基于知识工程的参数化设计
顾晓华,仲梁维
(上海理工大学CAD中心,上海 200093)
摘要:提出了一种基于知识工程的参数化设计方法,这种参数化设计方法通过为产品建立一个产品知识库,不仅能完成参数化设计的尺寸驱动和特征驱动,而且能实时地检验设计,提出设计建议,进行人机对话,是一种智能化CAD。它将有效地方便我们在许多行业中进行产品设计,提高设计效率。通过CA TIA知识工程顾问模块实现该参数化设计,并结合设计实例探讨这种参数化设计方法在产品设计中的应用情况。
关键词:CAD;CA TIA;知识工程;参数化设计
中图分类号:TH12;TP391172 文献标识码:A 文章编号:1007-9483(2001)04-0017-02
The Parametric Design Oriented to K now ledge B ase
GU Xiao-hua,ZHON G Liang-wei
(Shanghai University of Science&Technology,Shanghai,200093,China)
Abstract:It discusses a kind of parametric design based on knowledge.By setting up a knowledge library for product,this method can realize the parametric and feature driving,design checking and advice.With this kind of intellectualized computer aided de2 sign,the product design in many fields may be convenient efficient.This method is realized by CA TIA Knowledge Advisor mod2 ule.The paper gives an example to explain its application.
K ey w ords:CAD;CA TIA;Knowledge Engineering;Parametric Design
CAD/CAM技术发展至今,已经历了二维绘图、线框模型、自由曲面造型、三维实体造型、特征造型等重要的发展阶段,其间又有参数化、变量化等辅助技术的出现。参数化设计是CAD技术在实际设计应用中被提出来、并得到发展的、有着强大实用价值的技术。知识工程是一门新兴的边缘学科,它以研究知识信息处理为主,并提供开发智能系统的技术,是人工智能、数据库技术、数理逻辑、认知科学、心理学等学科交叉发展的结果[1]。
本文探讨运用知识工程原理指导产品的参数化设计,将产品知识融于设计过程。CA TIA知识工程顾问模块能让开发人员把产品的设计知识用知识工程原理表达出来,方便地指导设计人员完成产品创新,并体现最佳的设计实践,最终实现智能化CAD。
1 参数化设计和知识工程原理
参数化设计不仅可以使CAD系统具有交互式绘图的功能,还可以使其具有自动绘图的功能。利用参数化设计开发出来的专用的产品设计系统,可以使设计人员从大量繁琐的绘图工作中解脱出来,可以大大提高设计速度,并减少信息的存储量。因而研究和提高参数化设计技术,是CAD技术应用领域内的一个重要的任务。
以往的参数化设计经常利用原有设计,提取一些主要的定形、定位或装配尺寸作为自定义变量,修改这些变量的同时由一些简单公式计算出并变动其它相关尺寸,即可得到所需的新的设计产品。但是传统的参数化设计明显有以下不足。
(1)自定义变量只能驱动几何尺寸,即通过一些公式来修改零件的几何尺寸,而零件的形状已基本明确,即零件的特征基本给定,几乎不能改变。
(2)自定义变量之间相互独立,不便建立任何函数关系,也不便对每个变量做约束。这使得当某些变量的修改量比较大时,某些特征出现严重变形,甚至使该特征和与它相关联的其它特征失去约束,出现悬空状态的特征,造成信息的丢失。
知识工程是人工智能在知识信息处理方面的发展,它主要研究如何由计算机表示知识,进行问题的智能求解。知识工程的研究使人工智能的研究从理论转向了应用,从基于推理的模型转向基于知识的模型,是新一代计算机的重要理论基础。它的根本目的是在研究知识的基础上,开发人工智能系统,补充和扩大大脑的功能,开创人机共同思考的时代。知识表示、知识利用、知识获取构成了知识工程的基础[1]。
可以考虑在参数化设计中引入知识工程,结合特征造型理论,来弥补当前参数化设计的不足。面向对象的技术已被深入应用于特征的描述,这使得特征本身已包含了参数化变动尺寸值所需的成员变量和成员函数,特征的尺寸值均可作为其变量,随时作适当改变。在这个基础上,进一步使特征以及特征之间的依附关系能随一定的条件改变,即可实现参数化特征。因而在产品设计过程中把涉及产品设计的所有信息集合起来,包括行业设计标准、产品的尺寸关联、尺寸约束、特征关联和工艺顺序等,组成一个产品的知识库。由此可以采用以下办法来解决上述参数化设计的
收稿日期:2001-03-16;修订日期:2001-05-21
作者简介:顾晓华(1977-),男,江苏无锡人,上海理工大学在读研究生,主要从事机械CAD软件的应用研究与开发。71
?设计与研究? 顾晓华 仲梁维 基于知识工程的参数化设计
不足。
