1、六 、计算题1。 某基坑坑底平面尺寸如图 1- 2 所示 ，坑深 S m ，四边均按 1：0。 4 的坡度放坡,试计 算其土方量。解 : 由题知，该基坑每侧边坡放坡宽 度为 ：5 0。 4 = 2 （ m ） ; (1 ） 基坑底面积为 :F1 = 30 15 -20 5 = 350 （ m2 )（ 2 ） 基坑上口面积为 ：F1 = ( 30 + 2 2 ） （ 15 + 2 2 ） -20 x 5 = 546 （ m2 ）（ 3 ） 基坑中截面面积为 ：F0 = ( 30 + 2 1） （ 15 + 2 1) 10 x 5444( m2 )（4 ） 基坑开挖土方量为 ：V = H（ F1
2、+4F0 + F2 )/6 = 4 x （ 350 + 4 444 + 546 ）/6 = 178l （ m3 ）3. 某建筑外墙采用毛石基础 ，其断面尺寸如图 1-4 所示 ，已知土的可松性系数s=1。 3 ，s1。 05 .试计算每50m 长基槽的挖方量 （ 按原土计算） ；若留下回填土后 ，余土全部运走 ，计算预留填土量 ( 按松散体积计算） 及弃土量 （ 按松散体积计算) .解 :（1) 基槽开挖截面积 ：F = 1/2（ 1. 07 + 0。 3 2 + 2。 86） 1。 8 = 4. 08 ( m2 ）（ 2 ） 每 50m 长基槽挖方量 (按原土计算） ：V挖4. 08 50
3、= 204 （ m3 ） （ 3)基础所占的体积 :V基（0. 4 x 1. 07 + 0。 5 x O. 67 + O. 9 x O。 37 ） 50 = 54。 8（ m3 ） (4 ）预留填土量 （ 按松散体积计算） :V留(20454.8）1。05 1。 3 = 184. 72 （ m)（ 5 ）弃土量 （ 按松散体积计算） ：V弃=204 1. 3 -184. 72 = 80。 48 （ m3 )4. 某建筑场地方格网如图 15 所示.方格边长为30m ，要求场地排水坡度ix = 0。 2% ，iy = 0. 3% 。试按挖填平衡的原则计算各角点的施工高度 （ 不考虑土的可松性影响）
4、 。解：（ 1） 初算设计标高H0 = （ H1 + 2H2 + 3H3 +4H4 )/4M= 62。 18 + 66。 20 + 60. 24 + 63. 39 + 2 （64. 25 + 63。 56 + 63。 35 + 64。 47+ 60. 83 + 61. 54 ) + 4 （ 63。 66 + 62. 75 ） /( 4 6 ） = 63. 07 ( m ）( 2 ) 调整设计标高Hn = HoLxix LyiyH1 = 63. 07 -45 X 2o + 30 X 3%o = 63. 07 ( m )H2 = 63。 07 15 x 2%o + 30 x 3o = 63. 13
5、 ( m )H3 = 63. 07 + 15 x 2o + 30 3o = 63。 19 （ m ）其他见图 1-6。（ 3 ） 各角点施工高度 h = H H式中h-该角点的挖 、填高度 ， 以“ ” 为 填 方 高 度 以 “ J 为挖方高度;Hn-该角点的设计标高 ；Hn -该角点的自然地面标高h1 = 63。 07 62. 18 = + 0. 89 ( m ） h2 = 63。 13 -64. 25 = 1. 12 ( m) ；其他见图 16.5。 某工程场地平整的土方调配采用优化方法 ，已知初始方案见表 1 1。请用表12判断是否为最优方案 ，“ 是 则求出优化结果 （ 即最少的土方
6、总运输量），“否” 则进行优化。解 ：（I） 初始调配方案应满足至少 m + n 1 = 3 + 4 1 = 6 格中有土方 ，而表 1 1 中已填6 个格 ，满足要求 .( 2 ） 求位势 Ui;和 Vi( 通过有土方的格进行计算) : 计算公式 ：Cij = Ui Vi式中Cij-平均运距 （ 或单位土方运价或施工 费用) ；Ui，Vi-位势数. 设Ui = 0 ，则 V1 = C11 U1 = 50 0 = 50 ； U2=C21-V1=6050=10 V2C22 - U2 =70-10 = 60 ； V3 C23-U2=5010=40 U3= C32 V2= 80 60 =20； V4
