基础工程课程设计指导书
基础工程课程设计指导书
一、教学要求
根据教学大纲要求，通过《土力学》和《基础工程》课程的学习及其课程设计，使学生能基本掌握桩基础设计步骤和计算方法。本课程设计拟已知其柱底荷载、工程地质条件、拟建筑物的环境等进行基础设计计算，并绘制施工图，对桩基础包括桩位平面布置图、承台配筋图及施工说明。
基础设计依据：
1.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
2.《建筑桩基技术规范》（JGJ94—2008）》
3.《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）
二、桩基础的设计方法与步骤
1、桩基础设计的基本原则
桩基应根据具体条件分别进行下列承载能力验算和稳定性验算：
（1）应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的竖向承载力计算和水平承载力计算。
（2）应对桩身和承台承载力进行计算：对于桩侧土不排水抗剪强度小于10kPa且长径比大于50的桩应进行桩身压屈验算；对于钢筋混凝土预制桩尚应按施工阶段的吊装、运输、堆放和锤击作用进行强度验算；
（3）当桩端平面以下存在软弱下卧层时，应验算软弱下卧层的承载力；
（4）对位于坡地、岸边的桩基础应验算整体稳定性；
（5）对于抗浮、抗拔桩基，应进行整体稳定性验算；
（6）对于抗震设防区的桩基，应进行抗震承载力验算.
下列建筑桩基应进行沉降计算：
（1）设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬持力层的建筑桩基；
（2）设计等级为乙级的体形复杂、荷载分布显著不均匀或桩端平面以下存在软弱土层的建筑桩基。
桩基设计时，所采用的作用效应组合与相应的抗力应符合下列规定：
（1）确定桩数和布桩时，应采用传至承台底面的荷载效应标准组合；相应的抗力应采用基桩或复合基桩承载力特征值。
（2）计算荷载作用下的桩基沉降和水平位移时，应采用荷载效应准永久组合；计算水平地震作用、风载作用下的桩基水平位移时，应采用水平地震效应、风载效应标准组合；
（3）在计算桩基结构承载力、确定尺寸和配筋时，应采用传至承台顶面的荷载效应基本组合。当进行承台和桩身裂缝控制验算时，应分别采用荷载效应标准组合和荷载效应准永久组合。
2、桩基础设计的基本资料
（1）工程地质勘察资料：包括土层的分布及各土层物理力学指标、地下水埋藏情况、试桩资料或邻近类似桩基工程资料、液化土层资料等；
（2）建筑物情况：包括建筑物的结构类型、荷载等；
（3）建筑场地与环境的有关资料；
（4）施工条件的有关资料：施工机械设备、水电供应条件、施工机械的进出场及现场运行条件等。
3、桩基础的一般构造要求
1）、混凝土预制桩
（1）混凝土预制桩的截面边长不应小于200mm；预应力混凝土预制桩的截面边长不宜小于350mm。
（2）采用锤击法沉桩时，预制桩的最小配筋率不宜小于0.8%，如采用静压法沉桩时，其
，打入桩桩顶（4~5）d长度范围内箍筋最小配筋率不宜小于0.6％，主筋直径不宜小于14
应加密，并设置钢筋网片。
（3）预制桩的混凝土强度等级不宜低于C30，采用静压法沉桩时，可适当降低，但不宜低于C20，预应力混凝土桩的混凝土强度等级不宜低于C40，预制桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于30mm。
2）、混凝土灌注桩
灌注桩应按下列规定配筋：
1 配筋率：当桩身直径为300~2000mm，正截面配筋率可取0.65%~0.2%（小桩径取高值）；对受水平荷载特别大的桩、抗拔桩和嵌岩端承桩应根据计算确定配筋率，并不应小于上述规
定；
灌注桩的配筋与预制桩不同之处是无需考虑吊装、捶击沉桩等因素。正截面最小配筋率宜根据桩径确定。另外，从承受水平力的角度考虑，桩身受弯截面模量为桩径的3次方，配筋对水平抗力的贡献随桩＃增大显著增大。从以上两方面考虑，规定正截面最小配筋率为0.2%~0.65%，大桩径取低值，小桩径取高值。
2 配筋长度：
1）端承型桩和位于坡地、岸边的基桩应沿桩身等截面或变截面宜沿桩身通长配筋；
2）摩擦型灌注桩配筋长度不小于2/3桩长；当受水平荷载时，配筋长度尚不宜小于α/0.4
（α为桩的水平变形系数）；
3）对于受地震作用的基桩，桩身配筋长度应穿过可液化土层和软弱土层，进入稳定土层一定深度；
4）受负摩阻力的桩、因先成桩后开挖基坑而随地基土回弹的桩，其配筋长度应穿过软弱土层并进入稳定土层，进入的深度不应小于（23）d；
5）抗拔桩及因地震作用、冻胀或膨胀力作用而受拔力的桩，应等截面或变截面通长配筋。
3 对于受水平荷载的桩，其极限承载力受配筋率影响大，主筋不应小于12
8φ，以保证受φ。对抗压桩和抗拔桩，为保证桩身钢筋笼成型刚度以及桩身承载力的可拉区主筋不小于312
φ，纵向主筋应沿桩身周边均匀布置，其净距不应小于60mm；
靠性，主筋不应小于610
4 桩身混凝土强度等级不得低于C25，混凝土预制桩尖不得低于C30；
5 灌注桩主筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm，水下灌注混凝土主筋混凝土保护层厚度不得小于50mm。
3）、承台
承台除满足抗冲切、抗剪切、抗弯承载力和上部结构的需要外，尚需满足如下构造要求才能保证实现上述要求。
（1）、承台尺寸：
对于柱下独立承台，其平面形状通常为方形、矩形、三角形、圆形和正多边形。承台的构造尺寸，除满足抗冲切、抗剪切、抗弯和上部结构需要外，尚应符合下列规定：
①、承台最小宽度不应小于500mm，承台边缘至边桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长，
且边缘挑出部分不应小于150mm 。这主要是为满足嵌固及斜截面承载力（抗冲切、抗剪切）的要求。对于墙下条形承台梁边缘挑出部分不应小于75mm ，主要是考虑到墙体与承台梁共同工作可增强承台梁的整体刚度，受力情况良好。
②、条形承台和柱下独立桩基础承台的厚度不应小于300mm ，高层建筑板式筏形基础承台最小厚度不应小于400mm ，是为满足承台基本刚度、桩与承台的连接等构造要求。
③、承台埋深应不小于600mm ，且应满足冻胀等要求。
（2）、承台混凝土：承台混凝土材料及其强度等级应符合混凝土结构耐久性的要求和抗渗要求。
承台底面钢筋的混凝土保护层厚度，当有混凝土垫层时，不应小于50mm ，当无混凝土垫层时，不应小于70mm 。此外尚不应小于桩头嵌入承台内的长度。
（3）、承台的钢筋配置应符合《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)4.2.2条规定
4.2.2条规定
1 柱下独立桩基承台钢筋应通长配置，对四桩以上（含四桩）承台宜按双向均匀布置，对三桩的三角形承台应按三向板带均匀布置，且里面的三根钢筋围成的三角形应在柱截面范围内。柱下独立桩基承台的最小配筋率不应小于0.15%。
柱下独立桩基承台的受力钢筋应通长配置，主要是为保证桩基承台的受力性能良好，根据工程经验及承台受弯试验对矩形承台将受力钢筋双向均匀布置；对三桩的三角形承台应按三向板带均匀布置，为提高承台中部的抗裂性能，最里面的三根钢筋围成的三角形应在柱截面范围内。承台受力钢筋的直径不宜小于12mm ，间距不宜大于200mm 。主要是为满足施工及受力要求。独立桩基承台的最小配筋率不应小于0.15%。具体工程的实际最小配筋率宜考虑结构安全等级、桩基承载力等因素综合确定。
2 柱下独立两桩承台，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中的深受弯构件配置纵向受拉钢筋、水平及竖向分布钢筋。
3 条形承台梁的纵向主筋应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010关于最小配筋率的规定，主筋直径不宜小于12φ，架立筋直径不宜小于10，箍筋直径不宜小于6φ。承台梁端部纵向受力钢筋的锚固长度及构造应与柱下多桩承台的规定相同。
