基础工程课程设计
学号：0121006120106
课程设计
常虎高速公路高架桥梁基
题目
础工程设计
学院土木工程与建筑学院
专业土木工程（岩土）
班级土木工程1006班
姓名余虎
指导教师冯仲仁
2013 年 6 月25 日
一 设计资料
1.1 初始条件
东莞市常虎高速公路某高架桥梁，上部构造采用装配式钢筋混凝土简支空心板，标准跨径16m ，计算跨径15m 。桥面宽度为5.172?米，参照《公路桥梁地基基础设计规范》进行设计计算。
1.2 设计荷载
汽车—超20级，挂—120，人群荷载3.53/m KN 。后台填土高度为8.5米。桥台竖直反力为6120KN 。
1.3 材料
台帽、耳墙、台身和基础（承台）为20号钢筋混凝土。31/00.25m KN =γ；后台及溜坡填土的32/00.17m KN =γ；填土的内摩擦角,35?=φ粘聚力0=c 。
1.4 地质资料，上部尺寸见所附图纸。
二 基础类型的选择
由于采用浅基础的时候，其基础深度不会超过5米，一般在3米左右，但是，此处地形在5米深度内承载力很小，根本不能满足桥台稳定性的要求，故在此处选择桩基础作为承台基础。
另外，由于底下土层的极限摩阻力很小，不能满足要求，此外，在距离地层表面15.3m 的地方含有承载力很大的持力岩层，故在本地形时，柱桩基础是最好的选择。
三 荷载计算
3.1 上部构造恒载反力及桥台台身、基础上的土重计算，其值列表如下：
15180.68P KN ∑= 5172.02M KN m ∑=-? 各序号含义及承台尺寸的设计见图。
恒载计算表
序号 计 算 式
竖直力p(KN) 对基地
中心轴 偏心距 e(m)
弯距M(KN.m)
备注
1 0.75?3.0?0.5?25
28.13 3.2 -90.02 弯距正负值规定如下：逆时针方向
取“-”号；顺
时针
方向取“+”
号。 2 3?2.35?0.5?0.5?25 44.06 2.7 -118.96 3 0.5?3.1?0.5?25 19.38 1.45 -28.1 4 0.5?3?16.99?25 637.13 1.45 -923.84 5 0.4?0.3?1.1?25?3 9.9 0.65 -6.435 6 1.1?1.2?17.49?25
577.17 0.65 -375.16 7 0.5?5.4?1.8?25?0.8×3 291.6 0.4 116.64 8 1.4?5.4?0.8?25×3
453.6 0.9 -408.24
9
()17
141.06.04.58.15.03.2265.4?????
????-??-?+ 1702.89 1.42
2418.10
10 0.5?5.4?14?17 642.6 1.85 -1188.81 11 1.5?4.2?14?25
2205 0.00
0.00
12 ()176.104.52.34.15.0???+? 2238.08 0.39 -872.85 13 ()175.04.52.34.15.02???+??
211.14
0.39 -82.34 14 上部构造恒载 6120 0.6
-3672
3.2 土压力的计算
土压力按台背竖直，0=α；填土内摩擦角?=35φ，台背（圬工）与填土间
的外摩擦角?==5.172
1
φδ计算；台后填土为水平，0=β。
3.2.1 台后填土表面无活载时土压力的计算
台后填土表面无活载时土压力的计算 台后填土自重所引起的主动土压力计算式为
a a B H E μγ222
1
=
式中：2r =17.00kN/3m ；B 为桥台的有效宽度取0.8×3=2.4m ；H 为自基底至台土表面的距离等于10m ；a μ为主动土压力系数 [
]
2
2
2)
cos(/)cos(/)sin()sin(1)cos(cos )
(cos βαδαβφδφδαααφμ-+-+++-=
a
2
25.17cos 355.52sin 15.17cos 35cos ?
?
?
??????+??
=
sian
=0.247
所以 2211
17.0010 2.40.247503.8822
a a E H B γμ==????=kN
其水平向的分力
cos()503.88cos17.5480.56o ax a E E kN αδ=+=?= 离基础底面的距离：m e y 33.3103
1
=?= 对基底形心轴的弯距为
=ex M 480.56 3.331600.24KN m ?=? 在竖直方向的分力
)sin(δα+=a ay E E =503.88sin17.5151.52o kN ?= 作用点离基底形心轴的距离：m e x 60.15.02
2
.4=-=
对基底形心轴的弯距：151.52 1.60242.43.ey M kN m =-?=-
3.2.2 台后填土表面有汽车荷载时
由汽车荷载换算的等代均布土层厚度为：γ
0bl G
h ∑=
式中：0l 为破坏棱体长度，对于台背为竖直时，
θtan 0H l =，而()()αφθtan tan tan tan tan tan -++
-=w w c w
?=++=15.52αδφw
所以有()010( 1.303 1.428 1.3031.303 5.83l =?-+
+=m
又因为在破坏棱体内只能放一辆重车，因是4车道，故：
42800.67750.4G KN =??=∑
750.4
0.5813 5.8317
h m =
=??
则台背在填土连同破坏棱体上车辆荷载作用下引起的土压力为
()()21
20.517.001020.5810 2.40.247562.332
a a E H h H B γμ=+=???+??=KN
其水平向的分力
cos()562.33cos17.5536.30o ax a E E kN αδ=+=?= 离基础底面的距离：101030.58 3.5131020.58
y e m +?=?=+? 对基底形心轴的弯距为
=ex M 536.30 3.511882.41KN m ?=? 在竖直方向的分力
)sin(δα+=a ay E E =562.33sin17.5169.10o kN ?= 作用点离基底形心轴的距离：m e x 60.15.02
2
.4=-=
对基底形心轴的弯距：169.10 1.60270.55.ey M kN m =-?=-
3.2.3 台前溜坡填土自重对桥台前侧面上的主动土压力
在计算时，以基础前侧边缘垂线作为假想台背，土表面的倾斜度以溜坡坡度为1：1.5算得o 69.33-=β，则基础边缘至坡面的垂直距离为
'6.80.75
105.971.5
H -=-
=m ，取δ为土的内摩擦角35o ，主动土压力系数a μ为：
[
]
2
2
2)
cos(/)cos(/)sin()sin(1)cos(cos )
(cos βαδαβφδφδαααφμ-+-+++-=
a
18
.069.33cos 35cos 69.68sin 70sin 135cos 35cos 2
2=?