(1)建立产品的特征库和产品的特征关联、尺寸关联库。由于一个特征是用一个对象来描述的,我们为特征设置一个属性Activity 。当该属性值为true 时,该特征被激活;当该属性值为false 时,该特征隐藏,不出现在设计中。这样我们就可以通过自定义变量值的范围、特征之间的依附关系等方法来确定某些特征是否被激活,是否出现在设计中。这也就意味着在参数化设计过程中实现了特征驱
动。同时尺寸关联库的建立更能很好的组织和明确各特征的尺寸、特征间的位置关系。这样产品的特征和尺寸的关联信息将更明确、清晰。
(2)引入一些校验。有些变量在设计过程中有一定的范围限制或受一些标准的约束,有些变量与变量之间存在一定的函数约束关系。可以把它们列出,定义好其范围或函数约束关系,并设置好相应的报错信息和推荐建议,组成一个设计检验库。在参数化设计过程中,一旦有些变量的改变引起其它变量违反其允许值的范围,即违反了某一校验,则立即提示出相应的报错信息,同时给出一定的更正方案推荐给设计人员,设计人员可以及时修正设计。设计人员也可以通过学习算法将好的设计经验写入设计检验库,或由设计检验库通过学习算法自动学习知识。这一方法有效地增强了参数化设计的可靠性,并能积累优秀的设计经验,以扩充产品知识库,在设计时就能得到产品的最佳设计。
在建立产品数据库的基础上进行参数化设计的基本构架如图1所示。这种基于产品知识的参数化设计把知识工程与参数化设计有机地结合起来,它用知识工程原理来组织产品数据,表达成产品的知识库。它用较完整的面向对象的高级语言来描述特征,并在特征造型中使用参数化的同时,又利用结构化的高级语言参数化地变动尺寸和特征。
图1 基于知识的参数化设计示意图
它不仅可以随时调整产品形状和尺寸,而且可以随时调整产品的结构和特征,同时实现尺寸驱动和特征驱动。它又能实时地监督设计过程,检验设计是否符合要求,并提出适当的建议,与设计人员进行人机对话。通过学习算法,设计人员可以不断丰富产品的知识库,更有助于未来的设计。这样的参数化设计极大地方便了产品的修正和改良,对缩短产品设计周期、节省产品设计成本有着巨大的实际意义,从而使产品设计变得更加灵活、高效、智能。拥有产品工艺库的产品知识库,则能进一步帮助和指导设计人员制定产品的工艺流程。
2 在CA TIA 知识工程顾问中实现参数化设计的方法
CA TIA 是大型CAD/CAM 应用软件,已被广泛应用于
航天、汽车等行业的设计中。而CA TIA 知识工程顾问模块,就是一个基于知识工程的模块。它能有效地把产品的知识库结合到产品的开发设计中去,能使设计人员在确保提高设计效率的同时,遵循最佳的设计实践。
CA TIA 知识工程顾问模块能将隐含的设计实践嵌入整个设计过程,并转化为明确的知识。设计人员可以把在产品设计中涉及的行业设计标准、尺寸关联、尺寸约束、特征关联等信息,用CA TIA 知识工程顾问模块提供的公式(Formulas )、规则(Rules )和检查(Checks )等方法表达成模块化的面向对象的高级语言代码,其中Formulas 选项中可以通过函数公式表示待定变量与自定义变量和其它一些参数之间的关系,即借助函数公式驱动尺寸值。Rules 选项可以通过编写程序代码,有条件地改变尺寸的值,有条件地激活或隐藏特征,从而实现尺寸驱动和特征驱动。Checks 选项可以着重标明在校验过程中涉及的参数,从而方便地确认图2 CA TIA 知识工程模块实现参数化设计开发的简单流程图违反了哪一条行业设计标准或违反了哪一条设计约束,并立即提示设计人员出错,需修改设计。若设计人员没有及时修改设计或修改仍未符合设计标准和设计约束,该检查将始终显示警示图标,直至设计人员修改符合校验条件。这样CA TIA 知识
工程顾问就使设计人员把产品设计中相关联的信息集成起来,有效地表达成为详细的知识,从而实现了包含尺寸驱动和特征驱动的参数化的产品开发。
在CA TIA V5R5中利用CA TIA 知识工程顾问模块实现开发设计的步骤如图2所示。另外在CA TIA V5R5的知识工程顾问模块中设计应注意以下几点。
(1)特征树中,检查是否有Parameters 和Relations 两项,若没有则在Option 对话框中打开Tools →Options →Me 2chanical Design →Part Design →Display →Parameters 、Relations 和Tools →Options →G eneral →Parameters →Knowledge →With Value 、With Formula 。
(2)在Parameters 中添加变量应恰当。在产品设计中,应根据实际的设计要求和产品结构选择那些对产品的结构、形状和装配位置等起决定作用的尺寸定义为变量,且数目不宜过多。定义适当的变量后,产品的其它尺寸就可以由它们和其它相关参数之间的关系通过Formulas 确定出。这样当修改一些变量时,系统立即自动根据与它们相关的函数公式计算出相应的尺寸值,并修改设计。
(3)在产品设计过程中,产品的知识被设计开发人员表达为编写在Formulas 、Rules 、Checks 中的代码语言。这些代码语言表达了跟随参数改变而改变的尺寸和特征以及参数的校验。 设计完成后,只需在特征树的Parameters 项中修改变
(下转第31页)
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12001年7月 机械设计与制造工程 第30卷 第4期
