基础工程学
第一章
1 建筑物下面的土层或岩体承担着建筑物的全部荷载，将受到建筑物荷载影响的那一部分土层（相当于压缩层范围内土层）或岩层称为地基，而将建（构）筑物的下部结构称为基础。
2 土层分布较均匀的地基称为均质地基。
3特殊性土地基主要指湿陷性黄土地基膨胀土地基软土地基冻土地基等。
4 湿陷性黄土地基
湿陷性黄土（在一定压力下受水侵湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉的黄土）
5 膨胀土地基
因膨胀土的粘粒成分主要由亲水矿物（如蒙脱
石水云母等）组成，吸水膨胀失水收缩或反
复涨缩是膨胀土地基的变形特点。
6 软土地基
由淤泥淤泥质土冲填土杂填土或其他高压缩性土层构成的地基属软土地基。
7 冻土地基
在寒冷地区，土中液态水因温度低于0 摄氏度而
结冰因冰胶结土粒形成冻土。冻土分为季节性冻
土（冬季冻结，春季融化）和多年性冻土（在年
平均气温低于0 摄氏度的地区，仅表层土因气温
升高而融化，其下部土层终年处于冻结状态）。
8 无筋扩展基础（刚性基础）
砖基础毛石基础灰土基础混凝土基础等均
属无筋扩展基础，也称刚性基础。
9 钢筋混凝土基础属柔性基础。
10 墙下条形基础
墙下条形基础分刚性及柔性两种。
11单独（独立）基础独立基础按基础形式又可分为墩式基础杯形基础及壳体基础。常见的墩式基础有垂直式斜坡式及阶梯式。杯形基础多用于装配式钢筋混凝土桩基，为了便于预制柱竖立于基础之上，在基础上预留出杯口，故称为杯形基础。壳体基础常作为烟囱水塔料仓等筒形构筑物的基础。
12 为了满足地基承载力的要求，将基础底面积扩大，形成柱列（单向）或柱网（双向）下的条形基础，以及整片连续设置于建筑物之下的筏板基础箱型基础等，均属连续基础。
13 按基础的特殊作用及特殊施工方法分a 地下连续墙基础
b 沉井基础
c 桩基础
14 按基础的埋置xx 分
a 浅基础
bxx 基础
15基础工程设计时需注意的事项a对地质资料的分析判断
b对上部结构的分析
c保证设计方案的合理性
d设计方案应与施工技术的可行性相适应c工程造价应尽可能经济合理
16基础工程设计的基本原则
a 基地压力应不大于修正后的地基承载力特征值
b 地基变形值应不大于建筑物的地基变形允许值
c 水平荷载作用时应满足稳定性要求
第二章
1 基础埋置xx
基础埋置深度（埋深）指设计地面标高至基础底面的标高差。a依建筑物的使用要求荷载大小及性质选择埋
深。
b 依建筑场地工程地质及水文地质条件选择埋深。
c 考虑地基土冻胀和融陷的影响确定埋深。
d 考虑对已有建筑物基础的影响确定埋深。
e 考虑地下水及地表水对基础埋深的影响。
2 确定xx 力
a 按理论公式确定地基承载力。
b 按原位测试法求
地基承载力。c地基承载力特征值的修正。d基础
底面压力验算e软弱下卧层xx验算。
三、确定基础底面尺寸
特当基础上的总荷载、基础埋深及修正后的地基承载力征值已知,即可求算出基础底面尺寸。
（一）轴心受压基础在竖向轴心荷载作用下,可将基础底面的压力看作是均匀分布。此时,基底压力应不大于该处修正后的地基承载力特征值
（二）偏心受压基础当基础所受荷载除竖向荷载外还有水平力及弯矩作用时,
该基础应属偏心荷载作用基础,并应考虑最不利荷载组合,此时基底压力已不
是均匀分布,可按材料力学偏心受压公式求算基底最大压力pkmax （ kPa
和）最小压力pkmin （ kPa ）。
（三）地基变形计算地基基础设计,除所有建筑物的地基计算均应满足承载力
计算的有关规定外,对设计等级为甲级、乙级及表 2 10以外的丙级建筑物均应
按地基变形设计———对地基进行变形验算,且变形值不超过xx。
有下列情况之一时,仍应作变形验算：
（1 ）地基承载力特征值小于130kPa ,且体形复杂的建筑;
(2 )在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷
载差异较大,可能引起地基产生过大的不均匀
沉降时;
(3 )软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时;(4 )相邻建筑距离过近,可能发生倾斜时;(5 )地基内有厚度较大或厚薄不均的填土,其自重固结未完成时。
(四) 地基变形xx
1 计算地基变形时, 传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,不应计入风荷载和地震作用,相应的限值应为地基变形允许值。
2 地基变形的特征[ 指对各类建(构)筑物不利的地基沉降变形形式]可分为沉
降量、沉降差、倾斜、局部倾斜等等。
3 因为在地基土质不均、并且有较大荷载差异时, 当基础附近有地面堆载或受相邻基础荷载影响时,或者因沉降不均影响建筑物使用功能时,都会使该类结构的相邻基础出现沉降差。所以,计算部位应选在可能产生较大沉降差的相邻两基础处。
(五) 地基变形计算
1 地基土的变形特征, 对粘性土, 包括瞬时沉降、固结沉降(主固结沉降)及次固结沉降三部分。
2 进行地基变形计算时, 应注意以下几点:(1 )当受相邻荷载作用时,基底下各