7、=C34U3=70-20=50.计算结果见表13所示（ 3 ) 求检验数ij计算公式 ：ij = ij i-Vj。有土方格的检验数必为零 ，不再计算 ,主要计算各空格的检验数 ：12 = 60 0 -60 = 0 ，13 = 80 -0 -40 = 40 ，14 二 70 -0 50 = 20 ，24 = 80 10 -50 = 20 ，31 = 70 20 50 = 0 ，33 = 60 20 40 = 0.各格的检验数均大于或等于 0 ,该调配方案已为最优方案 。( 4 ) 计算土方调配工程总运输量 ：Z = 400 50 + 100 60 + 100 x 70 + 600 50 + 60
8、0 x 80 + 400 70 = 139000 ( m3 m ）6。 某工程基坑底的平面尺寸为 40。 5m x 16。 5m ，底面标高-7.0m （ 地面标高为 土 0.500 ） 。 已知地下水位面为3m ，土层渗透系数 K = 18m/d， 14m 以下为不透水层，基坑边坡需为 1:0。 5 .拟用射流泵轻型井点降水，其井管长度为 6m ，滤管长度待定，管径为 38mm ;总管直径 l00mm ,每节长 4m ，与井点管接口的间距为 lm。试进行降水设计.解：1) 井点的布置平面布置基坑深 7 -0. 5 = 6。 5m ，宽为16。 5m ，且面积较大 ，采用环形布置 。高程 （
9、竖向） 布置基坑上口宽为 ：16。 5 + 2 x 6。 5 x O。 5 = 23 ( m ） ；井管埋深 ：H = 6。 5 + 0。 5 + 12. 5 1/10 = 8。 25 ( m ) ；井管长度 ：H + 0. 2 = 8. 45 ( m ） 6m，不满足要求( 如图 1-7 所示 ，尺寸单位均为 m ） 。 若先将基坑开挖至2。 9m ，再埋设井点 ，如图 1- 8 所示。此时需井管长度为 ：H1 = 0. 2 + 0. 1 + 4 + 0。 5 + （ 8。 25 + 4. 1 0. 5 + 1） 1/10= 5。 93( m ） 6m ，满足。2 ） 涌水量计算判断井型取滤
10、管长度L = 1。5m ，则滤管底可达到的深度为：2. 9 + 5。 8 + 1。 5 = 10。 2 （ m ) 14m，未达到不透水层，此井为无压非完整井 。计算抽水有效影响深度井管内水位降落值 S6 0。 2 -0. 1 = 5。 7 ( m ）,则S/(S+l）=5。7/（5。7+1.5)=0。792查书表经内插得 :0 = 1. 845 （ S l ) = 1. 845 (5。 7 + 1。 5) = 13. 28 （ m ) 含水层厚度 H水14 -3 = ll ( m ） ，故按实际情况取 0 = H水ll m。计算井点系统的假想半径井点管包围的面积 F = 46. 6 x 22
11、. 6 = 1053. 2 ( ） ，且长宽比5 ，所以 Xo=18.31 （m)。计算抽水影响半径RR=1.95S1。95*4.5*=123。84 （m）。计算涌水量QQ=1.366K1.36618=2336 m3）确定井点管数量及井距 单管的极限出水量井点管的单管的极限出水量为：q=65*=650。0381。5=30。5（)。 需井点管最少数量min：min=1。1=1.1=84。2(根) 井点管最大间距 Dmax井点包围面积的周长 L = ( 46。 6 + 22。 6 ） x 2 = 138。 4 （ m ） ;井点管最大间距Dmax =L/min=138。484。2=1.64（m）确
12、定井距及井点数量按照井距的要求 ,并考虑总管接口间距为 lm ,则井距确定为l。 5m （ 接 2 堵 1） 。 故实际井点数为：n = 138. 4 l. 5 =92 （ 根） 。取长边每侧 31 根 ，短边每侧 15 根 ；共 92 根。4 ） 井点及抽水设备的平面布置如图 19 所示 ,图中尺寸单位均为 m。六、计算题 1。某混凝土墙高Sm,采用坍落度为60mm的普通混凝土，浇筑速度为2. Sm/h，浇筑入模温度为15。求作用于模板的最大侧压力及有效压头高度。 解：(1）混凝土侧压力标准值按下列两公式中计算结果较小值： F1=0. 22 rct012F2=rc H式中F1、F2-新浇筑混