冲孔模块及仓库模块由模块控制器(上位机)及设备PLC 共同构成TCP/IP 工业以太网。模块控制器根据模块内设备的PLC 检测点位状态完成对模块内设备的控制及调度。冲孔模块由冲床、上下料设备及冲孔模块控制器等组成,其中冲床CNC 与中央控制模块连接,以下载相应的NC 程序;仓库模块由立体仓库、堆垛机及出入库车等组成,完成板料及成品零件的出入库操作。
FMC 的控制与管理系统采用Client/Server 结构,基于Windows N T 平台,前端程序采用Visual Basic
语言开发,后端服务器数据库基于MS SQL Server ,用户口令及权限设置等本地机数据基于MS Access 97开发。良好的控制结构和开发平台,保证了系统的安全性及可扩展性,为系统扩展成板材FMS 以及接入企业CIMS 创造条件。
2 FMC 控制系统功能分析
目前,面向对象(Object -Oriented ,O -O )方法已被广
泛地用来解决与柔性制造有关的生产控制问题[2]。基于面向对象的控制系统设计将系统分解成实际系统中存在的对象,使得软件模块与实际系统具有相似性,从而使系统具有可重用性和可扩充性
。面向对象的应用主要包括[3]:(1)面向对象分析(Object -Oriented Analysis ,OOA )在分析系统功能的基础上,认定系统中的对象、属性及方法等,构造出虚拟系统;(2)面向对象设计(Object -Oriented Design ,OOD )以OOA 为基础,采用面向对象编程(OOP )方法,实现系统设计。
确定系统中的对象以及对象之间的相互关系是面向对象分析的中心任务,对象之间的相互作用用消息及方法描述。状态转移模型(state transition model )和信息流图(mes 2sage flow diagram )可以用来分析对象的状态变化,得到有关对象的消息和方法。以对象及其关系分析为例,由板材冲孔FMC 的运行机制,可以得到如图3所示的FMC 对象及相互关系模型。其中矩形框表示系统中的对象,矩形框之间的连线表示对象间的关系。
图3 板材冲孔FMC 中对象及其关系模型
3 结束语
90年代初,国内曾在进口主机基础上研制成功过两条
板材FMS [4],但没有形成商品化产品。因此,以国产主机
为基础的板材冲孔FMC 的研制对板材柔性加工设备的国产化、批量化生产具有重要意义。板材冲孔FMC 的开发基于最新的计算机网络技术、Client/Server 控制体系结构和开
放的软件平台,使得系统具有先进性和可扩展性。参考文献:[1] 侍慕超190年代初国内外锻压机械发展概况[J ]1锻
压机械,1996,(3):3-51[2] 吴启迪,严隽薇,张 浩1柔性制造自动化的原理与
实践[M ]1北京:清华大学出版社,19971[3] 张维明1信息系统建模技术与应用[M ]1北京:电子
工业出版社,19971[4] 白英彩,唐冶文1计算机集成制造系统———CIMS 概
论[M ]1北京:清华大学出版社,19971
(上接第18页)
量的值,即可实现包含尺寸修改和特征修改的参数化设计目标。这时Formulas 、Rules 和Checks 中的设计将参数化地改变产品的尺寸和特征,同时检验产品是否符合设计要求,并及时与设计人员对话,给出适当的建议,让设计人员对设计作出进一步调整。
3 设计应用实例
此处以活接式灯桩系统中的竖撑杆零件的设计为例,简单说明在CA TIA 知识工程顾问中用本文论述的参数化设计方法来设计机械产品。如图3所示,该竖撑杆零件的设计要求为:当W 为10～30mm 时,支架只取一个,焊接在对称轴上;当W 为30～120mm 时,支架取2个,对称放置,此时撑杆为钢板折成,故作抽壳处理;设计不取W 的其余尺寸值。
图3 竖撑杆零件
在设计过程中把该零件的各尺寸和特征间的关系用语
言在Formulas 、Rules 、Checks 中表达为知识后,即可通过修改变量Width ,实现该产品的参数化设计。如:设定Width =0105时,得到图1(a );设定Width =01015时,得到图1(b );设定Width =012时,则提示设计出错,给出设计建议。
4 结束语
本文论述的参数化设计方法结合了先进的知识工程原
理,把产品的设计知识融入了整个产品的设计过程,它为产品设计建立的产品知识库,不仅是简单地表示、利用知识,而且还能更进一步获取知识。这种人机共同设计的智能化CAD 必将是未来CAD 发展的方向。参考文献:
[1] 史忠植1知识工程[M ]1北京:清华大学出版社,19881
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3?先进制造技术? 张赤斌 苏 春 许 超 基于模块化的板材冲孔FMC 设计与分析
《混凝土设计原理》实验指导书 （土木工程专业用） 南京工业大学土木工程学院
目录 实验一：单筋矩形截面梁破坏 (1) 实验二：受弯构件斜截面破坏 (4) 实验三：偏心受压柱破坏 (10)
试验一单筋矩形截面梁破坏 学时：2学时 实验性质：综合性实验 目的要求： 通过对适筋梁、超筋梁和少筋梁的试验，加强对钢筋混凝土梁正截面受弯破坏过程的认识，了解正截面科学研究的基本方法，验证受弯构件正截面承载力计算方式。 实验内容： 1、观测适筋梁、超筋梁的裂缝出现和开展过程、挠度变化以及破坏特征，并记下开裂荷载实测值（P cr）和破坏荷载实测值（P u）。 2、量测适筋梁在各级荷载下的跨中挠度值，绘制梁跨中的荷载（内力）一挠度曲线（M-f曲线）。 3、量测适筋梁在纯弯区段沿截面高度的平均应变，绘出沿梁高度的应变分布图形，验证平截面假定。 4、通过在主筋上测定的应变，验证钢筋屈服与梁破坏之间的关系。 5、观察和描绘试件破坏情况和特征，比较适筋梁与超筋梁的破坏形态及破坏荷载。 6、根据规范方法计算试件破坏承载力理论值并与试验值比较。 试件设计与制作： 1、试件设计为确保梁正截面强度破坏，在剪弯区段所配箍筋需加强，纵筋端部锚固 足够可靠。 图1-1和表1-1给出了L-1(适筋梁)、L-2（超筋梁）L-3（少筋梁）的配筋详图及截面参数，混凝土采用C15，纵向受力筋采用HPB235钢筋（带弯钩）和HRB335钢筋（不带弯钩）。 212 28 6@100 220 28 6@100 2 6 28 6@100