深度处的附加应力应包括基础自身引起的附加应力及相邻荷载在沉降计算点下引起的附加应力之和。
(2 )计算超固结土层的沉降时,当该深度处自重应力与附加应力之和不大于先期固结应力时,应将再压缩指数参与计算;当大于先期固结应力时,应将压缩指数参与计算。
(3 )当大面积深基坑开挖后,地基土发生回弹,则应分别算出因挖土卸载产生的回弹量、因结构建造时的加载但未超过开挖的土重时所产生的再压缩量及因结构建造时继续加载超过开挖的土重时所产生的压缩量。再压缩量及压缩量组成基础沉降量,计算时,地基中自重应力分布曲线已从地面开始变为从基础底面开始算起,且基底处附加应力即为基底压力。
3 采用分层总和法计算地基沉降量时,一般取基底以下某一深度处附加应力与自重应力的比值为
0.2(一般土)或0.1(软土)处作为沉降计算深度的界限。若在沉降计算深度以下有压缩性较大的土层时,
应往下继续计算沉降至压缩性较大土层底面为
止。
(六) 减小沉降危害的措施
1. 结构设计措施
(1 )增加建筑物刚度。
(2 )设置圈梁。
(3 )纵横墙布置合理。
(4 )加强基础的刚度及强度。特别是在软弱地基、
压缩性不均匀的地基土上,可采用十字交叉基
础筏基或箱基。对体型复杂，荷载差异较大的
框架结构,可采用箱基、桩基、厚筏等,以减少不
均匀沉降。
(5 )减小并调整基底附加应力。
2. 建筑设计措施
(1 )力求建筑物体形简单。
(2 )设置沉降缝。这是减少不均匀沉降的有效方式。
(3 )控制相邻建筑物的间距。
(4 )调整建筑物有关部位的设计标高。
3. 施工措施
在施工过程中,一方面要维护好地基土,以免扰动后承载力降低。另一方面则应依不同荷载主体合理安排施工进程,如对荷载差异较大的主楼及裙楼建筑,可先施工大荷载的主楼,后施工轻荷载裙楼,其间最好间隔一段时间。需注意该施工措施只能调整建筑物总沉降差的一部分,如在软土中,按正常速度施工,施工期间的沉降量仅为总沉降量的5%?20%。
五、地基稳定性验算对承受很大风力或地震力作用的高层建筑或烟囱、水塔等高耸构筑物,作用于建(构)筑物的水平荷载或倾覆力矩很大,又如高压线塔架基础、锚拉基础、挡土墙、堤坝、桥台等,都需考虑其稳定性。对位于斜坡面或坡顶上的建(构)筑物,则需考虑边坡稳定性。对含软弱夹层的地基土、地
基土变形范围内存在倾斜基岩面,或基底下存在
隐伏软弱结构面时,都可能引起地基稳定性破
坏。
（一）地基抗水平滑动的稳定性验算受到竖向及水平向荷载作用的基础,当水
平荷载较大而竖向荷载相对较小时,一般需验算地基抗水平滑动稳定性。
（二）地基整体滑动稳定性验算当地基土含软土或软弱夹层时,在竖向及水平
向荷载作用下,可能引起地基整体滑动,此时需进行地基整体滑动稳定性验算。
第二节无筋扩展基础（刚性基础）将上部结构传来的荷载,通过向侧边扩散至一定底面积内,使作用在基底的压应力不大于地基土的允许承载力,而基础内部的应力应同时满足材料本身的强度要求,这种起到压力扩散图 2 9 刚性基础构造示意图d --------------- 柱中纵向钢筋直径作用的基础称为扩展基础。无筋扩展基础是用混
凝土、毛石混凝土、砖、三合土及灰土等材料建造的不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础,它是建（构）筑物最常用的基础形式。
第三节钢筋混凝土扩展基础
具有良好抗弯抗剪能力的钢筋混凝土基础,可称为柔性基础。而柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础均称为钢筋混凝土扩展基础。
一、钢筋混凝土扩展基础的构造要求
1. 垫层
钢筋混凝土基础底板下一般需浇筑一层厚度70?100mm的素混凝土垫层。它既是基础底板钢筋绑扎的工作面,又可保证基础底板的质量,并保护地基土不被扰动。垫层素混凝土强度等级不低于C10且每边应宽于底板50mm。
2. 底板
现浇钢筋混凝土基础底板厚度除按计算确定外,墙下条基底板厚度不宜小于
200mm。阶梯形基础每阶咼度宜为300?500mm。底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm,其间距不宜大于200mm,也不宜小于100mm。
基础混凝土强度等级不宜低于C20。
3. 钢筋混凝土独立基础与柱的连接
(1 )现浇柱基础。现浇柱的基础,其插筋的数量、直径及钢筋种类应与柱内纵向受力筋相同。
(2 )预制柱基础。
二、墙下钢筋混凝土条形基础
1. 基础底板厚度的确定
2. 配筋计算
三、柱下钢筋混凝土独立基础当基底面积较大、而基础厚度较薄时,基础受荷载后,可能会沿柱边缘或台阶变截面处产生近45°方向的斜拉裂缝,形成冲切角锥体,此种现象属冲切破坏。
1 确定中心受压独立基础底板厚度
2. 中心受压独立基础配筋计算
3. 偏心受压独立基础设计
(1 )基础底板厚度的计算
(2 )基础底板配筋计算第四节柱下钢筋混凝土条形基础柱下钢筋混凝土条形基础体型呈单向或双向条状常作为排架或框架结构的基础,条形钢筋混凝土
基础也称做基础梁,双向条基即十字交叉基础。
一、柱下钢筋混凝土条形基础的构造要求
