 3. 35 二、地基承载力验算（基底尺寸确定） 【例题3-2】试确定例图3-2所示某框架柱下基础底面积尺寸。 2 12~5.90.22075.2241600 )4.1~1.1()4.1~1.1(75.22475.24200)5.02(5.160.1200)5.0(m d f F A kPa d f f G a k m d ak a =?-?=-==+=-??+=-+=γγη 由于力矩较大，底面尺寸可取大些，取b=3.0m ，l =4.0m 。 （2）计算基底压力 kPa W M P P kPa d bl F P k k k G k k 8.358 .3106/4321208603.1733.1732204 31600 2 min max =??+±=±==?+?=+=γ （3）验算持力层承载力 不满足KPa KPa f KPa P KPa f KPa P a k a k 8.2698.2242.12.18.3108.2243.173max =?=>==<= （4）重新调整基底尺寸，再验算，取=l 4.5m kPa f kPa P P kPa f KPa P a k k a k 2.2692.11.2676.1085.1586/5.432 1208608.2245.1582205 .431600 2 max =<=+=??++==<=?+?= 则 所以 取b=3.0m ，l =4.5m ，满足要求。 对带壁柱的条形基础底面尺寸的确定，取壁柱间距离l 作为计算单元长度（图3-16）。通常壁柱基础宽度和条形基础宽度一样，均为b ；壁 第一章 土的三相组成 1-1.取干土重5.10N ，通过筛分和水分法测得其结果如 表 1-1。要求1)绘制土的级配曲线； 2)确定不均匀系数 Cu ，并判断其级配好坏。 表1-1 颗粒分析成果表 1-2. 三种土的土颗粒级配分布曲线如下图所示，回答下列说法哪些是正确的? 1) A 的不均匀系数比B 大；2) A 的有效粒径比B 大； 3) C 所含的粘粒百分率最多。 1-3 从干土样中称取1000g 的试样，经标准筛充分过筛后称得各级筛上于各级筛孔径的质量累积百分含量。 筛分析试验结果 筛孔径（mm ） 2.0 1.0 0.5 0.25 0.075 底盘 各级筛上的土粒质量（g ） 100 100 250 350 100 100 第二章 土的物理性质与工程分类 2-1.某地基土试验中，测得土的干重度γd 3 ,含水量ω=19.3%,土 粒比重G s =2.71。求:该土的孔隙比e 、孔隙度n 及饱和度S r 。 2-2.某地基土样数据如下：环刀体积为60cm 3，湿土质量0.1204kg ，土质量0.0992kg ，土粒相对密度为2.71，试计算：天然含水量ω，天然重度γ，干重度γd ，孔隙比e 。 2-3.测得砂土的天然重度γ＝17.6KN/m 3，含水量ω＝8.6%，比重d s ＝2.66，最小孔隙比e min ＝0.462，最大孔隙比e max ＝0.71 2-4.某工地进行基础施工时，需在土中加水以便将土夯实。现取土样1000g ，测其含水量为20%，根据施工要求，将土的含水量增加20%，问应在土样内加多少水。 增加水量43.5g 2-5.某工程勘察中，取原状土60cm 3，重99.15g ，烘干后重78.05g ，比重 2.67，求此土的孔隙比饱和度。 e=1.05，Sr=68.7%。 2-6.已知某地基土试样有关数据如下：①天然重度 γ＝18.4KN/m 3；干重度γd ＝13.2KN/m 3 。②液限试验，取湿土14.5g ，烘干后重10.3g 。③搓 条试验：取湿土条5.2g ，烘干后重4.1g ，求：(1)确定土的天然含水量， 第2-1题答案 第2-2题答案 第2-3题答案 《基础设计》习题集 主编：韩淼 土木与交通工程学院结构教研室 第一章柱下条形基础 思考题 1.什么是柱下条形基础？ 2.柱下条形基础有哪几种形式？ 3.柱下条形基础常用计算方法有哪几种？计算依据是什么？ 4.柱下条形基础有那些构造要求？ 5.什么是反梁法？ 6.反梁法适用范围是什么？ 7.反梁法的计算假定是什么？ 8.简述反梁法计算步骤。 9.什么是经验系数法？ 10.什么是静力平衡法？ 11.连续梁法怎样计算基础梁的内力？ 12.连续梁法求得的支座反力与柱作用力为什么不相等？如何进行调整？ 13.考虑“架桥”作用时，如何调整地基反力？ 14.弹性地基梁法的基本假设是什么？ 15.弹性地基梁有哪几种类型？如何划分？ 16.如何应用弹性地基梁法计算基础梁内力？ 17.什么是柱下十字交叉基础？ 18.柱下十字交叉基础的计算假定是什么？ 19.柱下十字交叉基础的交叉点有哪几种形式？ 20.如何对交叉点的集中力进行分配和调整？ 21.交叉点处的基础重叠面积如何计算？ 计算题 1.某建筑物基础上部荷载与柱距如图。