?
??????????+??
=
则主动土压力为：
'2211
'17.00 5.97 2.40.18130.8722
a a E H B kN γμ==????=
在水平方向的分力
''cos()130.87cos35107.20o ax a E E kN αδ=+=?=
作用点离基础底面的距离： '1
5.97 1.993
y e m =?=
对基底形心轴的弯距为
'107.20 1.99213.33.ex M kN m =-?=- 竖直方向的分力
''sin()130.87sin3575.06o ay a E E kN αδ=+=?= 作用点离基底形心轴的距离 m e x 1.2'= 对基底形心轴的弯距为
'75.06 2.1157.63.ey M kN m =?=
3.3 支座活载反力计算
1） 桥上有汽车和人群作用且台后无荷载
（1）汽车和人群荷载反力
桥跨上的汽车荷载布置采用等代荷载与反力影响线面积乘积求得。
汽车支座反力kN R 045.81367.0415.155.10212221=?????
??????+= 人群荷载产生的支座反力kN R 285.31162
1
1=???='
支座反力作用点离基底形心的距离m e R 6.05.11.21=-=
支座反力对基底形心产生的弯矩m kN M R ?-=?+=027.5046.0)28045.813(1 2）桥上和台后均有汽车荷载且车辆在台后
汽车荷载布置如图，由于支座作用点在基底形心的右侧，为了在活载作用下得到最大的逆时针向的力矩，应使桥跨上活载产生的顺时针力矩最小。 则汽车支座反力
[]kN R 829.181467.045.152/5.10)38.129.1(1402201=???++?+= 人群支座反力kN R 285.31162
1
1=???='
对基底形心产生的弯矩m kN M R ?=?+=7.11056.0)28829.1814(1
3.4 支座摩阻力计算
橡胶支座摩擦系数取2.0=f ，则支座摩阻力为：
KN f P F 12242.06120=?=?=恒 对基底的形心弯距为
12241012240.F M KN m =?=（方向按组合荷载组合需要来决定） 在以后的附加设计中，以支座摩阻力作为控制设计。
在以后的附加设计中，以支座摩阻力作为控制设计。
3.5 荷载组合
荷载组合共分为五种情况
1、桥上有活载，后台无汽车荷载：主要荷载组合由恒载、桥上活载及台前、台后土压力组成；附加荷载组合由主要荷载组合和支座摩阻力组成。
2、桥上有活载，后台也有汽车荷载：主要荷载组合由恒载、桥上活载、台前土压力及台后有汽车荷载作用时的土压力组成；附加荷载组合由主要荷载组合和支座摩阻力组成。
3、桥上无活载，后台有汽车荷载：主要荷载组合由恒载、台前土压力及台后有汽车荷载时（重车在台后）的土压力组成；附加荷载组合由主要荷载组合和支座摩阻力组成。
4、桥上无挂车，后台有挂车：验算荷载组合，由恒载、台前土压力及台后有平板挂车作用时的土压力组成
5、桥上有挂车，后台无挂车：验算荷载组合，由恒载、台前、台后土压力，桥上平板挂车荷载组成。
荷载类型荷载工况水平力/KN 竖直力/KN 弯矩
（KN·m）永久作用15180.68 -5172.02
台后自重土压力480.56 151.52 1600.26-242.43 （汽车+土重）土压
力
536.30 169.10 1882.41-270.55 台前土压力-107.20 75.06 -213.33+157.63 支座摩阻力1700.4 17004
汽车+人群a 1036.155+
43.75
（1036.155+43.75）
?0.6=647.943
b 344.715+
43.75
（344.715+43.75）
?0.6=233.079 c
d 0 0 0
荷载工况荷载组合方式
a.桥上有活载，台后
无活载基本组合 1.2
（480.56-107.
21）
+0+0.6(0+0+17
00.4)=1468.26
1.2*
（17065.88
+151.52+75
.06）
+1.4*1036.
155+0.6*43
.75=22210.
47
1.2*
（-6475.805+1357.83-
55.71）
-1.4*1036.155*0.6-0.
6*43.75+0.6*17004=15
87.89
长期组合480.56-107.21
=373.35
17065.88+1
51.52+75.0
6+0.4*(103
6.155+
43.75)
=17719.46
-6475.805+1357.8
3-55.71-0.4*647.943=
-5429.89
短期组合480.56-107.21
+0+1.0*1700.4
=2180.96
17065.88+1
51.52+75.0
6+0.4*1036
.155+
43.75=
17745.71
-6475.805+1357.8
3-55.71-0.7*647.943-
2880.6+17004=8823.47
b.桥上、台后均有汽
车荷载基本组合 1.2
（536.50-107.
