施工复习资料 11页

六、计算题1.某基坑坑底平面尺寸如图1-2所示，坑深Sm，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)-20x5=546(m2)(3）基坑中截面面积为：F0=(30+2×1）×（15+2×1)-10x5＝444(m2)(4）基坑开挖土方量为：V=H(F1+4F0+F2)/6=4x(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Ｋs=1.3，Ｋs'＝1.05。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）。10\n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=204(m3)(3）基础所占的体积：V基＝(0.4x1.07+0.5xO.67+O.9xO.37）×50=54.8(m3)(4）预留填土量（按松散体积计算）：V留＝(204-54.8)÷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1-5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）。解：(1）初算设计标高H0=(∑H1+2∑H2+3∑H3+4∑H4)/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=Ho±Lxix±LyiyH1=63.07-45X2%o+30X3%o=63.07(m)10\nH2=63.07-15x2%o+30x3%o=63.13(m)H3=63.07+15x2%o+30×3%o=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1-6。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1-2判断是否为最优方案，“是”则求出优化结果（即最少的土方总运输量），“否”则进行优化。10\n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=60-50=10V2＝C22-U2=70-10=60;V3＝C23-U2=50-10=40U3=C32-V2=80-60=20;V4=C34-U3=70-20=50。计算结果见表1-3所示(3）求检验数λij10\n计算公式：λij=Ｃij-Ｕi-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：λ12=60-0-60=0，λ13=80-0-40=40，λ14二70-0-50=20,λ24=80-10-50=20，λ31=70-20-50=0，λ33=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+100x70+600×50+600x80+400×70=139000(m3•m)6.某工程基坑底的平面尺寸为40.5mx16.5m，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①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。②高程（竖向）布置基坑上口宽为：16.5+2x6.5xO.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。10\n2）涌水量计算①判断井型取滤管长度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。②计算抽水有效影响深度井管内水位降落值S’＝6-0.2-0.1=5.7(m）,则S'/(S'+l)=5.7/(5.7+1.5)=0.792查书表经内插得：Ｈ0=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Ｈ0=H水＝llm。③计算井点系统的假想半径井点管包围的面积F=46.6x22.6=1053.2(㎡)，且长宽比≯5，所以Xo===18.31(m)。④④计算抽水影响半径RR=1.95S1.95*4.5*=123.84(m)。⑤计算涌水量QQ=1.366K＝1.366×18=2336m10\n3）确定井点管数量及井距①单管的极限出水量井点管的单管的极限出水量为：q=65*=65*0.038*1.5*=30.5()。②需井点管最少数量ｎmin:ｎmin=1.1=1.1=84.2(根)③井点管最大间距Dmax井点包围面积的周长L=(46.6+22.6)x2=138.4(m);井点管最大间距Dmax=L/ｎmin=138.4÷84.2=1.64(m）④确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1-9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=0.22rct0β1β2F2=rcH式中F1、F2-------新浇筑混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；10\nt0————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；β1---------外加剂影响修正系数，不掺外加剂，取1.0；β2-----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=0.22rct0β1β2=0.22×24×6.67×1×1×=55.68kN/mF2=rcH=24×5=120kN/m2取两者中小值，即F=55.68kN/m2(2)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4-1所示，③、④号钢筋为450弯起，⑤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l0mm，其他位置保护层厚度取25mm。(1)①号钢筋下料长度：6300+120×2一2×10=6520(mm)每根钢筋重量=2.47×6.520=16.10(kg)(2)②号钢筋外包尺寸：6300+120×2一2×10=6520(mm)下料长度：6520+2×6.25×10=6645(mm)每根重量=0.617×6.645=4.10(kg)(3)③号钢筋外包尺寸分段计算端部平直段长：240+50+500－10=780(mm)斜段长：(500－2×25)×1.414=636(mm)10\n中间直段长：6540－2×(240+50+500+450)=4060(mm)端部竖直外包长：200×2=400(mm)下料长度=外包尺寸－量度差值=2(780+636)+4060+400－2×2d－4×0.5d=6892+400－2×2×20－4×0.5×20=7172(mm)每根重量=2.47×7.712=17.71(kg)(4)④号钢筋与③号钢筋同理，下料长度亦为7172mm，每根重量亦为17.71(kg)(5)⑤号箍筋外包尺寸：宽度200－2×25+2×6=162(mm)高度500－2×25+2×6=462(mm)箍筋形式取135°/135°形式，D取25mm，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：3×2d=3×2×6=36(mm)⑤号箍筋下料长度：2×(162+462)+156－36=1368(mm)每根重量=0.222×1368=0.30(kg)⑤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=〔16.10×2+4.10×2+17.71+17.71+0.30×33〕×5=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22mm的钢筋，则：As2=4×380.1=1520mm2>1454.1mm2，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12mm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1：2.42：4.04，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)：(W－XWX－YWY)=1：2.42(1+0.04)：4.04(1+0.02)：(0.6一2.42x0.04－4.04×0.02)=1：2.52：4.12：0.42(2)每盘出料量560×0.625÷1000=0.35(m3)(3)每盘配料量水泥：280×0.35=98(kg)，取100kg(两袋)10\n砂：100×2.52=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J4-375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5kg进级取整数)解：(1)施工配合比为：1：2.12(1+3%)：4.37×(1+1%)=1：2.18：4.41(2)每1m3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0.62×290－2.12×290×0.03－4.37×290×0.01=179.8－18.44－12.67=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70×0.62－70×2.12×0.03－70×4.37×0.0l=35.9(kg)。7.某混凝土设备基础：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）＜（3×6）（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.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0.5h(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0.3m，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)10\n基础体积V=150×4.0=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：100×1.7×(1+2.5%)=174.25(kg)石：100×3.46×(1+1%)=349.46(kg)水的用量：100×0.5－100×1.7×2.5%一100×3.46×1%=50－4.25－3.46=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%=12.4%<15%×100%=13.9%<15%均小于15%，该组代表值取其平均值，即：==20.2(MPa)第二组：强度差值×100%=17.5%>15%×100%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。10