注：砼采用C15，保护层厚度取20mm。制作时预留砼立方试块（150*150*150）。 L-3（少筋梁） L-2（超筋梁） L-1（适筋梁） 受弯试验梁施工图 图1-1试件尺寸和配筋图
. 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
环境工程设计基础知识 第一节环境工程设计的范围和内容 一、环境工程设计的工作范围 环境工程设计对象是“对环境有影响的建设项目”。对“环境有影响的建设项目”就是在建设过程中、建成投产后生产运行阶段和服务期满后，对周围的大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、居民生活区等环境要素可能带来变化的建设项目。这种变化大多是对环境产生的污染和破坏。简单说，“产生污染的建设项目”是指项目建成投产后，因排放废气、废水、废渣等污染物一定会或可能对环境带来污染的项目。 随着社会经济的发展和科学技术的进步，“工程”的概念也发生了变化。工程已不再是单纯的技术问题，而且与社会经济密切联系。在解决具体工程问题时，需要综合考虑技术、经济、市场、法律等多方面因素。环境工程设计不能仅理解为完成设计任务的工作阶段，更不能认为“设计”就等于出图纸。实际上环境工程设计贯穿于整个建设项目的全过程。图l 一1表示了我国工程项目管理 程序图。 从图1—1不难看出，在项 目建设的前期阶段中，项目批 准立项、可行性研究、环境影 响评价、编制设计任务书都必 须有环境工程方向的设计人员 参与。在工程设计施工阶段中 的各项任务主要是由环境工程 设计人员承担。在工程后期， 如处理设备试运行、测试、工 程总结也必须有环境工程设计 人员参加工作。 二、环境工程设计的主要 内容 环境工程设计的主要内容 有以下几方面。 1．大气污染防治 大气污染物种类很多，一 次污染物(指直接由污染源排 放的污染物)按其存在状态可 分为两大类：颗粒物和气态污 染物。其中对环境危害严重的 气态污染物有硫氧化物、氮氧 化物、碳氢化合物、碳氧化物、卤素化合物等；对以上大气污染物的主要防治措施有工业污染防治、提高能源效率和节能、洁净煤技术、开发新能源和可再生能源、机动车污染控制等。 2．水污染防治 水污染的主要来源是生活污水和工业废水。
景观设计中常用的结构专业知识 1、堆方设计 土壤的自然倾斜面和安息角：松散状态下的土壤颗粒自然滑落而形成的天坛斜坡面，叫做土壤自然倾斜面。该面与地平面的夹角，叫做土壤自然倾斜角。 土山堆筑材料：碎石类土、汗水量符合压实要求的黏性土。用黏性土做土山填料时，应严格控制含水量，通常控制在18%~22%。淤泥和淤泥质土，一般不能用做填方，经处理使含水量符合要求后，可将其用于软土地区填方中的次要部位。山体内部可用不含污染和放射物质的建筑垃圾填充。堆筑2m厚度左右建筑垃圾，宜堆筑1m厚的素土以加强黏结。山体表面应有一定厚度的种植土以满足种植要求。 土山堆筑应按分层堆筑作业要求进行，每层摊铺厚度不宜大于50cm，每层的压实度为85%以上，以满足密实度要求；顶部0.5m土层宜用人工堆筑、人工整平。 土山体堆筑坡度与地面面的夹角应满足土的安息角。局部土体较陡处，应加固土山体，防止滑坡。 在自然土基面上，堆土超过6m，宜通过监测沉降速率、水平位移及深层土的稳定来控制堆土速度。 2、挖方设计 指的是路基表面低于原地面时，从原地面至路基表面挖去部分的土石体积。挖方如若周边建筑物、管道密集时，应做地质勘测，以了解土层情况。 3、挡土墙设计 挡土墙常用的类型：重力式挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、锚杆挡土墙、锚定板挡土墙等。在园林景观中，对前后土高差较小的河岸，还常采用木桩挡土墙。 重力式挡土墙常见的形式：自然式、仰斜式、直立式、俯斜式、衡重式、阶梯式等。 设置挡土墙时，应结合当地经验和现场技术条件选用挡土墙的形式。在计算挡土墙压力时，对向外移动或转动的挡土墙，可按主动土压力计算；对承受荷载向土体方向移动或转动的挡土墙，可按被动土压力计算；对不能采用有效排水措施的挡土墙，应考虑水压力的影响，进行坡体稳定性计算。 挡土墙需进行抗倾覆和抗滑设计，并满足地基承载力验算。