4筏板承台板或箱形承台板在计算中当仅考虑局部弯矩作用量，考虑整体弯曲的影响，在纵横两个方向的下层钢筋配筋率不宜小于0.15％；上层钢筋应按计算配筋率全部连通。当筏板的厚度大于2000mm 时，宜在板厚中间部位设置直径不小于12mm 、间距不大于300mm 双
向钢筋网。
（4）、桩与承台的连接
桩与承台的连接宜符合下列要求：
①、桩顶嵌入承台的长度，对大直径桩不宜小于100mm，对中等直径桩不宜小于50mm；
②、桩顶主筋深入承台内的锚固长度不宜小于35倍主筋直径。对于抗拔桩，桩顶纵向主筋的锚固长度应现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010确定。
③对于大直径灌注桩，当采用一柱一桩时，连接构造通常有两种方式：一是设置承台，将桩与柱通过承台相连接；二是将桩与柱直接相连。实际工程根据具体情况选择。
4、桩基础的设计与计算步骤
（1）、确定桩基持力层
关于桩端持力层选择和进入持力层的深度要求，桩端持力层是影响桩基承载力的关键性因素，不仅制约桩端阻力而且影响侧阻力的发挥，因此选择较硬持力层为桩端持力层至关重要；其次，应确保桩端进入持力层的深度，有效发挥其承载力，进入持力层的深度除考虑承
载性状外尚应同成桩工艺可行性相结合。
一般应选择压缩性低而承载力高的较硬土层作为持力层，同时考虑桩所负荷载特性、桩身强度、沉桩方法等因素。根据桩基承载力、桩位布置、桩基沉降的要求，并结合有关经济指标综合评定确定。
桩端全断面进入持力层的深度，对于粘性土、粉土不宜小于2d ，砂土不宜小于1.5d 。碎石类土不宜小于1d 。当存在软弱下卧层时，桩基以下硬持力层厚度不宜小于3d （d 为桩径）
同一结构单元避免采用不同类型的桩。同一基础相邻桩的桩底标高差，对于非嵌岩端承桩不宜超过相邻桩的中心距，对于摩擦型桩，在相同土层中不宜超过桩长的1/10。
当持力层较厚施工条件许可时，桩端全断面进入持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度。砂与碎石类土的临界深度为(3~10)d ，随其密度提高而增大；粉土、粘土的临界深度为(2~6)d ，随土的孔隙比和液性指数的减小而增大。
根据土层的竖向分布特征，尽可能选定硬土层作为桩端持力层和下卧层，从而可初步确定桩长，这是桩基础要具备较好的承载变形特性所要求的。强度较高、压缩性较低的粘性土、粉土、中密或密实砂土、砾石土以及中风化或微风化的岩层，是常用的桩端持力层，如果饱和软粘土地基深厚，硬土层埋深过深，也可采用超长摩擦桩方案。
（2）、确定桩型、外形尺寸和构造
随着桩基施工技术的不断发展，桩型的种类日益增多、工艺日趋成熟，对于某一个工程，往往并非只有某一种桩型可以选用，但《建筑桩基技术规范》（JGJ94—2008）》对桩型的选择作了如下的规定：同一结构单元宜避免采用不同类型的桩。设计时应根据结构荷载性质、桩的使用功能、地质环境、施工工艺设备、施工队伍水平和经验以及制桩材料供应等条件综合考虑，选择经济合理、安全适用的桩型、成桩工艺、桩的截面尺寸和长度以及桩端持力层等。（参见规范附录A ）
桩的长度主要取决于桩端持力层的选择。根据上面持力层的选择而确定。
（3）、确定单桩承载力
通常将群桩基础中的单桩称为基桩；低承台群桩基础中包含承台底土阻力的基桩称为复合基桩；考虑由承台底地基土与桩共同承受荷载的桩基础称作复合桩基。
1)一般预制桩及中小直径灌注桩单桩承载力
对直径800d mm <的灌注桩和预制桩，单桩竖向极限承载力标准值uk Q 可按下式计算：
uk sk pk p sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑
单桩竖向承载力特征值R a 应按下式确定：
1a uk R Q K
= 式中 sk Q ——单桩总极限侧阻力标准值（kN ）；
pk Q ——单桩总极限端阻力标准值（kN ）；
sik q ——桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值（kPa ），无当地经验值时，可按教材中的表
10-1取值；
pk q ——桩端极限端阻力标准值（kPa ），无当地经验值时，可按教材中的表10-2取值； p u ——桩截面周长。
l i ——按土层划分的第i 层土桩长；
K ——安全系数，K =2。
对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。
对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值：
①上部结构整体刚度较好、体型简单的建筑物；
②对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物；
③按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区；
④软土地基的减沉复合疏桩基础。
考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值R 可按下列公式确定：
a c ak c R R f A η=+
()/c ps A A nA n =-
式中c η——承台效应系数，见表1；
ak f ——承台下1/2承台宽度且不超过5m 深度范围内各层土的地基承载力特征值按厚度加
权的平均值；
c A ——计算基桩所对应的承台底净面积；
ps A ——桩身截面面积；
A ——承台计算域面积对于柱下独立桩基，A 为承台总面积；
当承台底为可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土时，沉桩引起超孔隙水压力和土体隆起时，不考虑承台效应，取0c η=。
表1 承台效应系数c η表
a s =A 为承台计算域面积，n 为总桩数。
2 对于桩布置于墙下的箱、筏承台，c η可按单排桩条形承台取值。
3 对于单排桩条形承台，当承台宽度小于1.5d 时，c η按非条形承台取值。
4 对于采用后注浆灌注桩的承台，c η宜取低值。
5 对于饱和黏性土中的挤土桩基，软土地基上的桩基承台，c η宜取低值的0.8倍。
关于群桩效应问题。影响桩基的竖向承载力的因素包含三个方面，一是基桩的承载力；二是桩土相互作用对于桩侧阻力和端阻力的影响，即侧阻和端阻的群桩效应；三是承台底土抗力分担荷载效应。对于侧阻的群桩效应系数s η、端阻的群桩效应系数p η，其总的变化规律是：对于侧阻力，在黏性土中因群桩效应而削弱，即非挤土桩在常用桩距条件下s η小于1，在非密实的粉土、砂土中因群桩小于产生沉降硬化而增强，即s η大于1；对于端阻力，在黏性土和非黏性土中，均因相邻桩桩端土互逆的侧向变形而增强，即1p η>。但侧阻、端阻的综合群桩效应系数sp η对于非单一黏性土大于1，单一黏性土当桩距为3~4d 时略小于1。计入承台土抗力的综合群桩效应系数略大于1，非黏性土群桩较黏性土更大一些。就实际工程而言，桩所穿越的土层往往是两种以上性质土层交互出现，且水平向变化不均，由此计算群桩效应确定承载力较为繁琐。另据美国、英国规范规定，当桩距a 3s d ≥时不考虑群桩效应。08桩基规范所规定的最小桩距除桩数少于3排和9根桩的非挤土端承桩群桩外，其余均不小于3d 。鉴于此，08桩基规范关于侧阻和端阻的群桩效应不予考虑，即 1.0s p ηη==。这样处理，方便设计，多数情况下可留给工程更多安全储备。对单一黏性土中的小桩距低承台桩基，不应再另行计入承台效应。
【例题1】某PHC 桩，桩截面尺寸为20.50.1m φ?，承台埋深1m ，桩长12.5m 。从地面起
土层分布为：淤泥层厚4.0m ，桩极限侧阻力标准值11sk q kPa =；粉土层厚度8.0m ，
50sk q kPa =；砂砾层116sk q kPa =，6300pk q kPa =，按《建筑桩基技术规范》计算，单桩竖向承载力特征值为（ ）。
A.1745kN
B.1328kN
C.1228kN
D.1095kN
【答案】D
【解】单桩极限承载力可由公式uk sk pk p sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑计算，将各层土的参数带入上式可得：
23.14160.5(3.0118.050 1.5116) 3.14160.256300uk Q =??+?+?+??