13、凝土对模板的最大侧压力(kN/m2)rc-混凝土的重力密度，取24kN/m3； t0新浇筑混凝土的初凝时间，采用：t0=200/ （ T+15)=6. 67 (h ）,(T为混凝土的温度)；V-混凝土的浇筑速度，为2。 5m/h；H-混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度，为5m；1-外加剂影响修正系数,不掺外加剂，取1。0;2-混凝土坍落度影响修正系数,坍落度为60mm，取1.0。 代入计算公式得： F1=0。 22 rct012=0. 22 246。 6711=55. 68 kN/mF2=rc H=245=120 kN/m2 取两者中小值，即F = 55。 68 kN/m2 （2
14、）有效压头高度： h=F/ rc=55。 68/24=2。 32(m)2。某建筑物有5根钢筋混凝土梁L1,配筋如图41所示,、号钢筋为450弯起，号箍筋按抗震结构要求，试计算各号钢筋下料长度及5根梁钢筋总重量。钢筋的每米理论重量见表4一3.解：钢筋端部保护层厚度取l 0mm，其他位置保护层厚度取25mm。(1)号钢筋下料长度：6300+1202一210 = 6520 （ mm ） 每根钢筋重量=2。 476。 520=16. 10 （ kg)（2)号钢筋 外包尺寸:6300+1202一210 = 6520(mm） 下料长度：6520 + 26。 2510 = 6645（mm） 每根重量=0.
15、6176. 645 = 4。 10（kg）（3）号钢筋 外包尺寸分段计算端部平直段长：240 + 50 + 50010 = 780 ( mm ）斜段长：（500225）1。 414=636（mm )中间直段长：65402 （ 240 + 50 + 500 + 450 ） = 4060（mm）端部竖直外包长：2002 = 400 ( mm )下料长度=外包尺寸量度差值=2 （ 780 +636 )+4060 +4002 2d40.5d = 6892 + 400222040.520 =7172（mm)每根重量 =2. 47 7. 712=17. 71(kg）（4）号钢筋与号钢筋同理，下料长度亦为7
16、172mm，每根重量亦为17. 71(kg)(5)号箍筋外包尺寸：宽度200225+26=162 ( mm ） 高度500225+26=462（mm)箍筋形式取135/135形式，D取25 mm，平直段取l0d，则两个135弯钩增长值为：）箍筋有三处90弯折,量度差值为：32d=326=36 （mm）号箍筋下料长度：2(162 +462 ）+15636=1368 ( mm )每根重量=0。 2221368=0。 30 （ kg )号箍筋根数为6。 3/0。 2+1=32. 5,取33根。 （6） 5根梁钢筋总重量 =16.102+4.102+17. 71+17。 71 +0。 30 335 =
17、428。 6(kg) 3.某钢筋混凝土梁主筋原设计采用HRB335级4根直径18mm的钢筋,现无此规格、品种的钢筋，拟用HPB235级钢筋代换，试计算需代换钢筋面积、直径和根数。 解： 需代换钢筋的面积：mm2选用HPB235级4根直径22 mm的钢筋，则：As2=4380。 1=1520mm21454.1 mm2,满足要求。4。某钢筋混凝土墙面采用HRB335级直径为l0mm间距为140mm的配筋，现拟用HRB335级直径为12 mm的钢筋按等面积代换，试计算钢筋间距。 解：n2=4。96(根）,每米取5根，间距=1000/5=200(mm)。5.某C20混凝土的试验配比为1：2。 42：4
18、。 04，水灰比为0. 6,水泥用量为280kg/m3，现场砂石含水率分别为4%和2，若用装料容量为560L的搅拌机拌制混凝土（出料系数为0。 625 ),求施工配合比及每盘配料量(用袋装水泥)。解：(1) 施工配合比 水泥：砂：石：水=1：X (1+WX)：Y (1+WY):(WXWXYWY) =1：2. 42（1+0。 04 ） :4. 04(1+0。 02 ):( 0。 6一2。 42 x 0。 044。 04 0. 02） =1:2。 52:4. 12：0。 42 (2)每盘出料量5600。 625 1000 = 0. 35 ( m3 ) (3）每盘配料量 水泥：2800。 35 =