基础埋深d=1.5m，持力层土修正后的地基承载力特征值 f a=156kN/m2，柱荷载设计值F A=1252kN，F B= F C=1838kN，柱距6 m，共5跨，基础梁伸出 左端边柱1.1m。（求荷载标准值可取荷载分项为1.35简化计算） （1）确定基础底面尺寸。 （2）用静力平衡法计算基础梁内力，并绘出内力图。 （3）假定用弯矩分配法求得支座反力为R A=1224kN，R B=2072kN，R C=1632kN，试对支座不平衡力进行调整，并绘出调整荷载分布图。 （4）用连续梁系数法计算基础梁内力，并绘出内力图。 5 6000 1100 《土力学与地基基础》课程设计参考例题 取任务书中题号9的 A 轴荷载作为实例，说明独立基础的设计方法。 一、设计资料 9号题 A 轴柱底荷载： ① 柱底荷载效应标准组合值：kN 1534=k F ，kN.m 335=k M ，kN 109=k V ； ② 柱底荷载效应基本组合值：kN 1995=F ，m kN 425?=M ，kN 142=V 。 持力层选用③号粘土层，承载力特征值180=ak f kPa ，框架柱截面尺寸为500mm ×500 mm ，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。 二、独立基础设计 （一）选择基础材料：C25混凝土，HPB300钢筋，预估基础高度0.8m 。 （二）基础埋深选择：根据任务书要求和工程地质资料， 第一层土：杂填土，厚0.5m,含部分建筑垃圾； 第二层土：粉质粘土，厚1.2m ，软塑，潮湿，承载力特征值ak f = 130kPa 第三层土：粘土，厚3.5m, 可塑，稍湿，承载力特征值ak f = 180kPa 第四层土：全风化砂质泥岩，厚2.7m,承载力特征值ak f = 240kPa 地下水对混凝土无侵蚀性，地下水位于地表下1.5m 。 取基础底面高时最好取至持力层下0.5m ，本设计取第三层土为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为m 2.25.02.15.0=++。由此得基础剖面示意图如下： 图1 基础剖面示意图 （三）求地基承载力特征值a f 根据粘土58.0=e ， 78.0=L I ，查表得 3.0=b η，6.1=d η 基底以上土的加权平均重度 3kN/m 23.162.25 .04.92.0)1020(1205.018=?+?-+?+?= m r 持力层承载力特征值 a f （先不考虑对基础宽度修正） )5.02.2(23.166.1180)5.0(-??+=-+=d f f m d ak a γη a kP 15.224= （上式d 按室外地面算起） （四）初步选择基底尺寸 《机械设计基础》试题 一、选择题：本大题共10个小题，每小题1.5分，共15分。 1.通常情况下蜗杆传动中蜗杆和蜗轮的轴线交错角为（）度。 a）20 b）30 c）60 d）90 2. 渐开线标准直齿圆柱齿轮（短齿）的齿顶高系数为（），顶隙系数为（）。 a）1，0.1 b）0.8，0.2 c）0.8，0.3 d）1，0.25 3. 渐开线斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是（） a）模数相等 b）压力角相等 c）模数和压力角分别相等且为标准值 d）a，b，c都不对 4.用齿条形刀具加工标准直齿圆柱齿轮,当压力角为20°,齿顶系数为1时,不根切的最少齿数是多少?（） a） 15 b）16 c） 17 d）18 5.对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是( )。 a）拉力 b）扭矩 c）压力 d）拉力和扭拒 6.调节机构中，如螺纹为双头，螺距为3mm，为使螺母沿轴向移动9mm，螺杆应转( ) 转。 a）3 b）4 c）5 d）1.5 7.根据（）选择键的结构尺寸：b×h。 a）扭矩； b）单向轴向力；c）键的材料；d）轴的直径。 8.下列铰链四杆机构中，能实现急回运动的是( )。 a）双摇杆机构 b）曲柄摇秆机构 c）双曲柄机构 9.设计V带传动时，控制带的最大线速度不要过大，其主要目的是为了( )。 a）使带的拉应力不致于过大 b）使带的弯曲应力不致于过大 c）使带的离心应力不致于过大 10.带传动作减速传动时，带的最大应力等于( )。 a）σ1+σb1+σc b）σ1+σb2+σc c）σ2+σb1+σc d）σ2+σb2+σc 二、填空题：每空0.5分，共11分。 1.螺纹按照其用途不同，一般可分为________和________。 2.对于渐开线齿轮，通常所说的齿形角是指________上的吃形，该齿形角已经标准化了， 1 柱下独立基础课程设计 1.1设计资料 1.1.1地形 拟建建筑地形平整 1.1.2工程地质条件 自上而下土层依次如下： ①号土层：杂填土，层厚0.5m 含部分建筑垃圾。 ②号土层：粉质粘土，层厚1.2m ，软塑，潮湿，承载力特征值ak f 130KPa =。 ③号土层：黏土，层厚1.5m ，可塑，稍湿，承载力特征值180ak f KPa =。 ④号土层：细砂，层厚2.7m ，中密，承载力特征值k 240Kpa a f =。 ⑤号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值300ak f KPa =。 1.1.3岩土设计参数 表1.1 地基岩土物理学参数 1.1.4水文地质条件 1) 拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 2) 地下水位深度：位于地表下1.5m 。 1.1.5上部结构材料 拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500mm ?500mm 。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。柱网布置图如图1.1所示： 1.1.6材料 混凝土强度等级为2530C C -，钢筋采用235HPB 、HPB335级。 1.1.7本人设计资料 本人分组情况为第二组第七个，根据分组要求及参考书柱底荷载效应标准组合值及柱底荷载效应基本组合值选用⑦题号B 轴柱底荷载. ①柱底荷载效应标准组合值:k K K F 1970KN M 242KN.m,V 95KN ===， 。 ②柱底荷载效应基本组合值:k K K F 2562KN M 315KN.m,V 124KN ===，. 持力层选用④号土层，承载力特征值k F 240KPa =，框架柱截面尺寸为500mm ?500mm ，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。 1. 土力学与地基基础成为一门独立学科的奠基人是（ ）。 A ．法国的库仑 B ．法国的布辛奈斯克 C ．英国的朗金 D ．美国的太沙基 2. 评价粘性土软硬状态的物理指标是（ ）。 A ．含水量 B ．孔隙比 C ．液性指数 D ．内聚力 3．颗粒级配曲线较平缓的土，表示（ ）。 A ．颗粒大小相差悬殊 B ．颗粒大小相差不多 C ．颗粒级配不好 D ．不均匀系数较小 4. 在无限均布荷载作用下，地基中的附加应力分布特点是（ ）。 A ．曲线分布 B ．正三角形分布 C ．倒三角形分布 D ．沿深度不变 5. 高耸建（构）筑物应主要验算的地基变形特征是（ ）。 A ．沉降量 B ．沉降差 C ．倾斜 D ．局部倾斜 6. 对于软土，沉降计算深度即受压层厚度按（ ）标准确定。 A ．σz ≤0.2σcz B ．σz ＜0.05σcz C ．σz ＜0.15σcz D ．σz ≤0.1σcz 7．均质土体剪切破坏时，其破坏面一般为( )。 A ．剪应力最大面 B ．抗剪强度最小面 C ．与大主应力作用面成2/45?+ 角的面 D ．与大主应力作用面成2/45?- 角的面 8. 当地基塑性区的最大开展深度为基础宽度的四分之一时，相应的基底压力记为（ ）。 A ．cr p B ．4/1p C ．4 /1p D ．u p 9. 在直剪试验中，对试样施加竖向压力后让试样充分排水，待其固结稳定后，再快速施加 水平剪应力使试样破坏，这种试验方法属于（ ）。 A ．快剪 B ．固结慢剪 C ．慢剪 D ．固结快剪 10. 某一重力式挡土墙，若墙后填土性质相同，则静止土压力E 0、主动土压力E a 和被动土 压力E p 的大小关系是（ ）。 A. E 0>E a >E p B. E P >E a >E 0 C. E p >E 0>E a D. E a >E 0>E p 11. 对于中心受压的矩形基础，地基土中竖向附加应力最小是（ ）。 A ．基础角点下深为一倍基础宽度处 B ．矩形基础角点基底处 C ．基础中心点下深为一倍基础宽度处 D ．矩形基础中心点基底处 12. 对无粘性土土坡(坡角β，内摩擦角?)，满足土坡稳定的条件是（ ）。 A ．?β> B ．?β= C ．?β< D ．?β=，且坡高小于5 m 13. 建筑物的长高比越大，则说明建筑物（ ）。 A ．刚度越好 B ．调整地基不均匀沉降的能力越大 C ．沉降越均匀 D ．刚度越差 14. 除岩石地基外，基础的埋深不宜小于（ ）。 A ．0.5 m B ．1.0 m C ．1.2 m D ．1.5 m 15. 钢筋混凝土预制桩的优点在于（ ）。 A ．桩身质量易于保证 B ．直径大 C ．对周围环境影响小 D ．适用所有土层 16. 钢筋混凝土柱下条形基础的肋梁高度不可太小，一般宜为柱距的（ ）。 A ．1／10~1／8 B ．1／8~1／4(完整版)《机械设计基础》答案
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