21）
+0+0.6(0+0+17
00.4)=1568.59
1.2*
（17065.88
+169.16+75
.06）
+1.4*344.7
15+0.6*(43
1.2*
（-6475.805+1612.46-
55.71）
-1.4*233.079+0.6*(-4
3.75+17004+25
4.63)=2
621.46
因此，可得第一种组合为最不利情况，应进行验算。
四 桩径、桩长的拟定
本方案采用就地钻孔灌注钢筋混凝土桩，桩身为实心断面，钻孔灌注桩设计直径1.0m ，以冲抓锤施工。另外，根据地质条件及施工的需要，桩基础采用低承台基础，桩为嵌言桩（柱桩），由于持力层深度的关系，桩长初步拟订为17m ，其中，深入持力层1.7m ，满足相关规范的要求。
五 基桩根数及平面布置
5.1 桩的根数的估算
支承在基岩上或嵌入岩层中的单桩，其轴向受压容许承载力，取决于桩底处岩石的强度和嵌入岩层的深度，钻孔灌注桩单桩轴向受压容许承载力按下式计
.75+17.64)=21281.60
长期组合
536.50-107.21=429.09 17065.88+169.16+75.0
6+0.4*(344.715+ 43.75)=17462.16
-6475.805+1612.46-55
.71-0.4*233.079=-5011.21
短期组合
536.50-107.21+0+1.0*1700.4=2129.49 17065.88+169.16+75.06+0.7*344.
715+ 43.75=17596.17
-6475.805+1612.46-55.71-0.7*233.079-43.75*0.6+17004=9365
.68
c.桥上无汽车，台后
有汽车
基本组合
1.2（536.50-107.21）+0+0.6(0+0+1700.4)=1535.15 1.2*
（17065.88
+169.16+75.06）=20782.6
1.2*
（-6475.805+1612.46-55.71+0.6*17004=2920
.86 长期组合
536.50-107.21=429.09 17065.88+169.16+
75.06=1731
0.4
-6475.805+1612.46-55.71=-4919.67
短期组合
536.50-107.21+0+1.0*1700.4=2129.49 17065.88+169.16+75.06+1700
.4=19010.4
4
-6475.805+1612.46-55.71+17004=9083.7
4
d.无上部结构。
算：
[p]=(Uh C A C 21+)a R 其中系数1C 、2C 值可在下表中选取
条件 C1 C2 良好的 0.6 0.05 一般的 0.5 0.04 较差的
0.4
0.03
钻孔桩系数1C 、2C 值可降低20%采用。π?=1U ，h=1.7m 。 所以，有：
()a R Uh C A C 21[p]+==???+?
?=8000)7.1%8004.04
1
%805.0(ππ3878.53kN 考虑偏心荷载时各桩受力不均而适当增加桩数的经验系数，取1.1=μ 则 []
P N
n μ
==1.1?15180.683878.53=4.3
加上实际需要，初步拟订采用5跟钻孔灌注桩来满足实际需要。
5.2 桩的间距的确定
由于，通常钻孔成孔的，支撑或嵌固在岩层的柱桩中心间距不得小于 2.0
倍的成孔直径。即m L 20.10.2=?≥。另外，为了避免承台边缘距桩身过近而发生破裂，并考虑到桩顶位置允许的偏差，边桩外侧到承台边缘的距离，对桩径小于或等于1.0m 的桩不应小于0.5倍的桩径，且不小于0.25m ，对大于1.0m 的桩径不应小于0.3倍的桩径并不小于0.5m 。因此，在本设计中，设计桩径为2.5m
5.3 桩的平面布置
桩数确定后，根据桩基受力情况选用两排桩桩基，其形式采用行列式，有利于施工，同时这种布置可以尽量使桩受力均匀，发挥每根桩的承载能力。桩群横截面的重心与荷载合力作用点接近，桥墩桩基础中基桩采取对称布置，桩柱布置使盖梁发生的正负弯距接近，减少承台所承受的弯曲应力。桩的排列方式见下图。
六 桩基础内力的计算
6.1 桩的计算宽度1b （为圆柱形）
因为有 K d d K K K b O f ?+?=???=)1(9.01 其中 1
1
'6.0'1h L b b K ?-+
=m h m d L 6.36.05.15.211=<=-=， 3=n 5.0'=∴b
所以有 708.06
5
.16.05.015.0=?-+
=K 1b =0.9()110.767 1.38+?=m
6．2 桩的变形系数a
44
4
0491.064
114.364m d I =?==π，
257.1055.80491.0106.267.067.0m KN I E EI h ?=???==
5
1
EI
mb a =；由于地面以下()m d h m 412=+= 自承台底面之下4m 只有一种土（亚粘土） 所以，查表取m=10000 kN/m 4 所以 15
5
44.010
55.828
.110000-=??=m a 桩在地面线以下深度h=17m ，其计算长度则为：
0.44177.48 2.5h ah ==?=>，故按弹性桩计算。
6．3 桩顶刚度系数1ρ、2ρ、3ρ、4ρ值计算
由于O
O h o A C AE h l 1
11++=
ερ 其中 m l 00=；h=17.0m ；由于为柱桩，
所以有
2
1
=
ξ、
2
22785.04
114.34m d A =?==π、
301000017.0170000/o C m h kN m ==?=；
按桩中心距计算面积,取m d 5.20=，4
2
00d A π=
=4.912m
∴1ρ=
91
.42200001
106.2785.05.02201
7?+
???+
=0.683610?=0.80EI
已知：0.44177.484, 4.0h ah h ==?=>∴=取计算
0063.00=?==o l l α，查《基础工程》（人民交通出版社）附表17、18、19 得：06423.1=Q x ；98545.0=m x ；48375.1=m φ。所以有，
EI EIx a Q 091.032==ρ
=3ρEI a 2m x =0.191EI =4ρEI a m φ=0.653EI
6．4计算承台底面原点o 处位移o a 、o b 、o β
0115180.68 3795.2
50.80P b n EI EI ρ=
==
? 23
2
2
14232140)()(ρ
ρρρρρρn x n n M
n H x n a i
i -+++=
∑∑
+4ρn ∑21i x ρ=5=??+?225.1580.0653.0EI EI 9.52EI
?=52ρn 0.091EI=0.455EI 3ρn =5?0.191EI=0.955EI
2
32ρn =52?0.1912（EI ）2=0.912（EI ）2
所以有，()()
022
(9.521182.420.955833.48)3524.570.4559.520.912EI EI a EI
EI EI ?+?==?-、
2
3
2
2
142320)(ρρρρρρβn x n n H
n M n i
-++=
∑
=2
0.455833.480.9551182.42
0.4559.520.912(EI)
EI EI EI EI ?+??- =
441.12
EI
6．5 计算作用在每根桩顶上作用力i P 、i Q 、i M
竖向力i P =)(01βρi o x b ±=0.80EI （3795.2EI ±1.25?