＝953.5+1237.0＝2190.5kN 按《建筑桩基技术规范》计算，1a uk R Q K
=，其中预制桩的 2.0K =，所以 2190.5/2.01095.25R kN ==。
本算例中容易出现的错误：
? 搞清楚极限值和特征值之间的关系；
? 搞清楚桩身在每一层土中的实际长度，空心面积很小，形成的土塞，使桩端面积要按实心
面积计算。
（4）、确定桩数和布桩
①、桩的根数
初步估定桩数时，先不考虑群桩效应，根据单桩竖向承载力特征值R ，当桩基为轴心受压时，桩数n 可按下式估算：
k k F G n R
+≥ 式中 k F ——为相应于荷载效应标准组合时作用在承台上顶面的竖向力；
k G ——桩基承台及其上方填土的自重标准值，对稳定的地下水位以下部分应扣除
水的浮力
偏心荷载时，由于桩基中各桩受力可能不均匀，因而应当适当增加桩数量，增加方法的按使上式确定的桩数增加10~20%。
以上选定的桩数在经过平面布置和单桩受力验算后，可能会有增减。
②、桩的中心距
基桩的最小中心距规定基于两个因素确定：
第一，有效发挥桩的承载力，群桩试验表明对于非挤土桩，桩距3~4d时，侧阻和端阻的群桩效应系数接近或略大于1；砂土、粉土略高于黏性土。考虑承台效应
的群桩效率则均大于1。但基桩的变形因群桩效应而增大，亦即桩基的竖向支
承刚度因桩土相互作用而降低。
第二，基桩最小中心距所考虑的第二个因素是成桩工艺。对于非挤土桩而言，无需考虑挤土效应问题；对于挤土桩，为减小挤土负面效应，在饱和黏性土和密
实土层条件下，桩距应适当加大。因此最小桩距的规定，考虑了非挤土、部
分挤土和挤土效应，同时考虑桩的排列于数量等因素。
另外，桩的间距过大，承台体积增加，造价提高；间距过小，桩的承载能力不能充分发挥，且给施工造成困难。一般桩的最小中心距应符合表2的规定。对于大面积群桩，尤其是挤土桩，桩的中心距还应按表列数值适当加大。
表2 基桩的最小中心距
注：1 为圆桩设计直径或方桩设计边长，为扩大端设计直径。
2 当纵横向桩距不相等时，其最小中心距应满足“其他情况”一栏的规定。
3 当为端承桩时，非挤土灌注桩的“其他情况”一栏可减小至2.5d。
（5）、拟定承台尺寸和埋深
承台的平面尺寸一般由上部结构、桩数及布桩形式决定。通常，墙下桩基础作为条形承台梁；柱下桩基宜采用板式承台（矩形或三角形）。尺寸见承台构造要求。
（6）、根据荷载条件验算作用在桩上的力
荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
k N R ≤
k k k F G N n
+= 偏心竖向作用力下，除满足上式外，尚应满足下式的要求：
max 1.2k N R ≤
22yk i k k xk i ik j j
M x F G M y N n y x +=±±∑∑ 式中 R ——桩基或复合基桩竖向承载力特征值；
k F ——荷载效应标准组合下，作用于承台顶面的竖向力；
k G ——桩基承台和承台上土自重标准值，对稳定的地下水位以下部分应扣除水的
浮力；
k N ——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合基桩的平均竖向力；
max k N ——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，桩顶最大竖向力；
ik N ——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，第i 基桩或复合基桩的平均竖向力； xk yk M M 、——荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x 、y 轴的力矩； i j i j x x y y 、、、——第i 、j 基桩或复合基桩至y 、x 轴的距离；
n ——基桩中的桩数
【例题2】某一级建筑预制桩基础，截面尺寸20.40.4m ?，C30混凝土，桩长16m ，承台尺寸23.2 3.2m ?，底面埋深 2.0m ，土层分布和桩位布置如下图。承台上作用竖向力5500k F kN =，弯矩 700k M kN m =?，水平力80k H kN =，假设承台底1/2承台宽度深度范围（≤5m ）内地基土极限阻力标准值250ck q kPa =。粘土，36sik q kPa =；粉土，64sik q kPa =，2100pk q kPa =。试计算以下分项并验算复合基桩承载力是否满足设计要求。
1）承台效应系数c η为（ ）。
A.0.24
B.0.06
C.0.26
D.0.27
2）承台效应系数c η为0.06，复合基桩竖向承载力特征值R 为（ ）。
A.1480kN
B.856kN
C.692kN
D.867kN
3）要满足复合基桩平均竖向力的设计要求，复合基桩竖向承载力特征值R 应不小于（ ）。
A.768kN
B.777kN
C.845kN
D.657kN
4）要满足复合基桩最大竖向力的设计要求，复合基桩竖向承载力特征值R 应不小于（
）。
A.642kN
B.891kN
C.921kN
D.1005kN
【答案】1)B 2)C 3)D 4)A 5)A 6)D
【解】1）承台效应系数按下面确定：
a 1.2s m =，0.4d m =
3.2c B m =，16l m =
则a / 1.2/0.43s d m m ==，/ 3.2/160.2c B l m m ==
查表1，承台效应系数0.06c η=
2）复合基桩承载力
考虑群桩、土和承台相互作用效应时，复合基桩承载力特征值按下式计算：
a c ak c R R f A η=+
1a uk R Q K
= uk sk pk p sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑
2
40.4(3613.564 2.5)21000.4 1033.63361369.6uk sk pk p sik i pk p Q Q Q u q l q A kN
=+=+=???+?+?=+=∑
111369.6684.82a uk R Q kN K ==?= /2250/2125ak ck f q kPa ===
计算基桩所对应的承台底净面积
2()/(3.2 3.290.40.4)/90.978c ps A A nA n m =-=?-??=
0.06c η=
684.80.061250.978692.1a c ak c R R f A kN η=+=+??=
本算例中容易出现的错误：
?
