土木工程施工(第三版)课后习题答案.doc
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土木工程施工(第三版)课后习题答案.doc
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第1篇专业工种工程施工技术
第1章土方工程
1.1某矩形基坑,其底部尺寸为4mx2m,开挖深度2.0m,坡度系数m=0.50,
试计算其开挖量,若将土方用容量为2m3的运输车全部运走,需运多少车次?
(Ks=1.20,K′s=1.05)
解答:
由m=0.5,H=2m,得B=m*H=0.5*2=1.0m,
基坑的上底面积F1=(4+2B)(2+2B)=6*4=24m2
基坑的下底面积F2=2*4=8m2
中截面面积Fo=(4+B)(2+B)=5*3=15m2
天然状态下土方量V1=H/6(F1+4Fo+F2)=2/6*(24+60+8)=30.67m3
V2=KsV1=1.2*30.67=36.8m3
则需要运送车次n=V2/q=36.8/2=18.4=19次
1.2试推导出土的可松性对场地平整设计标高的影响公式,H’o=Ho+△h
△h=Vw(K′s-1)/(Ft+Fw*K′s)
△
解答:
在不考虑可松性时Vw=Vt
由于土的可松性有多余的土:
Vw-Vt/K′s
调整后挖方多了Fw*△h
则填方所需的土:
Vw-Vt/K’s=Fw*△h+Ft*△h/K’s
所以△h=(Vw*K′s-Vt)/(Fw*K′s+Ft)=Vw(K′s-1)/(Ft+Fw*K′s)
1.3如下图所示的管沟中心线AC,其中AB相距30m,BC相距20m,A点管沟底部标高240.0m,沟底纵向坡度自A至C为4‰,沟底宽2m,试绘制管沟纵坡面图,并计算AC段的挖方量。
(可不考虑放坡)
解答:
Fa=2*1.5=3.0m2,Fb=1.12*2=2.24m2,
Fc=2.2*2=4.4m2
则Vac=Vab+Vbc=Hab/6*(Fa+4Fo+Fb)+Hbc/6*(Fb+4F1+Fc)
=30/6*(3+4*1.31*2+2.24)+20/6*(2.24+4*1.66*2+4.4)
=145m3
1.4某工程场地平整,方格网(20m*20m)如图所示,不考虑泄水坡度、土的可松性及边坡的影响试求场地设计标高Ho,定性标出零线位置。
(按挖填平衡的原则)
解答:
Zo=1/4n(∑Z1+2∑Z2+3∑Z3+4∑Z4)=1/4*6[63.24+64.34+62.58+63.67+2*63.37+63.94+62.94+64.17+62.90+63.23)+4*(63.35+63.76)]
=63.34m
1.5某土方工程,其各调配区的土方量和平均运距如下所示,试求其土方的最优化调配方案。
T1
T2
T3
挖方量
W1
500
50
X
130
X
60
500
50
70
140
W2
X
-40
500
40
X
-30
500
70
40
80
W3
300
60
100
140
100
70
500
60
140
70
W4
X
30
X
110
400
40
400
100
120
40
填方量
800
600
500
1900
初始方案如上,对其进行判别,有12=70-130=-60﹤0则说明上述初始方案不是最优方案,需调整。
T1
T2
T3
挖方量
W1
400
50
100
70
X
60
500
50
70
140
W2
X
20
500
40
X
30
500
70
40
80
W3
400
60
X
80
100
70
500
60
140
70
W4
X
30
X
50
400
40
400
100
120
40
填方量
800
600
500
1900
T1T2
W1500X12
500
W2300100
调整后如图,均为正,所以为最优方案。
Z=400*50+100*70+500*40+400*60+100*70+400*40=94000mm3
1.6某基坑底面积为20m*30m,基坑深4m,其地下水位在地面以下1m,不透水层在地面以下10m,地下水为无压水,土层渗透系数为15m/d,基坑边坡为1:
0.5,
拟采用轻型井点降水,试进行井点系统的布置和计算。
解答:
因基坑面积较大,井点平面布置采用环形布置形式。
高程布置为:
因该井为无压非完整井,取△h=0.8m,i=1/10,l=1.0m
所以有L=10+4*0.5+1=13m,
井点管埋深h′≥4+0.8+1/10*13=6.1m
取h′=6.1m,则s=h′-1=5.1m
则s/(s+l)=0.84
所以有Ho=1.84*(5.1+1)=11.224>H=9m,取Ho=9m
所以Xo===17.27m
R=2S=2*5.1*=118.51m
则Q=1.366K(2Ho-s)S/[㏒(R+Xo)-㏒Xo]
=1.366*15*(2*9-5.1)*5.1/(㏒135.78-㏒17.27)
=1505.27m3/d
滤管和井点管均用d=38mm,则单根井点管的最大出水量
q=65π*d*l=65*3.14*0.038=19.13m3/d
所以井点管数量n′=Q/q=1505.27/19.13=79根
间距D′=L′/n′=2*(36+26)/79=1.57m
1.7某基坑地面尺寸为30m*50m,深3m,边坡为1:
0.5,地下水位在地面以下8m厚的细砂含水层。
细砂含水层以下为不透水层。
拟采用一级轻型井点降低地下水位,环状布置,井点管埋置面不下沉(为自然地面),现有6m长井点管,1m长滤管,试:
(1)验算井点管的埋置深度能否满足要求;
(2)判断该井点类型;
(3)计算群井涌水量Q时,可否直接取用含水层厚度H,应取为多少?