441.12
EI
）=3477.28KN 或2595.04KN 。
水平力i Q =0302βρρ-a =0.091EI ?
3524.57
EI
-0.191EI ?441.12EI =236.48kN
弯距
=-=0304a M i ρβρ0.653EI ?
441.12EI -0.191EI ?3524.57
EI
=-385.14KN.m 校核：n i Q =5236.48?=1182.4kN ≈∑H =1182.4kN
()11
33477.28-2595.04 1.255(385.14)1382.7n
i i
i x p
nM =+=??+?-=∑kN.m
≈∑M =1384.5kN.m
1
3(3477.28 2595.04)n
I
i nP ==?+∑=18216.96kN.m ≈∑N =17596.2kN
6．6 计算地面处桩身弯距0M 、水平力0Q 及轴力0P
00385.14.(i i M M Ql KN m =+=-逆时针方向）
0236.48Q KN = 03477.3P KN =
6．7 计算地面以下深度Z 处桩身截面弯距Z M 与水平压应力zx σ
由于有0.44177.48 4.0ah =?=>
有桩身弯距m m Z B M A Q M 00
+=
α
式中的无量纲系数m A ，m B 可以根据0.4=ah 及与az 有关的表格查取。
所以有，Z M 值的计算如下表：
Z az Z =_
ah h =
m A m B
m A Q α
m B M 0 Z M
0.00 0.00 4 0.0000 1.0000 0.00 385.14 385.14 0.45 0.20 4 0.1970 0.9981 105.88 384.41 490.29 0.91 0.40 4 0.3774 0.9862 202.84 379.83 582.67 1.36 0.60 4 0.5294 0.9586 284.53 369.20 653.73 1.82 0.80 4 0.6456 0.9132 346.98 351.71 698.69 2.27 1.00 4 0.7231 0.8509 388.63 327.72 716.35 2.73 1.20 4 0.7618 0.7742 409.43 298.18 707.61 3.18 1.40 4 0.7650 0.6869 411.15 264.55 675.7 3.41 1.50 4 0.7547 0.6408 405.62 246.80 652.42 4.55 2.00 4 0.6141 0.4066 330.05 156.60 486.65 5.45 2.40 4 0.4433 0.2426 238.25 87.04 325.29 6.82 3.00 4 0.1931 0.0760 103.78 29.27 133.05 7.95 3.50 4 0.0508 0.0135 27.30 5.20 32.5 9.09
4.00
4 0.0001 0.0001 0.0
5 0.04
0.09
水平压应力zx σ： x x zx ZB b M ZA b Q 1
21
αασ+
=
式中的无量纲系数X A ，X B 可以根据0.4=ah 及与az 有关的表格查取。 所以有，zx σ值的计算如下表：
Z
z Z α=
X A
X B
x A Z b Q 1
α
X B Z b M 1
2α
zx σ
0.00 0.00 2.4407 1.6210 10.87 0.00 10.87 0.45 0.20 2.1178 1.2909 18.51 -4.10 14.41 0.91 0.40 1.8027 1.0006 23.14 -6.36 16.78 1.36 0.60 1.5027 0.7498 25.12 -7.15 17.97 1.82 0.80 1.2237 0.5373 24.90 -6.83 18.07 2.27 1.00 0.9704 0.3612 22.97 -5.74 17.23 2.73 1.20 0.7459 0.2191 19.83 -4.18 15.65 3.18 1.40 0.5518 0.1079 17.94 -2.40 15.54 3.41 1.50 0.4661 0.0629 7.55 -1.50 6.05 4.55 2.00 0.1470 -0.0757 0.22 2.40 2.62 5.45 2.40 0.0035 -0.1103 -6.73 4.20 -2.53 6.82 3.00 -0.0874 -0.0947 -9.43 4.51 -4.92 7.95 3.50 -0.1050 -0.0570 -11.08 3.17 -7.91 9.09
4.00 -0.1079 -0.0149 10.87
0.95
11.82
七 桩基础内力验算
7．1 桩顶纵向水平位移验算
桩在地面处水平位移与转角0x 和0φ
x x
B EI
a M A EI a Q x 30
300+=
=
3535
236.48385.14
2.441 1.6210.448.55100.448.5510?+????? =0.016mm （方向是向左）〈6mm 符合规范的相关要求
=
0φφφ
B EI
a M A EI a Q 30
30+ =
3535
236.48385.14
( 1.600)( 1.732)0.448.55100.448.5510
-?-+?-???? =33.9610-?rad
水平位移容许值[]0.516 2.0cm ?==，符合要求。
7．2 群桩基础承载力验算
由于采用嵌岩柱桩，因此，可以认为群桩起初的承载力等于各桩承载力之和 所以，群桩基础承载力[]653878.319391.515180.18P P ==?=> 无软弱下卧土层，所以不需要验算
7．3 群桩基础沉降演算
由于是采用嵌岩柱桩，地基底部沉降不大，其沉降量可以忽略不计。故不需
要验算。
7．4 承台计算
7．4．1 桩顶处的局部受压验算
由m i
a c i r R A P /'β≤
其中 3)3(4
4
2
2
===
d d A A c
b
π
π
β，MPa R A r i a c m 4.13,4
,54.1==
=π
(C20混凝土)
所以有KN P i 2049254.1104.134
33'=÷???