c A 为承台净面积； ? ck q 为相对于一根基桩的承台底地基土极限承载力标准值。
3）复合基桩竖向承载力特征值
承台及其覆土重23.2202409.6k G kN =??=
群桩中单桩的平均竖向力为：
5500409.6656.69
k k k F G N kN n ++=== 656.6k R N kN ≥=
本算例中容易出现的错误：
? 《建筑桩基技术规范》中F k 、G k 为标准值。
4）复合基桩竖向承载力特征值
max max 22(70080 1.5) 1.2656.6770.56 1.2yk k k k i
M X F G N kN n X ++??=+=+=?∑ 根据max 1.2k N R ≤
max /1.2770.5/1.2642.1k R N kN ≥==
本算例中容易出现的错误：
? 2
i x ∑应包括所有的桩，而不是对称轴一侧的桩；
? 上述计算公式不能与偏心荷载作用下的浅基础验算混淆。
（7）、特殊条件下桩基竖向承载力验算
①、软弱下卧层验算
桩距不超过6d 的群桩基础，当桩端平面以下受力范围内存在承载力低于桩端持力层承载力1/3的软弱下卧层，且荷载引起的局部压力超出其承载力过多时，将引起软弱下卧层侧向挤出，桩基偏沉，严重者引起整体失稳。则桩与桩间土的性状类似于实体墩基础，而可能会引起冲破硬持力层的整体冲剪破坏。为了防止上述情况的发生，需进行相应的群桩承载力验算。验算原则：扩散到软弱下卧层顶面的附加应力与软卧层顶面土自重应力之和要小于软卧层的设计承载力。
对于桩距6a s d ≤的群桩基础，按下列公式验算：
z m az z f σγ+≤ )tan 2)(tan 2()(2/3)(0000θθσ?+?+?+-+=∑t B t A l q B A G F i sik K k z
式中 z σ——作用于软弱下卧层顶面的附加应力；
m γ——软弱层顶面以上各土层重度按土层厚度计算的加权平均值，地下水位以下取
浮重度；
t ——硬持力层厚度；
z ——桩顶至软弱层顶面的深度；
G k ——桩基承台和承台上土自重标准值；对稳定的地下水位以下部分扣除水的浮力；
F k ——荷载效应标准组合下，作用于承台顶面的竖向力；
A 0、
B 0——桩群外缘矩形底面的长、短边边长；
sik q ——桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值（kPa ）,可按教材中表4-2取值； θ——桩端硬持力层压力扩散角，按下表取值；
az f ——软弱下卧层经深度z 修正后的地基承载力特征值。
表3 桩端硬持力层压力扩散角
12/s s E E 00.25t B = 00.50t B ≥
1
3
5
10 4 6 10 20 12 23 25 30
注：①12s s 、
为硬持力层、软下卧层的压缩模量； ②当00.25t B <时， 降低取值；当000.250.50B t B <<时，可内插取值。
此计算方法的物理意义是将群桩基础视为实体基础，其外轮廓为群桩外包线。如果上部荷载减去实体基础侧壁的极限侧摩阻力大于软弱下卧层修正后的承载力，则满足安全要求。
对于软弱下卧层承载力验算公式着重说明四点：
1) 验算范围。规定在桩端平面以下受力层范围存在低于持力层承载力1/3的软弱下
卧层。实际工程持力层下存在软弱土层是常见现象，只有当强度相差过大时才有必要验算。因下卧层地基承载力与桩端持力层差异过小，土体的塑性挤出和失稳也不致出现。
2) 传至桩端平面的荷载，按扣除实体基础外表面总极限侧阻力的3/4而非1/2总极
限侧阻力。这是主要考虑荷载传递机理，因为极限侧阻力不可能同时沿实体基础外表面发生，而是从上到下逐渐发挥。
3) 桩端荷载扩散。持力层刚度愈大扩散角愈大，这是基本性状，这里所规定的的压
力扩散角与《建筑地基基础设计规范》GB50007一致。
4) 软弱下卧层承载力只进行深度修正，这是因为下卧层受压区应力分布并非均匀，
呈内大外小，不应作宽度修正；考虑到承台底面以上土已挖除且可能和土体脱空，因此修正深度从承台底部计算至软弱下卧层顶面。另外，既然是软弱下卧层，即多为软弱黏性土，故深度修正系数取1.0。
【例题3】某一级预制桩基础，群桩持力层下有淤泥质粘土软弱下卧层，桩截面尺寸20.30.3m ?，C30混凝土，桩长15m ，承台尺寸22.6 2.6m ?，承台底面埋深2.0m ，土层分布与桩位置如图，承台上作用竖直轴力标准值5000k F kN =,弯矩值400k M kN m =g ，水平力50k H kN =；粘土，36sik q kPa =；粉土，64sik q kPa =，地下水位位于承台底面；桩端至软弱下卧层顶面距离 3.0t m =。试验算作用于软卧下卧层的承载力是否满足要求。
f ak =60kPa
淤泥质粘土γ=18.5
k N/m3
E S E S ＝1.8MP a 粘土γq
【解】对于桩距6a s d ≤的群桩，将桩和桩间土看成一个实体基础，基础软弱层顶面附加
应力Z σ和自重应力之和应满足下式：
z m az z f σγ+≤
)tan 2)(tan 2()(2/3)(0000θθσ?+?+?+-+=∑t B t A l q B A G F i sik K k z
03.00.50.5 2.3 1.15t m B m =≥=?=和12/9/1.85s s E E ==，查表3可得，25o θ=
2.6 2.620 2.0270.4k G kN =???=
3613.564 1.548698582/sik q l kN m =?+?=+=∑
则软弱下卧层顶面附加应力Z σ为：
(5000270.4)3/2(2.3 2.3)5825270.44015.848.3(2.32325)(2.32325)26
Z o o kPa tg tg σ+-?+?-===+??+?? 38.913.58 4.58.7/13.5 4.5
m kN m γ?+?==+ 软弱下卧层经深度修正的地基承载力特征值：
60 1.08.7(180.5)211.8az f kPa =+??-=
软弱下卧层顶面自重应力：8.718156.6m z kPa γ=?=
软弱下卧层顶面总应力：156.648.3204.9211.8az kPa f kPa +=<=，满足。
本算例中容易出现的错误：
? G k 为基底以上基础自重，软弱下卧层顶面的总压力Z σ不包括水压力；
? 0A 、0B 为群桩外缘矩形面积的长、短边长，而不是承台边长；
? 注意正确理解规范中关于az f 的含义，其中深度修正系数取1.0。
②、负摩阻力计算
在一般情况下，桩受轴向荷载作用后，桩相对于桩侧土体作向下位移，使土对桩产生向上作用的摩擦力，称正摩擦力。
但是，当桩周土体因某种原因发生下沉，其沉降速率大于桩的下沉时，桩侧土就相对于桩作向下位移，而使土对桩产生向下作用的摩阻力，即称为负摩阻力。
桩的负摩阻力的发生将使桩侧土的部分重力传递给桩，因此，负摩阻力不但不能成为桩
承载力的一部分，反而变成施加在桩上的外荷载，对入土深度相同的桩来说，若有负摩阻力发生，则桩的外荷载增大，桩的承载力相对降低，桩桩基沉降加大，这在桩基设计中应予以注意。
桩的负摩阻力能否发生，主要看桩与桩周土的相对位移发展情况。桩的负摩阻力产生的原因有：
? 在桩基础附近地面大面堆载，引起地面沉降，对桩产生负摩阻力，对于桥头路堤高填土的桥台桩基础，地坪大面积堆放重物的车间、仓库建筑桩基础，均要特别注意负摩阻力问题；
? 土层中抽取地下水或其它原因，地下水位下降，使土层产生自重固结下沉； ? 桩穿过欠固结土层（如填土）进入硬持力层，土层产生自重固结下沉；
? 桩数很多的密集群桩打桩时，使桩周土中产生很大的超孔隙水压力，打桩停止后桩周土的再固结作用引起下沉；
? 在黄土、冻土中的桩，因黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。
从上述可见，当桩穿过软弱高压缩性土层而支承在坚硬的持力层上时最易发生桩的负摩阻力问题。
规范推荐的计算方法如下：
1．桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时，应根据具体情况考虑负摩阻力对桩基承载力和沉降的影响；当缺乏可参照的工程经验时，可按下列规定验算。
（1）对于摩擦型基桩可取桩身计算中性点以上侧阻力为零，并可按下式验算基桩承载力：
k a N R ≤
（2）对于端承型基桩除应满足上式要求外，尚应考虑负摩阻力引起基桩的下拉荷载n g Q ，
并可按下式验算基桩承载力：
n k g a N Q R +≤
（3）当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时，尚应将负摩阻力引起的下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降。
注：上两式中基桩的竖向承载力特征值a R 只计中性点以下部分侧阻值和端阻值。
2．桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载，当无实测资料时可按下列规定计算：
（1）中性点以上单桩承载力第i 层土负摩阻力标准值，可按下列公式计算：
n si ni i q ξσ'=
当填土、自重湿陷性黄土湿陷、欠固结土层产生固结和地下水降低时：i i γσσ''= 当地面分布大面积荷载时：i i p γσσ''=+
11
12
i i e e i i e z z γσγγ-='=?+?∑
式中 n si q ——第i 层桩侧负摩阻力标准值；当按n si ni i q ξσ'=计算值大于正摩阻力标准值时，取正摩阻力标准值进行计算；
ni ξ——桩周第i 层土负摩阻力系数，可按下表取值；
i γσ'——由土自重引起的桩周第i 层土平均竖向有效应力；桩群外围桩自地面算起，桩
群内部桩自承台底算起；
i σ'——桩周第i 层土平均竖向有效应力；
i γ、e γ——分别为第i 计算土层和其上第e 土层的重度，地下水位以下取浮重度； i z ?、e z ?——第i 层土、第e 层土的厚度；
p ——地面均布荷载。
表4 负摩阻力系数ni ξ
注：1 在同一类土中，对于挤土桩，取表中较大值，对于非挤土桩，取表中较小值； 2 填土按其组成取表中同类土的较大值。
（2）考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算：
1n
n
n g
n si i i Q u q l η==?∑ /()4n s n ax ay m q d s s d ηπγ??=?+???