柱下条基的横剖面一般为倒置T 形,基础底板
挑出部分称为翼板,其余部分称肋xx。
除符合钢筋混凝土扩展基础的构造要求外,对柱
下条基，其翼板厚度不宜小于200mm,当翼板厚
度为200?250mm时，宜采用等厚度翼板，当翼
板厚度大于250mm 时,宜用变厚度翼板,其坡度
不大于1 : 3,柱下条基的肋梁高宜为柱距的1/
4?。
一般情况下,条基的端部应向外伸出,其长度宜
为第一跨距的0. 25?0. 3倍,但不宜伸出太长。
在软土地区,柱下条基底部应铺垫厚度不小于
100mm 的砂石垫层,对刚度较小的基础梁可不铺
垫层。为了使基础截面拉、压区配筋量比例适中,并考虑可能出现的整体弯曲,顶部钢筋按计算配筋全部贯通,底部通长筋截面积不得小于底部纵向筋总面积
的。梁上部及下部的纵向受力筋配筋率均不小于0. 2%。对高度大于700mm 的
基础梁,还应加设腰筋,在肋梁两侧沿高度每隔300?400mm 设置一根,其直径不
小于10mm。
基础梁底板的构造要求与墙下钢筋混凝土条基相同。
二、柱下单向钢筋混凝土条形基础的内力计算柱下条基的计算方法较多,总体上可分为倒梁法（反梁法）和弹性地基梁计算法两类。
（一）概述
（二）倒xx
倒梁法计算时,可采用静力平衡法、连续梁系数法及经验系数法。
（1 ）计算时作如下假定
1）将条基视为一倒置的连续梁,把柱脚视为基础梁的支座,将地基净反力作为基础梁上的荷载。
2）梁下地基反力呈直线分布,按柱子传到梁上的荷载,利用平衡条件即可求得地基反力的分布。
3）将竖向荷载的合力重心尽量调整至与基础的形心重合,两者的偏心距以不
大于基础长度的3%为宜。
4）当呈现对称荷载和对称基础时,地基反力按均布考虑。
5）基础翼板按悬臂板计算,当横向有弯矩荷载时,地基反力以悬臂外伸部分的净反力值计算。
（2 ）设计步骤
1）绘出计算简图，包括有关尺寸、荷载、埋深等2）以刀MA =求荷载合力重心位置,将偏心地基反力变为均布反力,再确定悬臂长及基础梁总长度,使荷载重心与基础形心重合,3）按基础梁总长确定底板宽度,计算横向地基净反力。4）算出底板悬臂的地基平均净反力,并按斜截面
受剪xx 确定板厚并计算配筋量。
5）按倒梁法计算条基纵向肋梁的内力,以确定肋
xx 高度及配筋量。
2. 静力平衡法
3. 连续xx 系数法
4. 经验系数法
5. 当地基强度及均匀性、上部结构刚度、荷载分布等情况与地基反力呈直线分
布的假定条件相差很大时,则应采用弹性地基梁计算方法。在工程设计中较实
用的弹性地基梁计算法主要是基床系数法。
三、柱下十字交叉基础十字交叉基础的交叉点位于柱荷载作用点处,该处所受
柱子的竖向荷载,由纵横方向的基础梁共同承担。进行十字交叉基础设计时,必
须解决结点处柱竖向荷载如何分配于纵横方向的基础梁上。
（一）结点荷载分配
（二）结点分配荷载的调整
第五节筏板基础
当地基承载力较小,且强度不均时,若传给基础的荷载很大,以致采用柱下条基甚至十字交叉基础也不能满足地基承载力及变形要求时,则可将基础底面积进一步扩大,使基础面积等于甚至大于底层面积,形成连续的钢筋混凝土大板基础, 简称筏板基础。
筏板基础的底面积大,能承受更大荷载,又因整
体刚度加强,减小了结构物局部不均匀沉降。
按所支承的上部结构类型,可将筏板基础分为墙
下筏基和柱下筏基两类,而根据筏基是否含有肋
梁又可分为肋梁式(梁板式)筏基和平板式筏基。
墙下筏基通常做成无梁等厚的钢筋混凝土平板,
即平板式筏基,墙下浅埋筏基适于承重横墙较
密、不超过六层的民用建筑。
二、筏基的设计及构造要求
(1 )设计时应使柱荷载分布均匀,尽量使荷载合
力与筏基形心重合。(2)筏基混凝土强度等级不应低于C30,当有地下室时应采用防水混凝土，防水混凝土抗渗等级不应小于0. 6MPa。
(3 )筏板基础的配筋由计算确定。
(4 )筏板悬挑xx 的确定。
对于墙下筏基,按经济条件以及降低地基附加压力和沉降的实效,筏板悬挑墙外
的长度从轴线起算，横向不宜大于1000?1500mm,纵向不宜大于600?1 000mm。对于肋梁式筏板，当肋梁不外伸时,挑出长度不宜大于2000mm,边缘厚不小于
200mm ,可做成坡形,双向挑出,且应在板角底部布置放射状附加筋。
(5 )筏基埋深及变形验算。
三、筏板基础内力计算———刚性板法筏基的计算方法主要有以下几类:当平板式筏板较规则,柱距较均匀,板截面形状一致时将筏板划分成条带(或称板带、截条) ,并忽略各条带间剪力产生的静力不平衡情况,将各条带近似地按基础梁计算其内力,此方法称为条带法。当梁板式筏基上柱网的长短跨比值不大时,可将筏基视为双向多跨连续板,用双向板法(倒楼盖法)计算筏基的内力。当筏板形态不规则,刚度不够大,柱距不等且荷载复杂时,应采用弹性板法。
2 两种计算内力的方法：
1. 条带法。
2. 双向板法。
第五章桩基础
桩基础能较好地适应各种地质条件、工程要求及荷载情况,又具有承载力大、稳定性好、绝对变形和相对变形值小,特别是变形速率小、收敛快等特点第一节桩的分类与选型
一、桩基的适用范围
建(构)筑物的基础是否采用桩基础,应由建筑场地的地质条件、上部结构对地基基础承载力、沉降及稳定性的要求、经济上是否合理等诸因素决定。