≤π
又因为i si so i P r r P ∑=?'，其中so r =1.00，?=1.00，∑si r =1.2。
所以有'
1.0 1.0 1.23878.3240492i P KN KN =???<（满足）
7．4．2 桩对承台的冲剪验算
桩深入承台深度为0.5m 由于刚性角?==43.185
.15
.0arctan
max α 而布置范围角?=-=53.80
.135
.05.0arctan
α 因为有max αα<，所以可以不必验算
7．4．3 承台抗弯抗剪强度验算
承台抗弯抗剪强度经过验算发现符合规范的要求。
八 配筋计算
8.1 桩基础配筋计算
桩身最大弯距处Z=0m ，max 716.35.M KN m =
确定计算轴向力时恒载荷载的安全系数为1.2，活载为1.4 所以，有：
()()[]KN N i 69.56244.175.436.10552.175.436.10554504.02=?++?--= 弯距
M=716.35KN.m ；采用
C20
混凝土，235R 级钢筋，则有
MPa f MPa f sd cd 195,2.9==
8.1.1 计算偏心距增大系数
6
03
716.3510127.365624.6910M e N ?=
==? 由于桩的两端固定 所以有00.57.7l l m == 长细比
07.77.7 4.41
l d ==> 所以，应考虑纵向弯曲对偏心距的影响 取mm r r s 4505009.09.0=?==
则截面的有效高度为mm r r h 95045050030=+=+= 又因为，0.1253.07
.22.00
1<=+=h e ξ 0.1145.101
.015.10
2>=-=h
l ξ 所以，取10.308ξ=，0.12=ξ 则 21200
)(14001
1ξξηh l
h e ?+
= 21
1(7.7) 1.00.308 1.10127.361400
950
=+
???=
所以有，0 1.10127.36140.10e mm η=?=
8.1.2 配筋率的计算及钢筋的选择
由公式有 ()()009.2500140.10
195140.100.9500
r cd sd B A e f B A f C e Dgr C D ηρη-?-?=?=?
-?-?? 46001288.92266198750B A
C D
-=
-
又有，()()1955002.95002
2
22?+??=+=ρρc A f r c f Ar N sd cd u ρC A 7610875.4103.2?+?= 采用试算发列表计算如下
ξ
A B
C
D
ρ
u N （N ）
N （N ）
u N /N
1.15
2.9123 0.1949 2.6261 0.4351 -0.0432 ******* 5624690 0.947 1.17 2.9357 0.1772 2.6603 0.4089 -0.0441 6223853 5624690 1.107 1.18
2.9469
0.1685
2.6767
0.3961
-0.0446
4965280 5624690 0.883
因此可以得出，当0=ρ的时候即可以满足纵向力u N 的要求 又因为0=ρ，而规范规定005.0min =ρ，所以取005.0=ρ计算 所以有()22
2392550014.3005.0mm r A s =??==ρπ
故，选用16φ18，其2mm 4072=s A ， 实际的配筋率%5.0%519.01000
14.34072
442
2>=??==
d A s πρ。 钢筋布置图如图所示：
混凝土保护层厚度C=50-9=41mm>25mm,纵向钢筋间距为
245018157.09,50,350mm mm mm π??÷=大于不大于，满足规范的要求
8.1.3 承载力复核
在垂直与弯矩作用平面内
，
，实际纵向钢筋面积混凝土截面积为故纵向弯曲系数长细比
，222
40727850004
98
.0,77m m A m m d
A d
l g h p ===
===π?
则在垂直于弯矩作用平面内的承载力为
()
()cd c sd s f 0.980.99.278500019540727070.147KN 3878.53u b j N f A A N KN
φγ=+=???+?=>=
8.2 承台的配筋计算
承台的受力情况是比较复杂的，为了使承台的受力较为均匀并防止承台因桩顶荷载作用而发生破碎和断裂，应该在承台底部桩顶平面上设置一层钢筋网如附图所示钢筋网在越过桩顶钢筋处不截断，并应与桩顶主筋连接。钢筋网也可以根据基桩和墩台的布置，按带状布设。
九小结
《基础工程》课程设计，使我对桩基础的设计有了一个比较全面的理解，对天然地基上的基础的选择，尤其是桩基础中柱桩的选择及设计有了一个比较深刻的认识。但是，由于是初步涉及到承台基础的设计，所以，我们的设计内容不是那么的全面，精确，优良。但是，经过了这次的设计，使得我们对全本书的内容以及其他学科的知识加以了结合。对我们以后的工作设计打下了坚实的基础，对我们以后的学习也起到了推动的作用。
十参考文献
1、凌治平.易经武.基础工程.北京：人民交通出版社，2003
2、朱浮声.地基基础设计与计算.北京：人民交通出版社，2005
3、叶见曙.结构设计原理. 北京：人民交通出版社.2004
4、中华人民共和国行业标准.公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）.