? 式中 n ——中性点以上土层数；
i l ——中性点以上第i 层土层的厚度； n η——负摩阻力群桩效应系数； ax ay s s 、——分别为纵横向桩的中心距； n s q ——中性点以上桩周土层厚度加权平均负摩阻力标准值； m γ——中性点以上桩周土层厚度加权平均重度（地下水位以下取浮重度）； 对于单桩基础或按上式计算的群桩效应系数n η>1时，取1n η=。
（3）中性点深度i l 应按桩周土层沉降与桩沉降相等的条件计算确定，也可参照下表确定。
表5 中性点深度n l 持力层性质 黏性土、粉土 中密以上砂 砾石、卵石 基石 中性点深度比
0/n l l 0.5~0.6 0.7~0.8 0.9 1.0 注：1n 、0――分别为自桩顶算起的中性点深度和桩周软弱土层下限深度；
2．桩穿过自重湿陷性黄土层时，n l 可按表列值增大10%（持力层为基岩除外）；
3．当桩周土层固结与桩基固结沉降同时完成时，取0n l =；
4．当桩周土层计算沉降量小于20mm 时，n l 应按表列值乘以0.4~0.8折减。
【例题4】某端承灌注桩桩径 1.0m ，桩长16m ，桩周土性参数如图所示，地面大面积堆载60p kPa =，试计算由于负摩阻力产生的下拉荷载。
解：根据表5，中性点深度比0/ 1.0i l l =，黏土n ξ取0.25，粉土n ξ取0.30。
中性点深度015n l l m ==。根据公式计算 1160(1810)8922i p kPa γσσ''=+=+-?= 12
11160(1810)8(2010)715922
i e e i i e p z z kPa σγγ-='=+?+?=+-?+-?=∑
基础工程课程设计任务书及例题
《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
柱下独立基础课程设计汇本例题
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
④细砂21 0.62 -- -- 30 11.6 16 240 ⑤强风化砂 22 -- -- -- -- 18 22 300 质泥岩 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，室外高差450mm。柱网布置图如图1.1所示：Array 1.1.6材料 HPB、HPB335级。 混凝土强度等级为2530 -，钢筋采用235 C C 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，室外高差450mm 。 1.2独立基础设计 1.2.1选择基础材料 基础采用C25混凝土，HPB235级钢筋，预估基础高度0.8m 。 1.2.2选择基础埋置深度 根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。你、 拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性，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④号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m 。由此得基础剖面示意图，如图1.2所示。 基础剖面示意图
07360110材料工程课程设计教学大纲
材料工程课程设计 Course Exercise for Material Engineering 课程编号：07360110 学分： 2 学时：2周（其中：讲课学时：实验学时：上机学时：2周） 先修课程：材料工程基础 适用专业：无机非金属材料专业本科三年级学生 教材： 开课学院：材料科学与工程学院 一、课程的性质与任务： 《材料工程课程设计》目的在于加强实践教学环节，加深对理论知识的理解，培养学生综合运用基础理论和专业知识分析、解决实际问题的能力。 课程设计的任务是通过设计各种型号的窑炉，加深对专业课《材料热工工程》的全面理解，掌握无机材料工业的重要设备－窑炉的工作原理，设计与计算的方法，提高分析问题与解决问题的能力，同时也培养学生应用计算机辅助设计与绘图的能力。 二、课程的基本内容及要求： 1.课程的基本内容 （1）掌握窑炉的工作原理 （2）掌握窑体的主要尺寸计算 （3）掌握窑炉的热工计算 （4）掌握窑体材料的选择 （5）熟练应用CAD软件制图 （6）撰写设计说明书 2.课程要求： 要求通过给定设计内容及原始数据，结合专业课《热工工程》的教学内容，掌握窑炉的工作原理，掌握窑炉的设计与计算的方法，并能熟练应用CAD软件制图，完成设计说明书和结构简图一份。
四、大纲说明 1、根据学生完成的课程设计说明书和图纸的质量和设计阶段的表现综合评定成绩，分优、良、中、及格、不及格五等。 2、按每天8小时计，总工作量不少于80小时。 五、参考书目及学习资料 1、《硅酸盐工业热工基础》；孙晋源主编；武汉工业出版社，1992年 2、《陶瓷工业热工设备》，刘根群主编；武汉工业出版社，1989年 3、《玻璃工业热工设备》，孙承绪主编；武汉工业大学出版社，1996年 4、《玻璃窑炉设计与计算》，孙承绪主编；中国建筑工业出版社，1983年 制定人：陈彩凤审定人：刘军批准人：杨娟 2013 年4 月10 日
电力工程基础课程设计
1引言 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。 众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。 工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求： （1）安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。 （3）优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 （4）经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 2负荷计算和无功功率计算及补偿 2.1 负荷计算和无功功率计算
基础工程课程设计
基础工程 课程设计报告 题目：某多层住宅小区基础工程设计院（系）：土木工程系 专业班级：2013级土木工程1班 学生姓名：**** 学号：13031**** 指导教师：任杰 2016年5月3日至2016年6月7日 课程设计成绩评定表
某建筑工地桩基础工程设计 一、基本设计资料 1.工程概况 某建筑工地，拟建高层建筑小区，地基基础采用桩基础，拟建小区面积长400m，宽300m。建筑物结构传至柱下端的荷载组合为：荷载标准组合，竖向荷载F k=3000KN，弯矩M k=200KN*m，荷载准永久组合，竖向荷载F Q=2000KN，弯矩M k=150KN*m,荷载基本组合，竖向荷载F=4000KN，弯矩M=300KN*m。桩径选择在0.5~1.2m之间取值，承台埋深2m。 2.地勘资料 地基土物理力学指标 根据钻探揭露情况及上述试验统计成果，并结合当地建筑经验，地基土物理力学指标评价见下表，地下水位位于地表以下5m处。 3.主要材料
混凝土：材料自选。 钢筋：主筋用HRB335，其它的自选。 4.计算方法 极限状态设计法（正常使用极限状态设计和承载能力极限状态设计）。 5.设计依据与参考资料 1)《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011）； 2)《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008） 3)《基础工程》教材； 4)提供的技术资料； 二、选择桩型、桩长 采用直径为800mm、长为1+1+4+1-2+0.2+0.1=5.3m的钻孔灌注桩，混凝土用C30，钢筋主筋采用HRB345，其他HPB300，经查表得fc=14.3N/mm2, ft=1.43N/mm2；fy=fy’=300N/mm2。初选第五层（强风化泥岩）作为持力层，桩端进入持力层不得小于0.2d=0.16m,同时不小于0.2m,所以实际取0.2米；初选承台底面埋深2m，桩顶嵌入承台不宜小于50mm，取0.1m。 三、确定单桩竖向承载力特征值R a 1.根据桩身材料确定，初选配筋率ρ=0.4%，ψc=0.8，计算得
柱下独立基础课程设计例题范本
柱下独立基础课程 设计例题
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
② 粉质粘土 20 0.65 0.84 34 13 7.5 6 130 ③ 黏土 19.4 0.58 0.78 25 23 8.2 11 180 ④ 细砂 21 0.62 -- -- 30 11.6 16 240 ⑤ 强风化砂质泥岩 22 -- -- -- -- 18 22 300 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 。 1.2独立基础设计 1. 2.1选择基础材料 基础采用C25混凝土，HPB235级钢筋，预估基础高度0.8m 。 1.2.2选择基础埋置深度 根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。你、 拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性，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④号土层为持力层，因此考虑取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m 。由此得基础剖面示意图，如图1.2所示。
基础工程独立基础课程设计
基础工程课程设计 课程名称：《基础工程》 设计题目：柱下独立基础课程设计 院系：土木工程学院 专业：道路、桥梁、隧道工程年级：2009级 姓名：李涛 学号：20090710149 指导教师：李文广 徐州工程学院土木工程学院