通常在以下情况时采用桩基:
(1 )地下水位较高的软弱地基上建筑荷载较大或较重要的建筑物时,若采用浅基础可能会产生过
量沉降,为了将建筑物的地基变形控制在允许范
围内,常常采用桩基础。
(2) 对地面有大面积堆载的单层厂房、仓库等。
(3) 高层房屋或xx 建筑物。
(4) 有大吨位重级工作制吊车的重型单层厂房和
露天吊车的柱基。
(5) 对地基沉降及沉降速率有严格要求的精密设
备基础。
(6) 当相邻建(构)筑物间距较小时。
(7) 当地基上部软弱土层较厚不宜作为持力层。
(8) 在覆盖层厚度悬殊的山区、丘陵地带,为了防止出现沉降不均,也常常采用桩基础。
(9 )在抗震设防区。
(10)桩既可作为建(构)筑物的基础,又可用于地
基处理,还可作为挡土支护结构。
二、桩的分类
目前,主要按桩的不同功能，桩与土相互作用的特点、桩的材料、桩的承台位置、桩的挤土作用及不同的成桩方法进行分
(一) 按桩的功能分类类。
1. 承受轴向压力的桩
2. 承受轴向拔力的桩
3. 承受横向荷载的桩
(二) 按桩与土相互作用的特点分类
1. 受竖向荷载的桩
(1 )摩擦桩。在竖向荷载作用下,主要靠桩侧地基土摩阻力支承荷载,桩所发挥
的承载力以桩侧摩阻力为主时,统称为摩擦桩。处于以下情况的桩可视为摩擦
桩。
1) 桩端无坚实持力层且不扩底的桩,因桩端阻力
不大,主要靠摩阻力支承2）长径比很大的桩,
3）灌注桩施工成孔后。
4）在进行打入桩施工过程中。
（2 ）端承桩。在竖向荷载作用下,主要靠桩端坚实土层或岩层的阻力支承荷
载,桩所发挥的承载力以桩端阻力为主时,统称为端承桩。处于以下情况的桩属
端承桩。
1）桩的长径比不太大,并且桩端置于坚硬粘土层、砂砾石层等坚实的土层或岩层中,这类桩的端阻力所占比例较大,属端承桩。
2）桩端持力层的承载力虽不是很大,但桩端直径被扩大较多,使桩端总阻力所占比例较大时,也应视为端承桩。
2. 受横向荷载的桩
（1 ）主动桩。建筑物的桩基础受风载、地震水平荷载、车辆制动力等作用时
桩顶承受横向荷载,这时桩身（主要是桩上半段）轴线偏离初始位置,桩侧所受的土压力是因为桩主动变位而产生,将这类桩视为主动桩。
（2 ）被动桩。位于深基坑四周的支挡桩、堤岸边的支护桩及斜坡体中的抗滑桩,都需承受横向荷载,即沿桩身一定范围内承受着桩侧土压力,使桩身轴线因土压力作用而偏离初始位置,将这类桩视为被动桩。
（三）按制桩材料分类
1. 木桩
2. 钢桩
3. 混凝土桩及钢筋混凝土桩
4. 灰土桩、砂桩、碎石桩
（四）按桩承台位置分类
承台一般均位于地面或水面以上,称为高承台桩基,也称高桩。桩身全部埋于土中,承台底面与土体接触,称为低承台桩基,又称低桩。
（五）按施工时桩的挤土作用分类
1.挤土桩
2.部分挤土桩
3. 非挤土桩
（六）按成桩方法分类
成桩方法可分为两类:用已经预制成型的桩体并采用锤击、振动冲击或静压等方法将桩体沉入地基土体中,能适合这种方法成桩的,如木桩、钢桩、钢筋混凝土预制桩、预应力钢筋混凝土桩等,均属预制桩。通常所称的预制桩往往指钢筋混凝土预制桩。当在桩位采用各种方法成孔,如钻机成孔、沉管成孔,或者人工挖孔等,然后在桩孔内灌注成钢筋混凝土桩,则属就地成孔灌注桩,简称灌注桩。 1.预制桩
（1 ）预制桩的特点及适用范围
一般采用锤击法沉桩。
由于预制桩沉桩过程并不复杂,一般来讲,施工
质量较稳定。因受桩截面面积、桩长及沉桩机械
设备能力的限制,一般单桩承载力可达 3 000kN ,（一）地质条件
1.持力层的埋深
2.土层中的洞穴及障碍物
3. 土层是否具有湿陷性、膨胀性
4. 土层是否具有可液化、沉陷的性质在采用大功率打桩设备的海洋工程中由于桩的
几何尺寸大,单桩承载力可达100 000kN。预制桩的适用范围也有其局限性,例如,当需穿过较厚的硬夹层（硬塑粘性土层,中密以上砂土层）时,除非采用植桩、射水等辅助沉桩措施,否则难以穿过。因此,进入硬粘土层、砂砾土层及强风化基岩的深度不大,并往往将以上硬土层作为桩端持力层。由于沉桩过程中产生的挤土效应,特别是在饱和软粘土地区沉桩,可能导致邻近建筑物、道路、地下管线等受损。当施打顺序安排不当,会造成部分桩的端部达不到设计标高,以致需截去设计桩顶标高以上的桩体,造成浪费。由于预制桩需承受运输、起吊及锤击过程中的应力,混凝土的强度等级较高,含钢量也较大,所以其造价往往高于灌注桩。由于绝大多数预制桩是采用锤击法沉桩,施工过程中所产生的振动及噪声会影响周围环境,所以,预制桩在城市建设中的使用往往受到限制。
（2 ）常用的预制桩类型
1）普通钢筋混凝土预制桩,即实心方桩。这是使用
最多的一种桩型。
2）预应力钢筋混凝土桩。
2.灌注桩灌注桩的成桩方法是采用钻、挖、冲击或沉管等方法就地成孔,并在
孔内放置钢筋笼,然后灌注混凝土而成桩。
目前,灌注桩的成桩方式已达20多种,按成桩过程及桩土的相互影响,仍可分为非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩及挤土灌注桩三大类。
（1 ）非挤土灌注桩1）干作业成孔灌注桩
2）泥浆护壁成孔灌注桩
（2 ）部分挤土灌注桩
（3 ）挤土灌注桩