北京：人民交通出版社，1986
5、贾艳敏、高力.混凝土结构设计原理.人民交通出版社.2004
6、赵明华.土力学与基础工程.武汉理工大学出版社.2003年
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
基础工程课程设计
. 土木工程专业基础工程课程设计任务书 ————桩基础设计 一、设计资料 1、某建筑场地在钻孔揭示深度内共有6个土层，各层土的物理力学指标参数见表1。土层稳定混合水位深为地面下1.0m ，地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。 建筑桩基设计等级为乙级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载（作用在柱底即承台顶面）： kN V k 3200=,kNm M k 400=，H = 50kN ； 柱的截面尺寸为：400×400mm ； 承台底面埋深：d=1.5m 。 2、根据地质资料，以第4层粉质粘土为桩尖持力层，采用钢筋混凝土预制桩 3、承台设计资料：混凝土强度等级为C20，轴心抗压强度设计值为kPa f c 9600=，轴心抗拉强度设计值为kPa f t 1100=，钢筋采用HRB335级钢筋，钢筋强度设计值2/300mm N f y = 4、《建筑桩基技术规范》(GJG94-2008) 二、设计内容及要求： 1、按照持力层埋深确定桩长，按照长径比40-60确定桩截面尺寸； 2、计算单桩竖向承载力极限标准值和特征值； 3、确定桩数和桩的平面布置图； 4、群桩中基桩的受力验算； 5、软弱下卧层强度验算； 6、承台结构计算； 7、承台施工图设计：包括桩的平面布置图，承台配筋图和必要的图纸说明； 8、需要提交的报告：任务书、计算书和桩基础施工图。 注：1、计算书打印，按照A4页面，上下左右页边距设置为2.0cm ，字体采用宋小四号 2、图纸采用3号图幅，图纸说明即为图中的说明 3、任务书、计算书和桩基础施工图装订成一册 4、将电子稿按班打包交上来，每人的电子稿名称按照学号+姓名命名
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
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
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：
基础工程课程设计报告
基础工程课程设计 名称：桩基础设计 姓名：文嘉毅 班级：051124 学号：20121002798 指导老师：黄生根
桩基础设计题 高层框架结构（二级建筑）的某柱截面尺寸为1250×850mm ，该柱传递至基础顶面的荷载为：F=9200kN ，M=410kN?m ，H=300kN ，采用6-8根φ800的水下钻孔灌注桩组成柱下独立桩基础，设地面标高为±0.00m，承台底标高控制在-2.00m ，地面以下各土层分布及设计参数见附表，试设计该柱下独立桩基础。 设计计算内容： 1.确定桩端持力层，计算单桩极限承载力标准值Q uk； 2.确定桩中心间距及承台平面尺寸； 3.计算复合基桩竖向承载力特征值R a及各桩顶荷载设计值N，验算基桩竖向承载力；计算基桩水平承载力R Ha并验算； 4.确定单桩配筋量； 5.承台设计计算； 湿 重 度 kN/m3
设计内容 一．确定桩端持力层，计算单桩极限承载力标准值uk Q 1.确定桩端持力层及桩长 根据设计要求可知，桩的直径d =800mm 。 根据土层分布资料，选择层厚为4.5m 的层⑧粉质粘土为桩端持力层。根据《建筑桩基技术规范》的规定，桩端全断面进入持力层的深度，对粘性土、粉土不宜小于2d 。因此初步确定桩端进入持力层的深度为2m 。则桩长l 为： l =4.3+3.8+2.8+2.3+4.4+3.0+2.5+2.9+5.7+0.8+2-2=32.5m 2.计算单桩极限承载力标准值 因为直径800mm 的桩属于大直径桩，所以可根据《建筑桩基技术规范》中的经验公式计算单桩极限承载力标准值uk Q ： pk uk sk pk sik i p si p Q Q Q u q l q A =+=ψ+ψ∑ （1-1） 其中桩的周长u =d π=2.513m ；桩端面积p A =2/4d π=0.503㎡；si ψ、p ψ为别为大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，si ψ=() 1/5 0.8/d =1， p ψ=()1/5 0.8/D =1。 根据所给土层及参数，计算uk Q ： uk Q =2.513×1×[23×(4.3-2)+20×3.8+28×2.8+40×2.3+28×4.4+48 ×3.0+66×2.5+ 58×2.9+60×5.7+52×0.8+60×2]+1×710×0.503=3883.6kN 确定单桩极限承载力标准值uk Q 后，再按下式计算单桩竖向承载力特征值：
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。
基础工程课程设计(1)
目 录 一、已知技术参数和条件 ................................... 1 1.1、地质与水文资料 ................................... 1 1.2、桩、墩尺寸与材料 ................................. 1 1.3、荷载情况 ......................................... 1 二、任务和要求 ........................................... 2 三、计算 ................................................. 3 3.1、桩长的计算 ....................................... 3 3.2、桩的内力计算 ..................................... 4 3.2.1确定桩的计算宽度b1 ........................... 4 3.2.2计算桩的变形系数 ............................ 4 3.2.3计算墩柱顶外力i i i M Q P 、、及局部冲刷线处桩上外力 00M Q P 、、 (4) 3.2.5局部冲刷线以下深度z 处横向土抗力zx P 计算 ....... 6 3.2.6桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算 ............ 7 3.2.7柱顶纵向水平位移计算 ......................... 9 四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等） 10 致谢 . (10)
《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）
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。
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）。
基础工程课程设计完整版样本
一设计题目 高层框架结构( 二级建筑) 的某柱截面尺寸为1000×800mm , 该柱传递至基础顶面的荷载为: F=9000kN , M=380kN?m , H=320kN , 采用6-8根φ600-φ800的水下钻孔灌注桩组成柱下独立桩基础, 设地面标高为±0.00m, 承台底标高控制在-1.70m , 地面以下各土层分布及设计参数见附表, 试设计该柱下独立桩基础。 设计计算内容: 1.确定桩端持力层, 计算单桩极限承载力标准值Q uk; 2.确定桩中心间距及承台平面尺寸; 3.计算复合基桩竖向承载力特征值R a及各桩顶荷载设计值N, 验算基桩竖向承载力; 计算基桩水平承载力R Ha并验算; 4.确定单桩配筋量; 5.承台设计计算; 6.绘制桩基结构图。