2011 年12 月15 日 目录 1、柱下独立基础设计资料 2、柱下独立基础设计 2.1 基础设计材料 2.2 基础埋置深度选择 2.3地基承载力特征值 2.4 基础底面尺寸的确定 2.5 验算持力层地基承载力 2.6 基底净反力的计算 2.7 基础高度的确定 2.7.1 抗剪验算 2.7.2 抗冲切验算 2.8 地基沉降计算 2.9 配筋计算 3 软弱下卧层承载力验算 4《规范》法计算沉降量 5地基稳定性验算
5 参考文献 6设计说明 附录 基础施工图 一、基础设计资料 2号题 B 轴柱底荷载： ① 柱底荷载效应标准组合值：KN F k 1615=，m KN M k ?=125，KN V k 60=； ② 柱底荷载效应基本组合值：KN F 2099.5=，m KN M ?=162.5，KN V 78=。 持力层选用4号粘土层，承载力特征值240=ak f kPa ，框架柱截面尺寸为500×500 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 1.选择基础材料：C25混凝土，HPB235钢筋，预估基础高度0.8m 。 2.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1.5m , 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 3.75.15.02.15.0=+++。由此得基础剖面示意图如下：
工程材料课设报告
工程材料课设报告
南京航空航天大学《工程材料与热加工基础》课程设计 学院：航空宇航学院 专业：飞行器设计与工程 学号： 完成日期：2009年6月18日
说明书目录 任务书---------------------------------------------------------------------------3 铸造件设计---------------------------------------------------------------------5 锻造件设计---------------------------------------------------------------------9 焊接件设计--------------------------------------------------------------------13 总结------------------------------------------------------------------------------17 心得体会------------------------------------------------------------------------18 参考文献------------------------------------------------------------------------18 一、课程设计任务书 课程设计任务书
1．课程设计的目标： （1）通过课程设计的实践，使学生进一步加深了解和巩固课堂所学的有关知识，提高学生综合运用所学知识的能力。 （2）通过课程设计使学生初步达到在一般机械设计中，能合理选择材料，选择毛坯制造方法，并能合理地安排热处理工艺及零件制造工艺流程。 2.课程设计的选题： 本课程设计包括典型零件的材料选择，热处理工艺路线的安排，零件毛坯生产方法的选择（主要包括铸造（液态成型）、压力加工（塑性成形）和焊接（连接成型）三种成型方法）。 3.课程设计的主要内容： 1）根据图纸熟悉产品的结构、各零件的作用和工作条件。 2）依据零件的受力情况（或给定的条件），环境即失效形式进行零件的选材设计（即选择合适的材料成分，组织及热处理状态）。 3）根据零件的使用条件、制造精度、形状尺寸、材料及生产性质等条件，对指定的零件毛坯进行毛坯部分种类的选择（即选择锻压铸造、或焊接的方法），并进行结构工艺分析、完成工艺设计的部分内容（铸件的铸造方法、浇注位置、分型面的选择、并在零件图上示意标出冒口位置；锻件结构工艺、选择的锻造方法；零件的焊接方法、结构工艺、合理布置焊缝等）。 4）对轴类零件（或齿轮）应设计制造工艺流程，正确选择热处理工艺，工艺流程的合理安排，并作详细的说明。 5）对上述第（4）项中的零件，用相应的材料制成试样，分别用自己设计的热处理工艺进行处理，分别测其硬度、磨制试样观察其组织，判断是否达到预期效果，并作分析。
柱下独立基础课程设计
目录 1 柱下独立基础课程设计 .................... 错误!未定义书签。 1.1设计资料............................ 错误!未定义书签。 1.1.1地形........................... 错误!未定义书签。 1.1.2工程地质条件................... 错误!未定义书签。 1.1.3岩土设计参数................... 错误!未定义书签。 1.1.4水文地质条件................... 错误!未定义书签。 1.1.5上部结构材料................... 错误!未定义书签。 1.1.6材料........................... 错误!未定义书签。 1.1.7本人设计资料................... 错误!未定义书签。 1.2独立基础设计........................ 错误!未定义书签。 1.2.1选择基础材料................... 错误!未定义书签。 1.2.2选择基础埋置深度............... 错误!未定义书签。 1.2.3求地基承载力特征值a f ........... 错误!未定义书签。 1.2.4初步选择基底尺寸............... 错误!未定义书签。 土层编号土的 名称 重度γ 3 m KN 孔隙 比e 液性 指数 I l 粘聚 力c KPa 内摩 擦角 ? () 压缩模量 (pa) s E M 标准 贯入 锤击 数N 承载力 特征值 () ak f kPa ①杂填 土 18 -- -- -- -- -- -- -- ②粉质 粘土 20 0.65 0.84 34 13 7.5 6 130 ③黏土19.4 0.58 0.78 25 23 8.2 11 180 ④细砂21 0.62 -- -- 30 11.6 16 240
《机械工程材料》教学大纲
《机械工程材料》教学大纲 修订单位：机械工程学院材料工程系 执笔人：吕柏林 一、课程基本信息 1.课程中文名称：机械工程材料 2.课程英文名称：Mechanical Engineering Materials 3.适用专业：机械设计制造及其自动化 4.总学时：48学时 5.总学分：3学分 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 机械工程材料课程是为机械类本科生开设的必修课，本课程的主要目的是使学生通过本课程的学习，掌握金属材料，非金属材料，材料热处理以及材料选用等方面的技术基础知识．本课程的任务是结合校内金工教学实习，使学生通过工程材料的基础知识，材料处理，材料选用基础的学习，获得常用机械工程材料方面的实践应用能力，也为进一步学习毛坯成型和零件加工知识以及其它有关课程及课程设计，制造工艺方面奠定必要的基础。 三、理论教学内容与教学基本要求 （一）教学基本要求： １．熟悉工程材料的基本性能 ２．掌握金属学的基础知识，包括金属的晶体结构，结晶，塑性变形与再结晶，二元合金的结构与结晶． ３．掌握运用铁碳合金相图，等温转变曲线，分析铁碳合金的组织与性能的关系． ４．熟悉各种常规热处理工艺以及材料的表面热处理技术． ５．掌握常用工程材料（包括高分子材料，陶瓷材料）的组织，性能，应用与选用原则．（二）理论教学内容 1．绪论（2学时） 课程的目的和任务 ;教学方法和教学环节 ;学习要求与方法 2．工程材料的机械性能（2学时） 强度，刚度，硬度，弹性，塑性，冲击韧性 3．金属的晶体结构和结晶（6学时） 常见的三种晶体结构 ;金属实际结构及晶体缺陷 ;金属的同素异构转变4．金属的塑性变形与再结晶（6学时）
电力工程基础课程设计指导书
《电力工程基础》课程设计 指导书 福建工程学院电子信息与电气工程系 电气工程教研室
第一节概述 供配电设计应包括负荷的分析计算、确定配电方案、选择高低压电气设备及成套设备、确定变压器的台数、容量及变电所主结线方案、进行短路计算对电气设备进行校验、考虑电气设备的布臵方案，还可以包括继电保护、二次回路、防雷与接地以及电气照明设计内容。 一、供配电设计必须遵循的一般原则 供配电设计必须遵循以下原则： 1）必须遵循国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策。包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。 2）应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，设计中应采用符合国家现行有关标准的效率高、耗能低、性能先进的电气。 3）必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。 4）应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。 二、供配电设计的基本内容 供配电设计主要包括变配电所设计、高压配电线路设计、低压配电线路设计和电气照明设计等。 （一）变配电所设计 变配电所设计包括以下基本内容： 1）负荷计算及无功功率补尝计算。 2）变配电所所址和型式的选择。 3）变电所主要电器台数、容量及类型的选择（配电所设计不含此项内容）。 4）变配电所主接线路的设计。 5）短路电流的计算。 6）变配电所一次设备的选择。 7）变配电所二次回路方案的选择及继电保护装臵的选择与装定。 8）变配电所防雷保护和接地装臵的设计。 9）编写设计说明书及主要设备材料单。 10）绘制变配电所主结线图、平面图和必要的剖面图、二次回路图及其他施工图。 （二）低压配电线路设计 低压配电线路设计包括以下基本内容： 1）低压配电线路系统方案的确定。 2）低压配电线路的负荷计算。 3）低压配电线路的导线和电缆的选择。 4）低压配电设备和保护设备的选择。