培训讲座 一、本次培训目的旨在规范出图程序、完善设计要求、提高设计水准 二、出图要求和程序 1 图框的套用和填写 1.01 正常图框分A0 A0+ A1 A1+ A2 A2+ 六种，套用图框时不应将其它型号 的图框通过放大或缩小来满足所须图框的要求，因为每个图框的图签栏都是统一宽 度的，为7cm，是因为图纸在提交和存档时都是折成A4纸格式的，折成A4大小后，图签栏正好在A4纸的右侧，便于查找，而且每张图纸图签栏大小一致；A3图纸因 为使用较少，所以没有规定格式，如确需A3规格，可将A2图纸缩小至0.707倍， 因为A3图纸图面太小，用A2图签时占用画图空间过多。目录均为A4规格，不应将几张A4目录合并为一张大图，原因也是因为存档查找方便。 1.02 图框的线型，所有图框外细框线型粗0.2，内粗框1.0，分隔线0.2； 1.03 图框栏目填写 合作设计单位如果是有些设计单位资质不够挂靠我们单位出图或者境外单位 做的设计方案由我们院深化施工图设计的可以在此栏填写合作 设计单位的名称；如无合作设计单位，此栏可不填写。 建设单位填写业主方单位名称。 工程名称应为合同中的工程名称。 子项工程名称是总项目名称，里面可以分成若干子项，如某某小区里 面的景观亭、管理房等，此栏目可填写这些分项的名称。填了子 项名称的，图纸编号可以按子项单独编号。 图纸名称就是本张图纸里面的所有图名摘要，如果本张图纸里有很多的图 名，应一一填写进去； 制图绘图人名称，与设计为同一人时，可一并填写，应为本人签名； 设计本张图纸的设计人名称，应为本人签名；原则上要求助工以上职 称人员签字，这点的执行会慢慢规范起来的。 校对应结合我院的图纸校审制度，由具有校对资格的人签名；原则上 要求中级以上职称人员签字，并要求专业要对口。校对人员与设 计不能为同一人。 工种负责本张图纸所属工种的负责人签名；要求中级以上职称人员签字， 并要求专业要对口。可以是校对人员，也可以是设计人员。 工程负责本项目的负责人签名；要符合图审要求和招标时承诺的要求。 审核、审定由院总师办和院领导签名； 图别本张图纸所属类别的简称，如：总图、环境施工图 （简称环施）、绿化施工图（简称绿施）、水施、电施、结施等， 可用拼音首字母代替（如：ZT、HS、LS、SS、DS、JS）； 图号按各自类别分别依次填写，如：ZT里面可以有：01、02、03， HS里面也可以有01、02、03等； 工程号由总院统一给出编号； 1.04 目录目录应采用A4规格的标准目录，里面的内容必须与图纸编号和图名一致， 目录上必须签字盖章后方可生效，有些设计单位甚至要求所有章在目录上都要 盖，如：出图章，注册章等。因为目录是对全套图纸的确认，业主方是根据目
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：
《城市景观设计》课程标准 一、课程概述 （一）制定依据 本标准依据《艺术设计专业人才培养方案》中的人才培养规格要求和对《城市景观设计》课程教学目标要求而制定。用于指导其课程教学与课程建设。 （二）课程的性质与地位 本课程主要介绍使学生掌握城市景观设计的基本方法和技巧。景观设计是一门综合性较强的课程，主要包括场地设计和空间设计。注重培养学生在城市景观、环境渗透、空间功能、视觉意识等方面的设计技能。从而为今后从事实际工作打下必要的基础，并为后续专业课程学习与学生的顶岗实习作前期准备。 （三）课程设计思路 《城市景观设计》是园林景观设计学生的专业技术课程，是开启他们进入园林景观设计重要的一步。考虑到高职学生以技能为主，因此在尽量减少纯粹的理论知识讲授，而是以主要介绍城市景观设计的方法与原理关键知识点为基础，要求学生了解景观规划设计的目的、设计原则、各阶段工作内容及其相互关系，有能力在城市规划及景观设计中应用景观规划设计基本原理，了解风景区、城市绿化系统、园林等规划设计的基本原理和一般技术要求，掌握绿化及植物配置的基本知识，由教师布置题目，学生自主学习，查找资料并与大家分享，以此来加深学生对植物景观配置的专业性质与专业要求的认识，为后续的课程打下理论基础。
（四）课程内容选取的依据 以知识适度够用为原则，选取关键知识点，以达到让学生知道城市景观设计是做什么的、该怎么做和以后会怎么做最后怎样做。本课程内容的分为两个模块，一个是城市景观设计原理，一个是城市景观设计的方法。在城市景观设计原理模块，将选择城市景观设计的性质、后续发展方向以及城市景观设计从业人员应具备的基本素质来讲授。而城市景观设计方法模块则选择几个关键的案例和城市景观设计的 基本方法来讲授。 1.学习情境中的知识点与现实密切相关 学习情境中的知识点必须与学生现实生活密切相关，以激发他们的学习兴趣。 2.学习领域课程设计基于认知规律，从简单到复杂 学习型的知识点，基于认知规律，从简单到复杂。学习任务在包含前一个任务的基础上增加知识点，难度层层推进，有序实现教学目标。 3.注重学生的可持续发展能力 4.课程结构是静态的，教学载体是动态的、开放的 在确定课程内容时，各个载体包含的知识点是静态的，老师或学校可根据自己的情况选择合适的载体。 二、课程目标 （一）总目标 通过校企合作的任务驱动型项目活动培养学生具有良好职业道德、专业技能水平、可持续发展能力，使学生掌握城市景观设计基础技能，初步形成一定的学习能力和课程实践能力，并培养学生诚实、守信、负责、善于沟通和合作的团队意识，及其重质量、守规范和安全意识，提高学生的职业能力，并通过理论、实训、实习相融合的教学方式，边讲边学、边学边做、做中学、学中做，把学生培养成为具