二 设计内容 一、.确定持力层 根据地质条件, 以层⑧粉质粘土为桩支持力层。采用φ700的水下钻孔灌注桩。对于黏土, 桩端全截面进入持力层的深度不宜小于2d=1.6m.取桩尖进入持力层厚度 2.2m,桩长33m,承台底面埋深1.7m 。 二、计算单桩极限承载力标准值Q uk 由《建筑桩基础技术规范JGJ94- 》式 5.3.5 uk sk pk sik i pk =Q =u q l q P Q Q A ++∑ 进行试算, 桩周长 0.80.5u m π== 桩横截面积 2 2 0.80.54p mm A π==
计算得: 2.5[23(4.3 1.7)20 3.828 2.840 2.348 3.0 uk Q =??-+?+?+?+? 66 2.558 2.9_60 5.7520.8 2.260]0.5700?+?+?+?+?+? =3555.5+350 =3905.5KN 三、 确定桩中心间距及承台平面尺寸 由《建筑桩基础技术规范JGJ94- 》表3.3.3-1知桩的最小中心间距为3.0d=2.4m 。先取桩数为6, 由于柱下桩基, 等距离排列, 桩在平面采用行列式布置, 中心间距3~4(3~4)0.8 2.4~3.2a d m S ≥=?=。边桩中心至承台边的距离为1d=0.8m 。此时承台边缘至桩边缘的距离为400mm,符合规范要求( 承台宽度不宜小于500mm,承台边缘距边桩中心的距离不应小于桩的直径, 且边缘挑出部分不应小于150mm) .承台平面尺寸为8.0 4.8m m ?.具体承台桩位布置如下: 承台桩位布置图( 单位:cm)
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
基础工程课程设计计算书
基础工程课程设计 说明书 二零一三年六月 土木工程
某框架结构条形基础设计计算书 一、工程概况 威海近郊五层两跨钢筋混凝土框架结构（相当于七层以上民用建筑），车间有三排柱，柱截面尺寸为400×600mm2，平面图如图1。作用在基础顶面的荷载特征值如表1，弯矩作用于跨度方向。室内外高差0.30m。 图1混凝土框架结构平面图 表1 荷载效应特征值 二、地质资料 1.综合地质柱状图如表2，地下水位在细砂层底，标准冻深为2m； 2.冻胀类别为冻胀。
表2 综合地质柱状图 三、设计要求 1.设计柱下钢筋混凝土条形基础； 2.计算该条形基础相邻两柱的沉降差； 3.绘制基础平面图（局部），基础剖面图，配筋图。 四、设计步骤 1.考虑冻胀因素影响确定基础埋深； 2.持力层承载力特征值修正； 3.计算基础底面尺寸，确定基础构造高度； 4.计算条形基础相邻两柱的沉降差； 5.按倒梁法计算梁纵向内力，并进行结构设计； 6.计算基础的横向配筋及翼缘高度； 7.绘制施工图。
五、工作量 1. 设计柱下钢筋混凝土条形基础； 2. 计算该条形基础相邻两柱的沉降差； 3. 完成课程设计计算说明书一份； 4. 完成铅笔绘制2号施工图一张； 5. 配合教师安排进行答辩。 六、内力计算 (一) 确定基础埋深 根据地质资料进入土层1.2m 为粘土层，其基本承载力特征值为147kPa ak f =,可知其为最优持力层，基础进入持力层大于30cm 。又有考虑冻胀因素的影响，根据规范可知，其设计冻深d z 应按下式计算：0 2.0 1.00.90.95 1.71m ...zs zw ze d z z ψψψ=???==，基础 埋深应在设计冻深以下，据此可初步确定基础埋深为2.3m 。根据基础埋深 2.3m>0.5m d =需进行持力层承载力特征值的深度修正，持力层为黄褐色粘性土层。液性指数 2618 0.50.853418 p L L p w w I w w --= = =<--，又0.70.85 e =<，查表可得，承载力修正系数0.3, 1.6b d ηη==，基础底面以上土的加权平均重度m γ= 317 1.2190.8 17.8kN/m 2.0 ?+?=， 条形基础的基础埋深一般自室内底面算起，室内外高差为0.3m ，取 2.30.3 2.6m d =+=， 则可得修正值为：(0.5)147 1.617.8(2.60.5)206.81kPa a ak d m f f d ηγ=+-=+??-=。 (二) 确定基础梁的高度、长度和外伸尺寸 根据规范要求，柱下条形基础梁的高度应该取为柱距的1/81/4倍 ，又有此处柱距取为6500mm ，故可得到基础梁的高度(1/81/4)6200(7751550)mm h =?=，取 1500mm h =，即为 1.5m h =。根据构造要求，条形基础端部外伸长度应为边跨跨距的1/41/3倍，故考虑到柱端存在弯矩及其方向，可以得到基础端部左侧延伸 1(1/4 1/3)(1/41/3)6200(1550 2067)m m l l ==?=，取1 2.0m l =。计算简图如图 2所示：
《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
工程材料课程设计
《工程材料应用》课程设计说明书 专业 学生姓名 班级 学号 指导教师 完成日期
目录 第一章任务书---------------------------------------------------------------------------2 第二章铸造件设计--------------------------------------------------------------------- 第三章锻造件设计--------------------------------------------------------------------- 第四章焊接件设计-------------------------------------------------------------------- 第五章总结------------------------------------------------------------------------------ 第六章心得体会------------------------------------------------------------------------ 参考文献------------------------------------------------------------------------ 格式方面： 1、大标题采用二号黑体加粗； 2、小标题采用四号黑体字，顶格； 3、正文部分采用小四宋体，多倍行距1.25，首行缩进2字符； 4、页面采用A4纵向，上页边距采用上、下各2.5，左3，右2.6； 5、封面采用机械学院发布的统一格式。
基础工程课程设计汇本
一设计题目 高层框架结构（二级建筑）的某柱截面尺寸为1000×800mm ，该柱传递至基础顶面的荷载为：F=9000kN ，M=380kN?m ，H=320kN ，采用6-8根φ600-φ800的水下钻孔灌注桩组成柱下独立桩基础，设地面标高为±0.00m，承台底标高控制在-1.70m ，地面以下各土层分布及设计参数见附表，试设计该柱下独立桩基础。 设计计算容： 1.确定桩端持力层，计算单桩极限承载力标准值Q uk； 2.确定桩中心间距及承台平面尺寸； 3.计算复合基桩竖向承载力特征值R a及各桩顶荷载设计值N，验算基桩竖向承载力；计算基桩水平承载力R Ha并验算； 4.确定单桩配筋量； 5.承台设计计算；
二 设计容 一、.确定持力层 根据地质条件，以层⑧粉质粘土为桩支持力层。采用φ700的水下 钻孔灌注桩。对于黏土，桩端全截面进入持力层的深度不宜小于2d=1.6m.取桩尖进入持力层厚度2.2m,桩长33m,承台底面埋深1.7m 。 二、计算单桩极限承载力标准值Q uk 由《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》式 5.3.5 uk sk pk sik i pk =Q =u q l q P Q Q A ++∑ 进行试算， 桩周长 0.80.5u m π== 桩横截面积 2 2 0.80.54p mm A π== 计算得： 2.5[23(4.3 1.7)20 3.828 2.840 2.348 3.0 uk Q =??-+?+?+?+? 66 2.558 2.9_60 5.7520.8 2.260]0.5700?+?+?+?+?+?