三、桩型及成桩工艺选择5.水文地质条件（二）建筑物的特点及荷载性质对于重
要的建筑物及不均匀沉降敏感的建筑
物,选择的桩型及成桩工艺必须稳妥可靠,在所处的地质条件下,不宜采用成桩质量易出现隐患的桩型而应选择成桩质量稳定的桩型。对于大荷载高重建筑物,首先应考虑单桩承载力足够大的桩型。
（三）施工环境及施工技术条件建筑场地附近的相邻建筑物、道路、地下管
线、堤坝等建（构）筑物及设施与建筑场地的距离是否太近。
建筑场地是否适应大型机械设备的进出场。
（四）经济指标
选择桩型时,不能仅考虑单桩的成本,原材料、人工、设备、能源等消耗以及施工时对环境的维护费用都应综合考虑,并折算成综合造价,与其他方案进行综合性指标的对比后选其优,才能使工程造价更合理。
第二节竖向荷载下单桩的承载力单桩承载力包括土对桩的阻力及桩结构自身的承载力两部分。
（一）桩、土体系的荷载传递
1.荷载传递机理
2.荷载传递规律
（1 ）桩在竖向荷载下发生压缩及沉降的同时,一方面在桩身侧面引起土体的剪切变形（紧贴桩身界面的土随着桩一起位移） ,该剪应变服从土体的剪应力剪切位移关系。
另一方面在桩底面引起土体压缩变形,它服从土体的压应力竖向位移关系
（3 ）桩、土的刚度比Ep/ Es 即（桩身相对刚度）愈大,桩端阻力所分担的荷载比例也愈大,侧阻
力发挥值也相应增大；对于Ep/ Es W10中长
桩（L/ d?2其桩端阻力接近于零。
（4 ）扩大端直径与桩身直径比D/ d 愈大,桩端阻
力分担的荷载比例也愈大。
（5 ）桩的长径比L/ d 对荷载传递的影响也较大。
（二）单桩的破坏模式与极限xx
单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不
适于继续承载的变形时所对应的最大荷载即为
单桩竖向极限承载力。通常桩的破坏是由地基土强度破坏造成的,只有在桩侧土及桩端土能提供的承载力超过桩身强度所能承受的荷载时,才会出现由桩身材料强度破坏而引起的桩的破坏。
二、单桩竖向xx 的确定确定单桩承载力的方法有计算法、静载荷试验法、原
位测试法及经验参数法等。
现将有关规范确定单桩竖向承载力的规定介绍如下:
(1 )单桩竖向承载力特征值Ra 应通过单桩竖向静载荷试验确定(将静载荷试验
所得单桩竖向极限承载力除以安全系数2,得单桩竖向承载力特征值Ra )。在同一条件下的试桩数量,不宜少于总桩数的1% ,且不应少于 3 根。当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层时,对单桩承载力很高的大直径端承
桩,可采用深层平板载荷试验确定桩端土的xx 特征值。
(2)地基基础设计等级为丙级的建筑物,可采用静力触探及标准贯入试验参数确
定单桩竖向承载
力特征值Ra (3)岩灌注桩桩端以下三倍桩径范围内应无软弱夹层、断裂破碎带和洞穴分布;并应在桩底应力扩散范围内无岩体临空面。当桩端无沉碴时,桩端岩石承载力特征值应根据岩石饱和单轴抗压强度或按xx 基载荷试验确定。
注意,确定单桩竖向承载力时,应重视类似工程、邻近工程的经验。
按《建筑桩基技术规范》(JGJ94 94)单, 桩竖向极限承载力标准值应按下列规定确定:(1 )一级建筑桩基应采用现场静载荷试验,并结合静力触探、标准贯入等原位测试方法综合确定单桩竖向极限承载力标准值Qu k。
(2 )二级建筑桩基应根据静力触探、标准贯入、经验参数等估算,并参照地质条件相同的试桩资料,综合确定单桩竖向极限承载力标准值,当缺乏可参照的试桩资料或地质条件复杂时,应由现场静载荷试验确定。
(3 )对三级建筑桩基,如无原位测试资料时可利用承载力经验参数估算单桩竖向极限承载力标准值。
三、单桩竖向抗拔xx 桩的抗拔承载力取决于桩身材料(包括桩在承台中的嵌固)强度及桩土间的抗拔侧阻力。
桩的抗拔承载力由桩侧阻力、桩身重力及上拔形成的桩端真空吸力组成。抗拔桩极限承载力的计算方法一般可分为两类。
一类是先假定不同的桩基破坏模式,以土的抗剪强度及侧压力系数等主要参数按理论公式计算出桩的抗拔极限承载力。另一类方法是以试桩资料为基础,建
立起桩的抗拔侧阻力与抗压侧阻力之间的关系及抗拔破坏模式,并得出相应的经验公式,以该经验公式确定抗拔极限承载力。
四群桩基础竖向xx 的确定
1. 等代墩基法
2. 按单桩极限xx 计算群桩基础xx
3. 实体深基础法五、桩基础的沉降计算
1 .按经验方法计算单桩沉降s
2.按原位测试结果估算群桩沉降量s
3.《建筑桩基技术规范》公式
4. 《建筑地基基础设计规范》公式六软弱下卧层承载力验算在验算时,应区分持力层发生的冲剪破坏模式是整体冲剪破坏还是各基桩单独冲剪破坏,对不同的破坏模式应采用不同的验算方法。
（一）整体冲剪破坏
（二）各基桩单独冲剪破坏第四节桩的负摩阻力问题桩周土也产生向下的位移并且比桩的沉降量更大时,此时桩周土对桩侧产生向下的摩阻力,称之为负摩阻力。
一、产生负摩阻力的条件,
只有当桩周地基土对桩而言产生向下位移时,才可能出现负摩阻力,
(1 )当桩穿越较厚的松散填土或欠固结土层而进入相对较硬土层时,如果桩侧土
在自重作用下的固结沉降量大于桩的沉降量时,该土层会对桩产生负摩阻力。