填空题： （1）结构的功能要求包括：安全性、适用性和耐久性。 （2）根据结构的功能要求将极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。（3）结构上的荷载可以分为三类：永久荷载、可变荷载和偶然荷载。（4）可变荷载的代表值包括：标准值、组合值、频率值和准永久值。（5）按照混凝土的强度指标的表示：fcuk为立方体标准强度、ft为轴心抗拉强度设计值、fc为轴心抗压强度设计值。 （6）按照钢材的强度指标的表示：f为钢材抗拉强度设计值、fv为钢材的抗剪强度设计值。 （7）钢筋混凝土轴心受压杆件的长细比越大，稳定系数φ的值越小，因此其承载内力越差。 （8）钢筋混凝土偏心受压构件按破坏特征可以分为大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两类。 （9）钢筋混凝土受弯构件正截面破坏的三种形态：少筋破坏、适筋破坏和超筋破坏。其中适筋破坏作为正截面承载力计算的依据。 （10）钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏的三种形态：斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。其中剪压破坏作为斜截面承载力计算的依据。 （11）为满足斜截面受弯承载力的要求，弯起钢筋的起弯点至少距离该钢筋的充分利用点 0.5倍h0以上。 （12）一钢筋混凝土主梁中配有纵筋、箍筋和吊筋，其中纵筋的作用是承受的内力为弯矩、箍筋承受的内力为剪力、吊筋的作用是承受集中荷载。 （13）对于钢筋混凝土连续梁，跨中承受正弯矩作用、支座承受负弯矩作用，因此计算纵筋在跨中应配置在截面的底部，而在支座截面应配置在截面的顶部。（14）砌体结构的承重方案有：横墙承重方案、纵墙承重方案、纵横墙承重方案和内框架承重方案。 （15）按照房屋空间工作性能，砌体房屋的静力计算方案分为：弹性方案、刚性方案和刚弹性方案。 （16）钢结构构件的承载力计算是以计算截面的控制应力不超过相应材料强度为基本表达式，包括强度计算和整体稳定性计算。 （17）钢结构受弯构件稳定性包括整体稳定性和局部稳定性，当发生整体失稳的荷载一般较发生强度破坏时的荷载小，设计时整体稳定性应通过计算保证，而局部稳定性则以构造措施加以保证。 （18）钢结构构件的连接方式有：焊接、铆接及螺栓连接。 （19）普通螺栓的受剪连接的可能破坏形式有：螺栓杆剪切破坏、孔壁挤压破坏以及连接板拉断破坏。 （20）平面框架采用近似方法内力计算时，竖向荷载作用下可用分层法计算，水平荷载作用下可用 D值法计算。 （21）多跨连续梁按活载最不利原则确定内力时，求跨中最大弯矩活荷载的布置原则是本跨布置、隔跨布置，求支座最大弯矩活荷载的布置原则是支座左右两跨布置活荷载，然后隔跨布置活荷载。 （22）现浇钢筋混凝土楼盖结构中，矩形楼板的内力计算可根据长边长度lx和短边长度ly 的比值分为单向板和双向板，即当lx/ly大于 3 时按单向板计算，而lx/ly在2和3 之
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)
4.6.2景观设施分类 按照设施景观的服务用途，可以将景观分为七类： 休息设施如座椅、野外桌等。 服务设施如电话亭，滩亭、邮筒等。 信息设施如标志、指示牌等。 卫生设施如饮用水栓、洗手洗脚设施、垃圾桶、公用厕所等。 运动设施如各类运动场、球场、高尔夫球场等 游乐设施如儿童游戏设施等 交通设施如分隔墩、隔离墩、路障、候车亭等。 5.景观设计方法 景观设计是多项工程配合相互协调的综合设计，就其复杂性来讲，需要考虑交通、水电、园林、市政、建筑等各个技术领域。各种法则法规都要了解把握，才能在具体的设计中，运用好各种景观设计要素，安排好项目中每一地块的用途，设计出符合土地使用性质的、满足客户需要的、比较适用的方案。景观设计中一般以建筑为硬件，绿化为软件，以水景为网络，以小品为节点，采用各种专业技术手段辅助实施设计方案。 从设计方法或设计阶段上讲，大概的有以下几个方面： 5.1构思 构思是一个景观设计最重要的部分，也可以说是景观设计的最初阶段。从学科发展方面和国内外景观实践领域来看，景观设计的含义相差甚大。一般的观点都认为景观设计是关于如何合理安排和使用土地，解决土地、人类、城市和土地上的一切生命的安全与健康以及可持续发展的问题。它涉及包括区域、新城镇、邻里和社区规划设计，公园和游憩规划，交通规划，校园规划设计，景观改造和修复，遗产保护，花园设计，疗养及其他非凡用途区域等很多的领域。同时，从目前国内很多的实践活动或学科发展来看，着重于具体的项目本身的环境设计，这就是狭义上的景观设计。但是这两种观点并不相互冲突。 综上所述，无论是关于土地的合理使用，还是一个狭义的景观设计方案，构思是十分重要的。 构思是景观规划设计前的预备工作，是景观设计不可缺少的一个环节。构思首先考虑的是满足其使用功能，充分为地块的使用者创造、安排出满足的空间场所，又要考虑不破坏当地的生态环境，尽量减少项目对四周生态环境的干扰。然后，采用构图以及下面将要提及的各种手法进行具体的方案设计。 5.2构图 在构思的基础上就是构图的问题了。构思是构图的基础，构图始终要围绕着满足构思的所有功能。在这当中要把主要的注重力放在人和自然的关系上。中国早在步入春秋战国时代，就进入和亲协调的阶段，所以在造园构景中运用多种手段来表现自然；以求得渐入佳境、小中见大、步移景异的理想境界，以取得自然、淡泊。舒适、含蓄的艺术效果。而现代的景观设计思想也在提倡人与人、人与自然的和谐，景观设计师的目标和工作就是帮助人类，使人、建筑、社区、城市以及他们的生活，同生命的地球和谐相处。景观设计构图包括两个方