=3555.5+350 =3905.5KN 三、确定桩中心间距及承台平面尺寸 由《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》表3.3.3-1知桩的最小中心间距为3.0d=2.4m 。先取桩数为6，由于柱下桩基，等距离排列，桩在平面采用行列式布置，中心间距3~4(3~4)0.8 2.4~3.2a d m S ≥=?=。边桩中心至承台边的距离为1d=0.8m 。此时承台边缘至桩边缘的距离为400mm,符合规要求（承台宽度不宜小于500mm,承台边缘距边桩中心的距离不应小于桩的直径，且边缘挑出部分不应小于150mm ）.承台平面尺寸为8.0 4.8m m ?.具体承台桩位布置如下： 承台桩位布置图（单位:cm ） 四、计算复合基桩承载力R 和各桩顶荷载设计值N ，并验算 （一） 单桩竖向承载力特征值 a R =1K uk Q
基础工程柱下独立基础课程设计
一、课程设计的目的 基础工程课程设计是土木工程专业教育的一个重要教学环节，是全面检验和巩固基础工程课程学习效果的一个有效方式。通过本次课程设计使学生能够运用已学过基础工程设计理论和方法进行一般形式的基础的设计，进一步理解基础工程设计的基本原理。设置课程设计的目的是加强学生对本课程及相关课程知识的理解，培养学生综合分析问题的能力和运用基础理论知识解决实际工程问题的能力，为毕业设计打下坚实的基础，也有助于学生毕业后能尽早进入“工程角色”。多年来的教学实践反映了课程设计这一教学环节对学生能力的培养起到了一定的作用。 二、课程设计的容 1、设计资料 1、地形 拟建建筑场地平整 2、工程地质条件 自上而下土层依次如下： 号土层：杂填土，层厚约0.5m，含部分建筑垃圾 号土层：粉质黏土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值f ak=130kPa。 号土层：黏土，层厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值f ak=180kPa。 号土层：细砂，层厚2.7m，中密，承载力特征值f ak=240kPa。 号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值f ak=300kPa。 3、岩土设计技术参数 地基岩土物理力学参数如表1.1所示。 表1.1地基岩土物理力学参数 土 层土的名称 重度 (kN/m3) 孔隙 比 e 液性 指数I L 黏聚力 c(kPa) 摩擦角 （°） 压缩模 量Ｅs （MPa） 标准 贯入 锤击 数N 承载力 特征值 f ak（kPa）
编 号 杂填土18 粉质黏土20 0.65 0.84 34 13 7.5 6 130 黏土19.4 0.58 0.78 25 23 8.2 11 180 细砂21 0.62 30 11.6 16 240 强风化砂 22 18 22 300 质泥岩 （1）拟建场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 5、上部结构资料 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。柱网布置如图1.1所示。Array 图1.1柱网平面图 6、上部结构作用 上部结-构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表1.2所示，上部结构作用在 柱底的荷载效应基本组合值如表1.3所示。
基础工程课程设计
目录 1 设计资料 (1) 1.1 上部结构资料 (1) 1.2 场地工程地质条件 (1) 2 选择桩型、桩端持力层、承台埋深 (2) 2.1 桩型 (2) 2.2 桩长 (2) 3 确定单桩极限承载力标准值 (3) 3.1 计算单桩竖向承载力 (3) 4 桩数和平面布置的确定 (4) 4.1 荷载组合 (4) 4.2 初步估算桩数 (4) 4.2 初选承台尺寸 (4) 5 桩顶作用验算 (5) 6 软弱下卧层验算 (6) 7 桩基础沉降验算 (7) 7.1计算沉降量 (7) 7.2 确定沉降经验系数 (9) 8 桩身结构设计计算 (10) 8.1单点起吊 (10) 8.2桩身强度验算 (11) 9 承台设计 (12) 9.1柱对承台的冲切（冲切锥内无桩体） (12) 9.2 角桩对承台的冲切 (12) 9.3 斜截面抗剪验算 (13) 9.3 斜截面抗剪验算 (13) 10 参考文献 (15)
柱下独立承台钢筋混凝土预制桩基础设计 1 设计资料 1.1 上部结构资料 某教学实验楼，上部结构为十层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30。上部结构传至柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载如下： 竖向力：4500kN，弯矩：50 kN m，水平力：30kN 拟采用预制桩基础，预制桩截面直径为500mm。 1.2 场地工程地质条件 拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦,建筑物场地位于非地震区，不考虑地震影响；不考虑承台效应。场地地下水类型为潜水，地下水位离地表2.1米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见下表： 地基各土层物理、力学指标表