建筑施工例题解析

第1章 土方工程
1-1一建筑场地方格网及各方格顶点标高如图所示，方格网边长为20m，场地表面要求的泻水坡度 ， 。试求：
1）按挖填平衡的原则确定场地设计标高（不考虑土的可松性）；
2）各方格角点的施工高度，并标出零线；
3）计算场地平整的土方量（不考虑边坡土方量）。

解: （1）确定场地内各方格角点的设计标高







同理

（2）计算各角点的施工高度；标出场地零线


同理

用图解法确定零线

（3）计算场地平整的土方量
1-1为全挖方格

2-3为全填方格

1-2为三挖一填方格


2-2为三填一挖方格

2-1为两挖两填方格

1-3为两挖两填方格


平整场地总土方量为


1-2 用“表上作业法”计算下表所示的土方调配最优方案，并计算其运输工程量（m­­-3-km）.

填方区
挖方区 T1 T2 T3 挖方量
（m3）
50 70 140

70 40 80

60 140 70

100 120 40

填方量（m3） 800 600 500 1900













解：用“表上作业法”进行土方调配，步骤如下：
（1）编制初始调配方案
初始方案编制采用“最小元素法”，即对应于价格系数Cij最小的土方调配量取最大值。
初始调配方案

填方区
挖方区 T1 T2 T3 挖方量
（m3）
50 70 140

70 40 80

60 140 70

100 120 40

填方量（m3） 800 600 500 1900

目标函数Z=500×50+500×40+300×60+100×140+100×70+400×40=100000m3-m
初始方案是否为最优方案还需进行检验。
（2）调配方案的最优化检验
调配方案的最优化检验，可采用“假想价格系数法”。
假想价格系数及检验数表

填方区
挖方区 T1 T2 T3 挖方量
（m3）
50 70 140
50 130 60
70 40 80
-40 40 -30
60 140 70
60 140 70
100 120 40
40 110 40
填方量（m3） 800 600 500 1900

检验数计算结果出现负值，说明初始方案并非最优，需要进行调整。
（3）方案的调整
求解闭回路

填方区
挖方区 T1 T2 T3
W1 500 ←X12
W2 ↓ ↑
500
↑
W3 300 → 100 100
W4 400

调整后的新调配方案

填方区
挖方区 T1 T2 T3 挖方量
（m3）
50 70 140

70 40 80

60 140 70

100 120 40

填方量（m3） 800 600 500 1900



（4）对新方案仍要用前述检验方法进行检验
假想价格系数及检验数表

填方区
挖方区 T1 T2 T3 挖方量
（m3）
50 70 140
50 70 60
70 40 80
20 40 30
60 140 70
60 80 70
100 120 40
30 50 40
填方量（m3） 800 600 500 1900
经检验 ，故调整后的方案为最优方案。
目标函数Z=400×50+100×70+500×40+400×60+100×70+400×40=94000m3-m

1-3某矩形基坑，其底部尺寸为4m×2m，开挖深度2.0m，四面放坡，边坡坡度1∶0.5，试计算其挖方量，若将土方用容量2m2的运输车全部运走，需运多少车次？（Ks=1.20， Ks′=1.05）。
解：挖土量
弃土量
运土车次 （车次）
1-4一基坑长50m，宽40m，深5.5m，四边放坡，边坡坡度1:0.5，问挖土土方量为多少？如混凝土基础体积为3000m3,则回填土量为多少？多余土方量外运，外运土方量为多少？如用斗容量为3m3的翻斗汽车运土，问需运多少次？已知土的最初可松性系数ks=1.14,最终可松性系数ks´=1.05。
解：
挖方量：
填方量：
余土外运量：
外运车次：3931.2÷3=1310.4≈1311车次

1-5某基坑底部尺寸为20m30m ，基础埋深为4..0m，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，基坑边坡坡度为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：（1）井点设备选择
井点管选用直径50mm，长6m的钢管；滤管选用直径50mm，长度为1.0m的钢管；总管选用100mm直径的无缝钢管。
（2）井点系统布置
∵基坑的长宽比为30/20﹤5，∴采用环状井点系统。取井点管距基坑边缘为1.0m；先开挖0.5m深的沟槽，将总管埋设在地面以下0.5m处；基坑上口尺寸为23.5m×33.5m (20+2×3.5×0.5＝23.5；30+2×3.5×0.5=33.5)；其布置如图（1）所示。
环形井点所包围的面积：
总管长度：

采用一级轻型井点，井点管露出地面0.2m，井点管埋置深度应满足：

满足要求。

（3）基坑涌水量计算
滤管下端距不透水层为10.0－0.5－5.8－1.0＝2.7m，该井为无压非完整井。



∴取



(4)井点管数量和井距计算



取井点管间距为1.6m，井点管实际数量为122÷1.6＝76.25≈77根。
（5）选择抽水设备
总管长度L=122m≈120m，选用W6型干式真空泵抽水设备一套。