(2)当桩穿越较厚的自重湿陷性黄土、季节性冻土层或者可液化土层而支承于较
坚硬或较稳定的土层中时,由于黄土浸水会导致土体结构破坏,强度降低而产生湿陷,冻土会因温度升高产生融沉,可液化土层受到地震或其他动荷载时则
《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
基于人机工程学的产品改良设计课程实验 研究 [摘要]本文为《工业产品再设计》课程设计了一套基于人机工程学原理的产品改良设计实验方案。实验原理是运用人体生理结构反形与目标产品形态进行合成，得出新的产品造型。实验运用逆向工程技术与Morphing设计方法得出产品形态设计结果。本实验已应用于教学实践中，教学反馈证明学生容易掌握实验方法，且结论与设计效果良好。 [关键词]逆向工程；人机工程学；改良设计；实验 [DOI]10.13939/https://www.doczj.com/doc/4013524768.html,ki.zgsc.2015.20.251 为了能够在市场竞争中取得优势，很多企业不断改良产品设计，推出新产品。因此，产品改良设计的原理与方法是工业设计专业学生所必须掌握的。《工业产品再设计》课程即是针对如何改进现有产品的工业设计专业课程。[1]人机工程学是工业设计中重要的辅助手段。[2]在工业设计领域，人机工程学为衡量产品使用舒适度提供了参考和评价标准。而在人机工程学应用于工业设计实践方面，Shenchang Eric Chen提出形态混合迁变的方法，即可以运用人体尺度数据与产品数据合成新产品造型。本文所介绍的实验方案，运用逆向工程[1][3]的方法：首先用油泥、发泡泡沫等材料
制作人体生理构造反形，再利用shape averaging[3]（Morphing）法对人体反形与产品形态进行混合迁变，得出新的产品形态。本文列举两例自行车把改良设计实验。 1 实验1 本实验运用手掌持握反形（有手指凹陷）与目标车把合成新的车把造型，目的在于改良和优化现有车把与手掌生理结构的吻合度。使用带有手指凹陷构造的手掌持握反形，可以得出持握稳定的车把设计结果。 （1）利用油泥手工制作手掌持握反形（有手指凹陷），并利用数字化三维扫描仪和Stereo 3D获取其三维数据（图1）。 （2）利用数字化三维扫描仪获取目标车把（图2）三维数据。 （3）分别抽离等量的手掌持握反形（有手指凹陷）与目标车把的截面轮廓线。 （4）将两组截面轮廓线置于同一坐标系，并缩放调整位置与尺度。 （5）将两组轮廓线进行混合运算，并采取不同的Morphing比例，选择最佳混合迁变结果，其加权比例为3∶7；图4左侧为目标车把局部截面轮廓线，右侧为油泥手掌持握反形（有手指凹陷）局部截面轮廓线，红色为所选最佳结果。 （6）以步骤（5）中的结果，创建新曲面，生成最终
产品设计流程 产品开发流程和项目管理流程时常被大家关注，合理的过程是团队协作的基础。在大家把产品的功能和特性放在第一位的时候，开发和项目的管理至关重要，而产品的设计却往往被忽视，开发团队会为了那些晦涩难懂、令人费解的功能而夸夸其谈，复杂的产品特性通常会迫使产品团队放弃优雅简洁的设计，用户体验永远是可能是项目过程中最不重要的环节。如果你和你的团队希望重视产品的设计，就应该首先从团队架构和项目流程上来进行改造，我们的目标是设计优先、用户至上。当然技术团队和产品开发还是至关重要的环节，你需要将设计和开发的流程无缝的整合起来。 下面的团队架构和流程应该适用于各种产品、软件和网站的设计（如果您有好的建议或者不同的看法，可以直接留言或者邮件给我） 产品设计团队的六种逻辑角色 你也许不需要六个人来组成团队，但每个人的职能必须清晰。《》中关于“团队组织”的建议值得参考，他告诉你了在这个快速的软件开发时代如何去组建一个高效的产品团队。 业务负责人（） 通常是你的、产品最初的策划人或者是整个产品的业务主管，他们会分析产品的市场、定位客户、定义品牌、提出想法，同时拿定主意，产品团队里面的万金油产品经理（） 对产品负责的人，产品主管，他们会提出概念、收集确定需求、制定计划、控制进度并保障产品质量。在很多团队里面“业务负责人”和“产品经理”通常是同一个人。 产品设计（） （人机界面设计）, （工业设计）（信息架构设计）。将这三种职能混合起来，因为他们并不能孤立存在，我们统称为产品设计。他们决定产品的所有功能细节，配合产品经理制作产品原型，与视觉设计师和用户研究人员共同完成产品的详细设计。产品设计过程中最重要的产品功能说明文档将由他们来跟踪完善。 视觉设计（） 产品团队中最有艺术细胞的人，他们完成产品的外观和界面设计，是否好看由他们说了算，他们作为产品团队的艺术设计权威指导。 用户研究（） 最接近用户并了解用户的人（不需要技术高手或者是逻辑人），他们从产品的原型阶段就介入，配合产品设计师们做典型用户分析和用户目标分析，并对原型进行可用性测试，并制定最终的可用性测试计划。在很多产品团队里面，产品设计、视觉设计和用户研究通常会由一到两个人来担任，设计师会做用户研究，视觉设计是会做信息架构分析。 产品开发（） 产品团队中的技术开发人员，网页制作或者程序开发，他们是产品的最终实现者，他们开发并进行单元测试，控制产品的最终品质。 产品从设计到发布的六个阶段 产品开发的过程可以看作是整个产品设计环节的最终实现部分，对于非技术人员来说它是一个把理想变成现实的神秘阶段