19、98（kg），取100kg(两袋) 砂：1002. 52=252（kg) 石:100 4. 12 =412(kg) 水：100 0。 42=42(kg） 6.某钢筋混凝土现浇梁板结构，采用C20普通混凝土，设计配合比为：1：2。 12 ：4。 37,水灰比W/C二0。 62，水泥用量为290kg/M2，测得施工现场砂子含水率为3，石子含水率为1,采用J4375型强制式搅拌机。试计算搅拌机在额定生产量条件下,一次搅拌的各种材料投入量?( J4-375型搅拌机的出料容量为250L，水泥投人量按每5 kg进级取整数) 解: (1)施工配合比为：1：2。12 （1+3） ：4.37（1+1%） =1：
20、2.18：4.41 （2)每1 m3各组成材料用量为： 水泥C = 290 （ kg ） 砂290 2. 18=632. 2（kg） 石290 4。 41=1279(kg） 水0. 62 2902. 122900. 034. 37290 0。 01 =179. 818. 4412。 67=148. 7（kg） （3）搅拌机的每次投料量为： 水泥290 0. 25 = 72. 6 （ kg )，取70kg 砂70 2. 18=152. 6（kg) 石70 4. 41=308. 7(kg) 水70 0。 6270 2. 12 0。0370 4。 37 0。 0l = 35。 9(kg)。 7.某混
21、凝土设备基础：长x宽x厚=15m 4m 3m,要求整体连续浇筑，拟采取全面水平分层浇筑方案。现有三台搅拌机,每台生产率为6m3/h,若混凝土的初凝时间为3h，运输时间为0。 5h，每层浇筑厚度为50cm，试确定: (1)此方案是否可行； (2）确定搅拌机最少应设几台； （3)该设备基础浇筑的可能最短时间与允许的最长时间. 解： (1)混凝土浇筑方案浇筑强度：=12（m3/h）（36）（m3/h），可行.（2）确定搅拌机最少数量12 6 =2(台)(3)浇筑的时间 1）可能的最短时间：T1=15 4 3/ (6 3） =10 (h） 2)允许的最长时间：T2=15 4 3/12=15 （h) 8
22、。某设备基础长15m、宽l0m、深4m，混凝土强度等级为C20，混凝土由搅拌站用汽车运至现场，运输时间为0。 5 h（包括装、运、卸)，混凝土初凝时间为2h，采用插人式振捣器，混凝土每层浇筑厚度为0。 3 m，要求连续施工不留施工缝.已知搅拌站备有若干台强制式TQ-500混凝土搅拌机,试求每小时混凝土浇灌量和浇完所需时间。又知此混凝土水灰比为0。 5，配合比为1：1。7：3.46，现测得砂、石含水率分别为2。 5和1。 0。求每台搅拌机每次上料100kg水泥，需配置水、砂、石各多少。 解:（1）每小时混凝土浇灌量和所需浇筑时间 基础面积F=15 10=150 (m2) 基础体积V=150 4。
23、 0=600(m3) 浇筑厚度H=0. 30（m) 混凝土初凝时间T1 =2 (h) 混凝土运输时间T2=0.5 （h）1）混凝土每小时浇筑量为：=30（m3/h） 2)浇完该设备基础所需时间T为：T=V/Q = 600/30 = 20(h） (2）混凝土配料量计算 因为实验配合比为1：1.7：3。46：0。5(水泥：砂:石:水) 搅拌机每次上料：水泥100（kg），则 砂：1001。7(1+2。 5 %）=174. 25(kg) 石：100 3。 46（1+1%)=349. 46 （ kg ) 水的用量：1000。 51001。 7 2. 5%一1003.461% =504. 253。 46=42. 25(kg） 9.今有三组混凝土试块，其强度分别为：17。 6MPa、20。 1MPa、22。 9MPa；16. 5MPa、20MPa、25。6MPa；17.6MPa、20。2MPa、24.8MPa.试求各组试块的强度代表值。 解： 第一组：强度差值100=12。415100%二28 15%均大于巧%，该组作废.第三组:强度差值100=12。 87%15%100%二22. 77 15其中一个大于15,该组代表值取中间值,即20. 2MPa。