1-6某基坑底部尺寸为30m50m ，深为3m，基坑边坡为1∶0.5，地下水位在地面以下1.5 m处，地下水为无压水。土质情况：自然地面以下为1 m厚的杂填土，其下为8m厚的细砂含水层，细砂含水层以下为不透水的粘水层。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：
试求：（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）计算群井涌水量时，可否直接取用含水层厚度H，应取为多少？为什么？
解： （1）验算井点管的埋置深度能否满足要求；
基坑上口尺寸为33m×53m （30+2×3×0.5＝33；50+2×3×0.5=53）；井点管距基坑边缘取1.0m；井点管围成的面积为35m×55m；井点管露出地面0.2m，井点管埋置深度应满足：

满足要求。
（2）判断该井点类型
∵滤管下端距不透水层为9.0－5.8－1＝2.2m
∴该井为无压非完整井。
（3）计算群井涌水量时，可否直接取用含水层厚度H，应取为多少？为什么？


∵H0为抽水影响深度，它不会大于实际含水层厚度H，当计算的H0大于H时，取H0=H
∴应取

第4章 混凝土结构工程
4.1 解：（1）计算各钢筋的下料长度
下料长度＝钢筋外包尺寸－中部弯折量度差值＋端部弯钩增加长度
①号钢筋下料长度＝5980＋2×100－2×2×20＋2×6.25×20＝6350mm
②号钢筋下料长度＝5980＋2×6.25×10＝6105mm
③号钢筋下料长度＝4400+2×564+2×390+2×1－4×0.5×20－2×2×20+2×6.25×20=6638mm
④号钢筋下料长度＝3400+2×564+2×890+2×1－4×0.5×20－2×2×20+2×6.25×20=6638mm
135°/135°弯钩：
⑤号箍筋下料长度＝（412＋162）×2－3×2×6＋（0.7×20＋10×6）×2＝1260mm
90°/90°弯钩：
⑤号箍筋下料长度＝（412＋162）×2－3×2×6＋（0.3×30＋5×6）×2＝1190mm
（2）编制钢筋配料单
钢 筋 配 料 单

构件
名称 钢筋
编号 简图 钢筋强度等级 直径
(mm) 下料
长度
(m) 单位
根数 合计
根数 质量

梁 ① HPB235 20 6350 2 10 156.85
② HPB235 10 6105 2 10 37.67
③ HPB235 20 6638 1 5 81.98
④ HPB235 20 6638 1 5 81.98
⑤ HPB235 6 1260
(1190) 31 155 43.36
(40.95)

4.2 解：因代换后钢筋的强度等级于原设计钢筋相同，故可采用等面积代换。

∵
可采用3Φ28＋2Φ20代换，
（可以）

4.3 解：应采用当强度代换

原设计采用HRB335级钢筋
拟采用HPB235级Φ20钢筋代换
可采用9φ20的钢筋代换，
∵ 需排两排 ∴应验算其承载力。

（不满足）
采用10φ20的钢筋代换，

（满足）

4.4 解：1.荷载计算
（1）新浇筑混凝土对模板的侧压力
标准值： }取较小值


∵不掺外加剂 ∴

∵混凝土坍落度为80mm ∴




取以上两式中的较小值，
设计值：
有效压头
混凝土侧压力分布如图（1）所示：
(2)倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值
标准值：
设计值：
（3）荷载组合
验算承载力时：
验算刚度时：
2．模板系统结构计算
选用P3015（ ）模板，分两行竖向布置，内钢楞采用两根Φ51×3.5钢管，间距500mm；外钢楞采用同一规格钢管，间距750mm；对拉螺栓为Φ18，间距500×750；其布置如图所示。
（1）钢模板验算
截面特征：
计算简图：
1） 强度验算
均布线荷载为：
支座处最大负弯矩为：
（满足）
2） 刚度验算
均布线荷载为：
模板的最大挠度值为：

（2） 内钢楞验算
2×Φ51×3.5钢管截面特征：

∵伸臂长度0.225m，0.225/0.75=0.3＜0.4
∴计算简图可简化为三跨连续梁：

1）强度验算
均布线荷载为：
支座处最大负弯矩为：
(满足)
2）刚度验算
均布线荷载为：
钢管的最大挠度值为：
（满足）
（3） 对拉螺栓验算
M18对拉螺栓的净面积为：
对拉螺栓的拉力为：