工程设计几个基本概念 工程设计几个基本概念 （北京市建筑设计研究院程懋坤） 有些工程，建成之后，可以认为是成功的。例如，某些新型的基础做法（桩，复合地基等等），在房屋建成后，沉降量不大，造价便宜，施工方便，等等，这种基础新做法，在房屋建成后，等于是进行了一次荷载试验，所以，可以认为是经过了考验，是成功的。 但是，对于抗震设防的工程，你所设计的建筑物的抗震能力，究竟如何，在未经过
真正地震考验之前，是不能肯定下结论的。当然，现在有许多抗震试验方法，整体模型试验、振动台、构件试验……等等，但它们与真正接受地震考验，还是不一样的。有些构件，在试验室的试验效果不错，但真正遇到大地震，还是不能承受。例如日本七八十年代的格构SRC柱，在95年阪神地震时破坏较多，但试验室效果是不错的。因此，不经过真正地震考验，是不能算真正成功的。 （矩 简单说，规范是一些有经验的研究人员与工程师共同研究的成果，它是将实际工程经验与科研成果综合编制而成的。它不代表我国的最高技术水平，有时是各种因素折中的产物。 要想编出完全适应于各种工程情况的规范，实际上是不可能的。因此，不能把任何工程情况都要由规范来解决，规范绝不是万能的。
规范是根据过去的工程成果编成的，它只能代表过去的成果，不能预见新事物的成长、新技术的诞生。所以，千万不能以“规范上没有”而不让新技术、新体系、新结构的产生。 一般情况下，都是先有工程实践和科学试验，然后再有规范，象现在这样的施工图审查，拿着规范一条条查，还能有新技术出现吗？ 。在发 利用 带底板。这两种做法各有优缺点，总的说来，厚板耗费材料较多，造价较贵，但节省人工；后者则相反，材料消耗较少，造价较低，但人工较费。在发达国家，如前所述，人工价值高，故多做厚板；在我们，如条件合适，还是以梁板式筏基为宜。尤其新的地基规范，将核心筒周边影响系数，取为1.25，更增加了平筏板的厚度。因此，建议在可能情况下，设计成梁板式筏基。
设计时间：2012年4月18日 目录 1 技术背景 (1) 现有技术 (2) 现有状况 (3) 存在的问题 (3) 2 设计原理 (4) 设计方案 (4) 设计原理 (6) 创新点............................................................... .. (6) 3 产品功能 (7) 产品结构 (7) 产品功能 (11) 产品优缺点 (11) 产品优点 (11) 产品缺点 (12) 使用方法 (12) 使用注意事项 (12) 4 市场应用价值 (13) 5 展望 (13) 结论 (13) 不足 (13) 展望 (13) 心得 (14)
6 参考文献 (15) 摘要： 我们作为学生，深知当今一种习惯——就是很多学生喜欢在床上看书、做作业或玩笔记本电脑。可今天学生所用床上电脑桌琳琅满目，不尽相同。但是目前在床上使用的书桌，功能和样式比较单一，不能符合大众的需求。并且在书床上看书时，由于书本放置的角度不适当，而导致用眼疲劳，影响视力，还有看书时间过长，手臂变得僵化，翻页不是特别方便。伴随各种设计问题也是不可避免。本文将会提出全新理念，从人机工程学角度出发，配合床的结构而设计出一套新颖的集床、柜、桌于一体的床上一体化电脑桌，使同学们应用更加舒适、方便。关键词： 人机工程安全床上电脑桌人性化一体化产品设计 正文： 1 技术背景 学习安全人机工程学的理论课程之后，更加发现我们自身的生活空间——寝室，存在严重的不合理现象，尤其是床铺的设计不合理。我们每天都要有将近三分之一的时间在床上度过。因此床上环境一直是影响一个大学生寝室生活体验的核心。但是想要改善床上环境，我们也不得不面对许多制约。比如寝室本身结构的制约，床铺本身设计上的制约以及每个人生活方式的制约。 而这一切又往往集中体现在床上空间不足上。没有放杂物的床头柜，没有在床上使用电脑或者学习用的桌子，没有足够的空间堆放多余的书籍。哪怕我们斥资购入一张传统的电脑桌，其清理上的麻烦与空间占用又成了问题。于是我们着眼于床上空间利用率的问题，开创性的将床头柜与电脑桌合二为一，并且利用墙面书架旁的空余空间，将桌子、床和小型储物柜整合成一个新的整体，以此实现床上空间的最大利用。从而改善大学生的寝室生活体验。 所以作为一张好的电脑桌，必须从符合人体的生理、心理及解剖学特征出发，以提高人们在电脑作业时保持舒适度与工作效率。为了更好的改进及设计符合人们需要的床上电脑桌，首先必须对市面上现有床上电脑桌存在问题进行总结分析。在进行针对这些问题进行改进，以设计出符合人体生理、心理及解剖学特性
基础工程学课程设 计
基础工程学课程设计 ( -09-13 20:18:31)转载▼ 标签：校园 生活 allan著 学校：贵州大学 学院：资源与环境工程学院 班级：勘查技术与工程专业 姓名：卢应红 学号： 日期：年 9月 2 日 一 概述 (2) 二 基本地质情况 (8) 三 基础方案选择 (9) 四