基础工程课程设计之条形基础设计基础工程设计原理课程设计 拟建场地位于某市市中心区，场区原有建筑现己拆迁。原定设计方案为四座小高层建筑（详见：基坑开挖场地及勘探点平面布置图），现建筑方案修改为五层（第 五层为跃式）多层框架建筑，平面布置不变。框架柱间距为6～7.5m，基础底面设计埋深为1.4m，框架中柱设计荷载为900～1000kN，角、边柱设计荷载为500～800kN (见图1)，框架柱截面尺寸为400mm×400mm。 基础混凝土材料采用C25，基底设置C7.5、厚度100mm 的混凝土垫层；配筋采用?级普通圆钢筋。设计计算内容： （1）在不考虑地基处理时，某中轴线柱下条形基础（两端为边柱）按地基承载力确 定的基础底宽度是否满足沉降要求？ （2）若通过地基处理（地基处理深度从基础底面以下4.5m 内），使得地基承载力设计值达到150kPa，进行如下设计计算： 1）根据地基强度确定中轴线柱下条形基础（两端为边柱、角与边柱需考虑100kN?m 的力矩荷载）的基础底面尺寸； 2）分别按倒置梁法、弹性地基梁法（可按等截面弹性地基梁）计算柱下条形
基础的内力分布； 3）基础配筋、冲切验算； 4）完成有关计算部分的计算简图、基础配筋图等。 由设计勘察资料得 第一层： 3,18kN/m,杂填土有上层滞水 m 第二层： 3,,18.1kN/m粘土 e,1.093 f,100kPa I,0.64 kL 第三层： 3,,18.1kN/m淤泥质粉质粘土 f,65kPa k 第四层： 3,,17.7kN/m 粉砂与淤泥质粘土互层有孔隙承压水 地基资料如图2-1所示 已知基础地面设计埋深为d=2.2m f,100kPa粘土的承载力特征值为 k ,,0,,,1.0粘性土的>0.85,故可查表得 [1] e,1.093bdf,f，,,(b,3)，,,(d,0.5),100，0，1.0，18，(2.2,0.5),130.6kPa aakbdm [2] 中轴线上沿长度方向取1m为计算单元的线荷载 (1800，1600，1200)，2F,,306.7kN/m k6，5 F306.7kb,,,3.54m基底宽度应为，取3.6m [3] f,d130.6,20，2.2,aG
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
《基础工程设计原理》课程教学大纲 课程编号：031181 学分：3 总学时：51 大纲执笔人：袁聚云大纲审核人：李镜培 一、课程性质与目的 本课程为土木工程、地质工程和港口工程专业必修的专业基础课程，课时为51学时。本课程主要讲授常见的地基基础的设计理论和计算方法方面的内容，包括地基模型及其参数的确定、浅基础设计的基本原理、浅基础结构设计、桩基础、沉井基础、基坑围护、地基处理、特殊土地基以及动力机器基础。通过学习使学生掌握地基基础设计的基本原理，具有进行一般工程基础设计规划的能力，同时具有从事基础工程施工管理的能力，对于常见的基础工程事故，能作出合理的评价。 二、课程基本要求 (一)绪论 了解基础工程的重要性，熟悉建(构)筑物对地基的要求。了解基础工程发展概况，学科特点以及课程内容、要求和学习方法。 (二) 地基模型及其参数的确定 1.掌握线性弹性地基模型及其参数的确定 2.了解非线性弹性地基模型及其参数的确定 3.熟悉地基模型的选择原则 (三) 浅基础设计的基本原理 1. 熟悉基础选用原则及设计计算原则 2. 掌握地基承载力的确定方法 3. 掌握基础底面尺寸的确定方法 4. 掌握地基变形和稳定性的验算方法 5. 熟悉减轻不均匀沉降危害的措施 (四) 浅基础结构设计 1. 掌握刚性浅基础结构设计与计算方法 2. 掌握常用钢筋混混凝土浅基础结构设计与计算方法 (五) 桩基础 1. 掌握竖向荷载下单桩和群桩承载力的确定方法 2. 掌握水平荷载下单桩和群桩承载力的确定方法 3. 掌握桩基础设计与计算 4. 了解桩基础施工 (六) 沉井基础 1.了解沉井的构造及施工工艺 2.熟悉沉井的设计与计算方法 (七) 基坑围护 1.了解支护结构的类型及特点 2.掌握重力式水泥土挡墙设计计算 3.熟悉排桩或地下连续墙式支护结构设计计算 4.了解井点降水及土方开挖 (八) 地基处理
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)
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：
建筑设计基础知识介绍-----------------------作者：
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建筑设计基础知识 设计任务书 设计任务书是业主对工程项目设计提出的要求，是工程设计的主要依据。进行可行性研究的工程项目，可以用批准的可行性研究报告代替设计任务书。设计任务书一般应包括以下几方面内容：1．设计项目名称、建设地点。2．批准设计项目的文号、协议书文号及其有关内容。3．设计项目的用地情况，包括建设用地范围地形、场地内原有建筑物、构筑物、要求保留的树木及文物古迹的拆除和保留情况等。还应说明场地周围道路及建筑等环境情况。4．工程所在地区的气象、地理条件、建设场地的工程地质条件。5．水、电、气、燃料等能源供应情况，公共设施和交通运输条件。6．用地、环保、卫生、消防、人防、抗震等要求和依据资料。7．材料供应及施工条件情况。8．工程设计的规模和项目组成。9．项目的使用要求或生产工艺要求。10．项目的设计标准及总投资。11．建筑造型及建筑室内外装修方面要求。 建筑方案设计 建筑方案设计是依据设计任务书而编制的文件。它由设计说明书、设计图纸、投资估算、透视图等四部分组成，一些大型或重要的建筑，根据工程的需要可加做建筑模型。建筑方案设计必须贯彻国家及地方有关工程建设的政策和法令，应符合国家现行的建筑工程建设标准、设计规范和制图标准以及确定投资的有关指标、定额和费用标准规定。建筑方案设计的内容和深度应符合有关规定的要求。建筑方案设计一般应包括总平面、建筑、结构、给水排水、电气、采暖通风及空调、动力和投资估算等专业，除总平面和建筑专业应绘制图纸外，其它专业以设计说明简述设计内容，但当仅以设计说明还难以表达设计意图时，可以用设计简图进行表示。建筑方案设计可以由业主直接委托有资格的设计单位进行设计，也可以采取竞选的方式进行设计。方案设计竞选可以采用公开竞选和邀请竞选两种方式。建筑方案设计竞选应按有关管理办法执行。 初步设计 初步设计是根据批准的可行性研究报告或设计任务书而编制的初步设计文件。初步设计