基础工程课程设计浅基础
基础工程课程设计浅基 础 集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
专业班级建筑工程技术1002班学号 姓名肖庆 日期
《基础工程》课程设计专业班级建筑工程技术1002班 学号 姓名肖庆 日期 基础工程课程设计任务书 设计题目：武汉一中学宿舍楼基础 设计 班级建工10级 学生肖庆 指导教师杨泰华、王瑞芳 武汉科技大学城市建设学院 二O12年五月 一.设计题目:武汉一中学宿舍楼基础设计 二.建设地点：武汉市 三.设计原始资料： 1.地质、水文资料:
根据工程地质勘测报告，拟建场地地势较为平坦，该场地地表以下土层分布情况如表1所示。 地下水位距地表最低为-1.8m ，对建筑物基础无影响。 2.气象资料: 全年主导风向为偏南风，夏季主导风向为东南风，冬季主导风向为北偏西风；常年降雨量为1283.7mm 左右，基本风压为m 2。 3.底层室内主要地坪标高为士，相当于绝对标高6.564m 。 四.上部结构资料 上部结构为框架结构，采用粉煤灰轻渣空心砌块，3/8m kN =γ，底层填充墙高为3.4m 。地基基础设计等级为乙级。柱截面尺寸为400mm*500mm;传至底层柱下端的荷载分别为： 传到边柱A 、D 轴线的荷载为：（1）k F =（1234+3n ）kN ，m kN n M k .)250(+=,剪力k H =(30+2n)kN 。（其中，k k H M ,沿柱截面长边方向作用；n 为学生学号最后两位数）； 传到 中柱B 、C 轴线的荷载为：轴力k F =(1643+2n)kN ，m kN n M k .)360(+= 所有柱剪力作用在基础顶面；基础梁截面尺寸取为250mm*400mm 。 五、设计内容及要求 A.柱下独立基础 对于边柱，采用柱下独立基础。设计参照教材例2-2及例2-3. B.双柱联合基础 对于间距小的中柱，可采用双柱联合基础。 轴线 C.轴线3及J 相交的柱；轴线K 及2相交的柱荷载同边柱A 、D 轴线的柱； 轴线1及C 相交的柱和轴线2及B 相交的柱采用双柱联合基础。
电力工程课程设计
电 力 工 程 基 础 课 程 设 计 学校：海南大学 学院：机电工程学院姓名：王映翰 班级：09电气一班 学号：20090304310046
第一部分 设计任务书 一， 设计题目 某工矿企业降压变电所电气设计 二，设计要求 根据本厂用电负荷，并适当考虑生产的发展，按安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定工厂变电所的位置与形式，通过负荷计算，确定主变压器台数及容量，进行短路电流计算，选择变电所的主接线及高、低压电气设备，选择整定继电保护装置，最后按要求写出设计计算说明书，绘出设计图纸。 三，设计资料 设计工程项目 （1） 工厂总平面图： （2） 工厂负荷数据：
（3）供电电源情况：按与供电局协议，本厂可由东南方19公里处的变电所110/38.5/11kv，50MVA变压器供电，供电电压可任选。 （4）电源的短路容量：35kv母线的出线断路器断流容量为1500MVA；10kv母线的出线断路器断流容量为350MVA。 （5）供电局要求的功率因数：当35kv供电时，要求工厂变电所高压侧cos￠>=0.9;当以10kv供电时，要求工厂变电所高压侧cos
￠>=0.95. （6） 气象资料： 四，设计任务 （一） 设计计算说明书 （二） 设计图纸 第二部分 设计计算书 一、各区域计算负荷和无功补偿 1.采选矿区 已知：P30=3000KVA Tmax=5000h cos￠0.9 Q30= P30*tan￠=3000*0.48=1440 Kvar S30=2 30 230Q P + =3327.70KVA 2．冶炼厂 已知：P30=2200KVA Tmax=4200h cos￠0.9 Q30= P30*tan￠=2200*0.48=1056 Kvar S30=230 230Q P + =2440.31KVA 3.化工厂 已知：P30=2000KVA Tmax=4200h cos￠0.9 Q30= P30*tan￠=2000*0.48=960 Kvar S30=230 230Q P + =2218.47 KVA 4.机械制造厂 已知：P30=1500KVA Tmax=2880h cos￠0.9 Q30= P30*tan￠=1500*0.48=720 Kvar S30=230 230Q P + =1163.85KVA 5.厂区和职工居住区照明 已知：P30=800KVA Tmax=1800h cos￠0.9 Q30= P30*tan￠=800*0.48=384 Kvar S30=230 230Q P + =887.39KVA 6.所用电 已知：P30=500KVA Tmax=1800h cos￠0.9 Q30= P30*tan￠=500*0.48=240 Kvar S30=230 230Q P + =554.62KVA
基础工程课程设计题
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）。
柱下独立基础课程设计模板
目录 一、设计资料 二、独立基础设计 1、选择基础材料 2、选择基础埋置深度 3、计算地基承载力特征值 4、初步选择基底尺寸 5、验算持力层的地基承载力 6、计算基底净反力 7、验算基础高度 8、基础高度（采用阶梯形基础） 9、变阶处抗冲切验算 10、配筋计算 11、基础配筋大详图 12、确定A、B两轴柱子基础底面尺寸 13、设计图纸（附图纸） 三、设计技术说明及主要参考文献
柱下独立基础课程设计 一、设计资料 3号题○B轴柱底荷载： ○1柱底荷载效应标准组合值：F K=1720KN，M K=150KN·m，V K=66KN。 ○2柱底荷载效应基本组合值：F=2250KN，M=195KN·m，V=86KN。 持力层选用○4号土层，承载力特征值f ak=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。 二、独立基础设计 1.选择基础材料 基础采用C25混凝土，HPB235级钢筋，预估基础高度0.8m。 2.选择基础埋置深度 根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。 ①号土层：杂填土，层厚约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f ak=130kPa。 ③号土层：粘土，层厚1.5m，稍湿，承载力特征值f ak=180kPa。 ④号土层：细砂，层厚3.0m，中密，承载力特征值f ak=240kPa。 ⑤号土层：强风化砂质泥岩，很厚，中密，承载力特征值f ak=300kPa。 拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位深度：位于地表下1.5m。取基础地面高时最好至持力层下0.5m，本设计取○4号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础地面为0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m。由此得到基础剖面示意图如下图所示。
工程材料及成形技术基础A答案
一、填空题（每空1分，共20分） 1. 机械设计时常用屈服强度和抗拉强度两种强度指标。 2. 纯金属的晶格类型主要有面心立方、体心立方和密排六方三种。 3. 实际金属存在点、线和面缺陷等三种缺陷。 4．F和A分别是碳在α-Fe 、γ-Fe 中所形成的间隙固溶体。5. 加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得奥氏体组织。 6． QT600-3中,QT表示球墨铸铁，600表示抗拉强度不小于600Mpa 。7．金属晶体通过滑移和孪生两种方式来发生塑性变形。 8．设计锻件时应尽量使零件工作时的正应力与流线方向相同 ,而使切应力与流线方向相垂直。 9．电焊条由药皮和焊芯两部分组成。 10．冲裁是冲孔和落料工序的简称。 1．在铁碳合金相图中，碳在奥氏体中的最大溶解度为（ b ）。 a、0.77% b、2.11% c、0.02% d、4.0% 2．低碳钢的焊接接头中，（ b ）是薄弱部分，对焊接质量有严重影响，应尽可能减小。 a、熔合区和正火区 b、熔合区和过热区 c、正火区和过热区 d、正火区和部分相变区 3．碳含量为Wc＝4.3％的铁碳合金具有良好的（ c ）。 a、可锻性 b、可焊性 c、铸造性能 d、切削加工性 4．钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移,从而（ b ） b、增加淬透性 c、减少其淬透性 d、增大其淬硬性 a、增大V K 5. 高碳钢淬火后回火时,随回火温度升高其（ a ） a、强度硬度下降,塑性韧性提高 b、强度硬度提高 ,塑性韧性下降 c、强度韧性提高,塑性硬度下降 d、强度韧性下降,塑性硬度提高 6．感应加热表面淬火的淬硬深度,主要决定于因素（ d ） a、淬透性 b、冷却速度 c、感应电流的大小 d、感应电流的频率 7．珠光体是一种（ b ） a、单相间隙固溶体 b、两相混合物 c、Fe与C的混合物 d、单相置换固溶体8．灰铸铁的石墨形态是（ a ） a、片状 b、团絮状 c、球状 d、蠕虫状
(整理)《基础工程》课程设计.