对拉螺栓的拉应力为：
（满足）
4.5 解：（1）确定混凝土的施工配合比
混凝土的实验室配合比为：c∶s∶g ＝260∶650∶1380=1∶2.5∶5.31
水灰比为：W/C = 0.6
混凝土的施工配合比为：
水泥∶砂∶石子:水=1:s（1+ws）: g (1+wg) : (w - s﹒ws - g﹒wg)
＝1∶2.5×（1＋3％）∶5.31（1＋1％）: (0.6-2.5×3%-5.31×1%)
＝1∶2.58∶5.36:0.47
（2）计算每m3混凝土材料用量
水泥
砂
石子
水
（3）计算每盘混凝土的投料量
搅拌机的出料容积为： 400×0.65＝260L=0.26m3
水泥 260×0.26＝68Kg（取一袋水泥50Kg）
砂 50×2.58＝129Kg
石子 50×5.36＝268Kg
水 50×0.47＝23.5Kg

4.6 某施工现场大型混凝土工程，其设计强度等级为C30。在施工过程中共抽样12组试块。试块尺寸边长150mm的立方体，实际强度数据（N/mm2）为：

26.0 30.0 25.0 27.0 29.0 32.5 25.0 34.0 32.0 31.5 34.5 28.0
30.5 34.0 33.0 28.5 33.5 37.5 28.0 35.5 36.5 32.5 38.0 32.0
33.3 37.5 36.0 30.5 40.0 37.8 29.5 37.0 37.0 36.5 39.0 32.5
试用数理统计方法评定该工程混凝土强度质量是否符合施工规范要求。

解：（1）确定各组混凝土试件强度代表值


∵ ∴

∵ ∴







（2）计算混凝土强度的标准差
本验收批混凝土强度的平均值为：


（3）合格判定
∵试件组数n=12
∴合格判定系数为：


结论：本验收批混凝土强度质量符合施工质量验收规范的要求，合格。

4.7 解：（1）试确定张拉程序及张拉控制应力
张拉程序：采用超张拉
张拉控制应力：
（2）计算张拉力并选择张拉机具
张拉力：
张拉机具：在长线台座上可采用卷扬机单根张拉小直径预应力钢筋。
（3）计算预应力钢筋放张时，混凝土应达到的强度值


4.8 解：（1）两端采用螺丝端杆锚具时，预应力钢筋的下料长度

(2)一端采用螺丝端杆锚具，另一端为帮条锚具时，预应力钢筋的下料长度


4.9 解：（1）第二批预应力钢筋张拉时，第一批钢筋应力的降低值

(2)可采用提高第一批钢筋张拉力的办法，使钢筋的应力达到规定的应力
第一批钢筋的张拉力（单根张拉）为：

第二批钢筋的张拉力（单根张拉）为：

















第5章 结构安装工程
5.1某厂房柱重28t，柱宽0.8m，现用一点绑扎双机抬吊，试对起重机进行负荷分配，要求最大负荷一台为20t，另一台为15t，试求需加垫木厚度。
解：（1）求所需垫木厚度
设：20T吊车一侧加设的垫木厚度为50mm，则
∵
∴15T吊车一侧所需垫木的厚度为 ：600－400＝200mm。
(2)负荷分配
当柱子采用一点绑扎双机抬吊时，为了使各机的负荷均不超过该机的起重能力，应进行负荷分配，其计算公式为：


5.2某厂房柱牛腿标高8m，吊车梁长6m，高0.8m，当起重机停机面标高为－0.3m时，试计算安装吊车梁的起重高度。
解：安装吊车梁的起重高度必须满足下式的的要求

5.3某车间跨度21m，柱距6m，吊柱时起重机沿纵轴线的跨内和跨外一侧开行，当起重半径为7m，开行路线距柱轴线5.5m时，试对柱作“三点共弧”布置，并确定停机点。
解：绘图步骤：
（1）确定起重机的开行路线至柱中心的距离a，（ ）；
（2）确定起重机的停机位置，以柱基中心M为圆心，该柱的起重半径R为半径画弧，与起重机的开行路线交于O点；
（3）以起重机的停机位置O为圆心，OM为半径画弧；
（4）在靠近柱基的弧上选点K作为柱脚中心的位置；
（5）以K为圆心，以柱脚到吊点的距离为半径画弧，与OM为半径所画弧相交于S；
（6）连接KS得柱的中心线，具此画出柱的预制位置图。



5.4某单层工业厂房跨度为18m，柱距6m，9个节间，选用W1-100型履带式起重机进行结构安装，起重机机身尾部距回转中心的距离A=3.3m，安装屋架时起重半径为9m，试绘制屋架的斜向就位图。
解：绘图步骤：
（1）确定起重机的开行路线（跨中）及起重机的停机点（O1、、O2、O3……）；
（2）确定屋架的就位范围（P—P和Q—Q之间），P—P距柱边≥200mm，Q—Q距开行路线≥A+0.5m；
（3）画出屋架就位后其中点所在线H—H，H—H为P—P与Q—Q中位线；
（4）确定屋架就位后的中点，以Oi为圆心，R为半径画弧交H—H于G点；
（5）确定屋架的就位位置，以G为圆心，L/2为半径画弧，交P—P、Q—Q于E、F两点，连接EF即为屋架的就位位置。