基本概念练习题 1. 为评价填土的压实情况，在压实后应测定： (A) 最优含水量； (B) 压缩模量； (C) 压实系数； (D) 抗剪强度。 2. 土质地基详细勘察对高层建筑（天然地基）控制性勘探孔的深度： (A) 应达到基底下0.5～1.0倍的基础宽度，并深入稳定分布的地层； (B) 应能控制地基主要受力层，且不应小于基础底面宽度的5倍； (C) 应超过地基变形计算深度； (D) 应根据基底压力和基础宽度查表确定。 3. 浅层平板载荷试验确定土的变形模量采用的方法是： (A) 半理论半经验的方法； (B) 经验方法； (C) 假定半无限体表面为柔性板上作用竖向荷载的线弹性理论； (D) 假定半无限体表面为刚性平板上作用竖向荷载的线弹性理论。 4. 渗透试验可分为常水头试验和变水头试验： (A) 常水头试验可适用于砂土； (B) 常水头试验可适用于低渗透性的粘性土； (C) 变水头试验可适用于低渗透性的粘性土； (D) 变水头试验适用于砂土和粉土。 5. 对于p～s曲线上存在明显初始直线段的载荷试验，所确定的地基承载力特征值： (A) 一定是小于比例界限值； (B) 一定是等于比例界限值； (C) 一定是大于比例界限值； (D) 上述三种说服都不对。 6. 下列说法中有错误的是： (A) 薄壁取土器可用于可塑状态的粘性土； (B) 厚壁取土器几乎可用于各种状态的粘性土及粉土，只是所取土样的质量等级至多只达到Ⅱ级； (C) 单动三重（或二重）管取土器可用于坚硬粘性土和密实砾砂； (D) 双动三重（或二重）管取土器也可用于软岩中取样。 7. 一般认为原生湿陷性黄土的地质成因是： (A) 冲积成因； (B) 洪积成因； (C) 冰水沉积成因； (D) 风积成因。 8. 初步判断膨胀土的室内试验指标是： (A) 压缩模量； (B) 孔隙比； (C) 粉粒含量； (D) 自由膨胀率。 9. 从下列确定基础埋置深度所必须考虑的条件中，指出错误的论述：
工程类专业基础知识 1、不动产：不能移动或者如果移动就会改变性质、损害其价值的有形财产，包括土地及其定着物，包括物质实体及其相关权益。 2、建筑施工的“两证一书”：《建设用地规划许可证》、《建设工程规划许可证》和《建设项目选址意见书》。 3、房地产市场：一级市场、二级市场、三级市场。 一级市场是指国家以土地所有者和管理者的身份，将土地使用权出让给房地产经营者与使用者的交易市场； 二级市场是指土地使用权出让后，由房地产经营者投资开发后，从事房屋出售、出租、土地转让、抵押等房地产交易； 三级市场是指在二级市场的基础上再转让或出租的房地产交易。 3、房地产产权：是指产权人对房屋的所有权和对该房屋所占用土地的使用权。具体内容是产权人对房地产的占有、使用、收益和依法处分的权利。 4、共有产权：指一家房地产有两个或两个以上的权利主体，即共有人。 5、土地使用权：是指土地使用权拥有者对土地使用的权限，包括开发权、收益权、处置权。 6、土地使用权出让的形式：协议出让、招标出让、拍卖出让、行政划拨；使用权有权出让的土地，必须是国有土地；集体所有的土地必须办理征用手续转化为国有土地后，才能转让。有偿出让的地块可以是生地也可以是熟地，还可以是连同地上建筑物及附属设施一并出让的土地。生地：待开发的土地；熟地：完成市政设施的土地。 7、土地类型及使用年限：居住用地--70年，工业用地--50年，教育、
科技、文化、卫生、体育用地--50年，商业、旅游、娱乐用地--40年，综合或其它用地--50年。 8、商品房：是指开发商以市场地价取得土地使用权进行开发建设并经过国土局批准在市场上流通的房地产，它是可领独立房地产证并可转让、出租、继承、抵押、赠与、交换的房地产。 9、经济适用房：指以微利价出售给广大中低收入家庭的商品房，带有社会保障性质的商品住宅，具有经济性和适用性。 10、三通一平：指地皮在发展基础上达到通水、通电、通路、场地平整的标准。 11、七通一平：指上下水通、排污通、路通、电讯通、煤气通、电通、热力通、场地平整。 12、道路红线：城市道路含居住区级道路用地的规划控制线。 13、城市道路分类：城市道路等级分快速路、主干路、次干路、支路四级。各级红线宽度控制：快速路不小于40米，主干道30—40米，次干道25—40米，支路12—25米。 14、红线图：又叫宗地图，是按一定比例尺制作的用以标示一宗地的用地位置、界线和面积的地形平面图。它由政府土地管理部门颁发给土地使用权受让者，受让者只能在红线范围内施工建房。 15、土地计量单位： 1平方公里=100万平方米1公顷=1万平方米 1公顷=15亩1亩=667平方米 16、建筑物可根据其楼层数量分为以下几类： 低层：2层及2层以下；多层：2层以上，8层以下；
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