为什么?
解答:
(1)由题意有总管埋设面至基底h1=3m,i=1/10
L=15+1.5+1=17.5m,△h=1m
则△h+h1+i*L=3+1.75+1=5.75﹤h=6m
所以埋深能满足要求。
(2)因水井底部未达到不透水层,则为非完整井,且地下水为无压水,则该井点属于无压非完整井。
(3)因为S=h-1.5=6=1.5=4.5m
s/(s+l)=4.5/5.5=0.82,则
Ho=1.84(s+l)=1.84*5.5=10.12m﹥H=7.5m
所以直接取含水层厚度H=7.5m
第4章混凝土结构工程
4.1某建筑物有5根L1梁,每根梁配筋如下图所示,试编制5根L1梁钢筋配料单。
解钢筋配料单
名称
钢筋
编号
钢筋简图
符号
直径
mm
平均长度mm
数量
五根L1梁
①
2Ф20
20
6350
10
②
2Ф10
10
6105
10
③
1Ф20
20
6638
5
④
1Ф20
20
6638
5
⑤
31Ф6
6
1248
155
①号钢筋下料长度5980+2×100+2×6.25×20-2×2×20=6350mm
②号钢筋下料长度5980+2×6.25×10=6105mm
③号钢筋下料长度4400+2×(390+564+100)+2×6.25×20-4×0.5×20-2×2×20=6638mm
④号钢筋下料长度3400+2×(890+564+100)+2×6.25×20-4×0.5×20-2×2×20=6638mm
⑤号钢筋下料长度(412+162)×2+100=1248mm
4.2某主梁筋设计5根φ25的钢筋,现在无此钢筋,仅有φ28与φ20的钢筋,已知梁宽为300mm,应如何替换?
解:
根据等截面积代换,初选2φ28和3φ20
As2=2××282+3××202 则改用3φ28和2φ20 As2=3××282+2××202 且构造能满足需用故选用2φ28和3φ20代替5φ25钢筋 4.3某梁采用C30混泥土,原设计纵筋为6根φ20(fy=310N/mm2),已知梁断面b*h=300mm*300mm,试用HPB235级钢筋(fy=210N/mm2)进行代换。 解: 采用等强度代换假设6根φ20为一排配制 as=35mmAs=1885mm2 h0=300-35=265mm受压区高度=136.2mm Mu=Asfy(h0-)=1885×310×(265-)=115kn.m 用HPB235级钢φ25代换αs’=25+12.5=37.5mmh0‘=h0-αs‘=262.5mm αs===0.389 ξ=1=0.528 rs==0.736As’===2834mm2 若选用6φ25As=3217>2834但构造不满足要求 选用φ32号钢筋as’’=25+16=41h0’’=h0-as’’=259mm αs===0.4 rs==0.724As’’===2920mm2 选用4φ32As=3127满足代换要求 4.4某剪力墙长、高分别为5700 mm和2900mm,施工气温250C,混泥土浇筑速度为6m/h,采用组合式钢模板,试选用内、外钢楞。 解: 1)模板选用: 将钢模板以其短边沿2.9m的方向排列 12P6015+3P5015+4P6012+P5012 2)模板结构布置(包括内、外钢楞布置) 内、外钢楞均采用φ51X35钢管,布置如图所示: 3)荷载设计值: 混凝土自重: rc=24KN/m2 (1)混凝土侧压力坍落度为7cm 侧压力标准值t0=200/(25+15)=5 F1=0.22rct0β1β2γ1/2 =0.22X24X5X1.0X1.0X61/2 =64.67KN/m2 F2=rcH=24X2.9=69.6KN/m2 取两者中小值,即F1=64.67KN/m2KN/m2 混凝土的侧压力设计值F=64.67X1.2X0.85=66KN/m2 (2)倾倒混凝土时产生的水平荷载为4KN/m2 荷载设计值为: 4X1.4X0.85=4.76KN/m2 (3)荷载组合: F’=66+4.76=
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