《基础工程》课程设计 Design of Foundation Engineering 设计题目：柱下钢筋混凝土桩基础 适用专业：土木工程 一、课程设计基本要求 1、课程设计目的 利用所学基础工程课程的理论知识，能够独立完成一个较完整的基础设计与计算过程，从而加深对所学理论的理解与应用。 2、课程设计建议 在复习本学期课程理论知识后，收集并阅读相关设计规范和参考书后进行本课程设计任务。 二、课程设计设计资料 1、工程设计概况 西安市未央区拟建一栋15层框架结构的办公楼，其场地位于临街地块居中部位，无其它邻近建筑物，地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标见工程地质资料。试设计柱下独立承台桩基础。（1）地基基础设计等级为乙级； （3）柱的截面尺寸为：450mm×600mm； （4）承台底面埋深：d=2.0m（也可自行按规范要求选定）； （5）根据地质资料以及上部荷载情况，自行选择桩型、桩径和桩长； （6）桩的类型：预制桩或者灌注桩（自行斟酌设定）； （7）沉桩方式：静压或者打入（自行斟酌设定）。 （8）方案要求尽量先选择以粉质粘土为持力层，若不满足要求，再行选择卵石或岩石层作为持力层，并作简要对比说明。 2、荷载情况 已知上部框架结构由柱子传至承台顶面的荷载效应标准组合： 轴力F=(8300-10n)kN， 弯矩M x=(80+2n)kN·m，M y=(750-n)kN。 注：M x、M y分别为沿柱截面短边和长边方向作用；n为学生学号最后两位数。 3、工程地质资料 建筑场地土层按其成因、土性特征和物理力学性质的不同，自上而下划分为5层，地质剖面与
桩基计算指标见表1，勘察期间测得地下水水位埋深为2.2m。地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。 三、设计内容及要求 （1）确定单桩竖向承载力特征值； （2）确定桩数，桩的平面布置，承台平面尺寸，单桩承载力验算； （3）若必要，进行软弱下卧层承载力验算； （4）桩身结构设计及验算； （5）承台结构设计及验算； （6）桩及承台施工图设计：包括桩平面布置图、桩身配筋图、承台配筋图、节点详图和必要的施工说明； （7）独立完成，不得抄袭他人设计成果，设计如有雷同，相关人员课程设计成绩一律为零。 表1 地质剖面与桩基计算指标
柱下独立基础课程设计模板
基础工程课程设计参考例题题目：柱下独立基础课程设计 XXXXXXXXXXXXXXXX学院 2018年10月23日
独立基础课程设计实例 取任务书中题号9 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 F k 1534=， m KN M k ?=335， KN V k 109=；· ② 柱底荷载效应基本组合值：KN F 1995=，m KN M ?=425，KN V 142=。 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500×500 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 1.选择基础材料：C25混凝土，HPB235钢筋，预估基础高度0.8m 。 2.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1.5m , 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 3.求地基承载力特征值 a f 根据粘土58.0=e ， 78.0=L I ，查表2.6得 3.0=b η，6.1=d η 基底以上土的加权平均重度 3 /23.162.25 .04.92.0)1020(1205.018m KN r m =?+?-+?+?=
《工程材料》课标
《工程材料》课程标准 一、适用对象 高职铁道工程专业 二、课程定位与设计 1、课程定位 《工程材料》是铁路高等职业院校铁路专业开设的一门公共的专业基础课，是一门理论与实践紧密相结合的课程，是理工科的必修课程，通过该门课程的学习，其主要功能是使学生对建筑工程中各种工程用材料有个初步认识，使学生掌握建筑材料的基本理论知识，旨在培养学生认识、检测、选择、保管与应用建筑工程材料的能力。培养学生遵章守纪、协同作业、密切配合的职业道德与责任感，同时对铁路工程专业有一个比较完整的了解，并为后续铁路路基工程、桥梁工程、隧道工程的课程学习打下必要的基础。 2、课程设计 本课程的具体设计是以铁路工程施工与养护过程中所涉及的工程材料为课程主线，以铁路工程材料要实施的工作任务为主线构建理实一体化课程。按工程材料要学习的内容及学生理解的规律和特点，通过讲授、视频讲解、参观、任务驱动、分组试验等方法，设计学习过程，通过理论学习和实际应用使学生充分掌握相关的知识和技能，既为学生进一步学习专业知识提供有关工程材料的基本知识，也对学生就业岗位的职业能力培养起到一定的支撑作用。 本课程的目的是使学生具有从事铁路工程施工、材料员等岗位工作的职业能力。立足这一目的，本课程结合铁路工程施工企业对从业者专业技能要求，依据工业与民用建筑专业相关工作任务和职业能力分析制定了课程目标。目标分别从知识、技能、态度三个方面制定，涉及水泥、砼、钢材、防水材料等常用建筑材料的技术标准、质量检验方法及新型建筑材料等方面知识。教材编写、教师授课、教学评价都依据这一目标定位进行。 本课程是一门以工程材料基本知识、水泥性能检测及应用、混凝土性能检测及应用、建筑砂浆性能检测及应用、建筑钢材性能检测及应用、沥青性能检测及应用。 建筑材料教学要以技能训练为主，实行项目教学。教学可在课堂、实训场、实验室等情境中进行。在学习情境中，建议采用仿真软件、多媒体、模拟现场、任务驱动等教学方法,实施项目教学。 三、参考学时及学分 参考学时：72学时 参考学分：3.5分 四、课程目标 本课程通过三个学习内容的学习，掌握铁道相关专业专门人才所必须的铁路基本知识；掌握铁路工程中的主要材料的性质及用途；了解工程建设的先进
《基础工程》课程设计指导书8页
道路桥梁与渡河工程专业 《基础工程》课程设计指导书 第一部分柱式墩配多排桩基础 1 拟定桥墩及基础尺寸 1.1 标高推算及铅垂方向尺寸拟定 墩帽顶面标高：从水文角度出发，推算墩帽顶面标高。 计算水位=设计水位+波浪壅水等 梁底标高=计算水位+安全净空 裸梁顶面标高=梁底标高+梁高 墩帽顶面标高=梁底标高-支座及垫石厚度 墩帽厚度：根据桥的规模，满足《桥规》有关最小厚度的要求，自行拟定。 承台顶面标高：考虑冰冻、撞击及方便基础施工决定。 承台厚度：为谋求较大刚度，按照《桥规》，承台厚度应不小于1.5m。 承台底面标高=承台顶面标高—承台厚度 墩高=墩帽顶面标高—承台顶面标高 墩柱长度=墩高—墩帽厚度。 桩长及桩底标高：由计算决定。 1.2 顺桥方向尺寸拟定 墩帽宽度：根据标准跨径、计算跨径、支座垫板宽度、《桥规》有关C1、C2的规定，进行设计：B≥（标准跨径—计算跨径）+支座垫板宽度+2 C1+2C2 墩柱直径：墩帽宽度—2C1，且应满足《桥规》的有关规定。 承台宽度：根据墩柱直径、桩的排数、桩的直径（1~2m）、桩的中距要求（≥2.5倍成孔直径（摩）、≥2.0倍成孔直径（柱））、边桩外缘到承台边缘的最小净距要求（见《桥规》或笔记），自行拟定。 1.3 横桥方向尺寸拟定 墩帽长度：根据主梁间距、横桥向主梁片数、支座垫板宽度、《桥规》有关C1、C2的规定，满足安放主梁的要求。同时考虑施工方法。 墩柱间距：对墩帽受力有利，参照标准图。 承台长度：根据墩柱间距与直径、桩的排数、直径、间中距要求、边桩外缘到承台边缘的最小净距要求，自行拟定。 2 承台底面形心荷载计算 2.1 荷载类型（本次时间有限，简化如下） （1）承台底面形心竖向荷载 包括：恒载（栏杆、人行道、桥面铺装、主梁、盖梁、墩柱、承台等）、 汽车（及冲击）