基础设计 (11) 五 基本的施工要求 (16) 六 结论＜建议和感想＞ (17) 一概述 课程设计是高等教育中一直强调和重视的教学环节，基础课程设计是我们在学习《土力学》和《基础工程学》的基础上，综合应用所学到的理论知识，完成基础设计的任务，目的是培养我们综合应用基础理论和专业知识的能力，同时培养我们独立分析和解决基础工程设计问题的能力。 整个基础的基本要求是永承上部荷载的必然性。没有空中楼阁，建筑物的全部荷地载都是由地球表面的地层来承担，受荷载影响的哪一部分地层我们就是做地基。
为了保证建筑物和构筑物的和正常使用，对于支承载整个建筑荷载的地基，应满足两个基本的条件：首行是作用于基础上的建筑荷载，不超地地基的承载力。其次是沉降量不超过沉降容许值，以保证建筑物的正常使用。 为了保证基础的安全和可靠并满足使用功能的要求，基础一般要埋于地珍下的某个深度，这一深度为地基的埋置深度。而用于支承基础的地基，视其实际工程地质条件是否满足结构物和构筑物的受力要求来决定其是否需要人工改造。不需要人工加固处理就可直接修筑建筑物的地基，称为天然地基，要加工处理的为人工地基。 基础工程今后的发展方向是： 1 基础性状的理论研究不断的深入 由于计算机的应用，而使基础性状的分析中如有限元法，边界元法，特征线法得到了应用。 2 现场原位测试技术和基础工程质量检测技术的发展 为了改娈取样试验质量或者进行现场施工监测，原位测试技术和方法都有了很大的发展。 3高层建筑深基础继续受到重视 随着高层建筑物修建数量的增多，各类高层建筑深基础的大量修建，深基础继续受到重视 4软弱地基处理技术的发展
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：
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
第1章思考题 1—1 何为运动副？运动副是如何分类的？ 1—2机构运动简图有何用处？它能表示机构的哪些方面的特征？ 1—3 试述绘制机构运动简图的基本步骤，并对周围所见机械选择1~2例作出运动简图。 1—4 机构具有确定运动条件是什么？当机构的原动件数目少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？ 习题 1—1如图1—18所示为一具有急回作用的冲床。图中绕固定轴心A转动的菱形盘1为原动件，其与滑块2在B点铰接，通过滑块2推动拨叉3，拨叉3与圆盘4为同一构件，当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲压运动，试绘制其机构运动简图，并计算自由度。 1—2 试绘制如图1—19所示的液压泵机构的运动简图，并计算其自由度。 图1—18 题1－1图图1—19 题1－2图1—3试计算如图1—20所示各机构的自由度，并指出所有的复合铰链、局部自由度或虚约束。同时判断它们是否有确定的运动。
F (a) (b) C (c) (d) 图1—20 题1－3图 1—4 如图1—21所示为一简易冲床的初步设计方案。设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转，经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理的错误。若有，应如何修改。 图1—21 第2章 思考题与习题 2—1 什么是瞬心？瞬心在机构的速度分析中有什么作用？ 2—2 速度多边形有哪些特性？ 2—3 试求如图2—8所示的各机构在图示位置的全部瞬心。
B 4 (a) (b) A C 3 (c) (d) 图2—8 题2—3图 2—4 如图2—9所示的四杆机构中，＝60，＝90，＝＝120，ω2＝10，试用瞬心法求： （1）当φ＝165o时点C的速度νC； （2）当νC＝0o时，φ的值（有两个解）。 2—5如图2—10所示的机构，设已知构件的尺寸，原动件1以等角速度ω1逆时针方向转动，试以图解法求机构在图示位置时构件3上C点的速度。 1 图2—9 题2—4图图2—10 题2—5图 第3章思考题与习题 3—1 在铰链四杆机构中转动副作整周转动的条件是什么？ 3—2 在曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回特性，且一定无死点？为什么？
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)
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
人机工程学和产品设计 班级：机械107班姓名：刘清勇学号：Z100501714 随着科学技术的发展，以及人们对各种服务以及舒适操作的需求，人机工程学得到了长足的发展。国际人机工程学会（International Ergonomics Association）对本学科所下的定义为：研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适性等问题的学科。 顾名思义，人机工程学研究的是人与机器之间的相互关系。其根本宗旨是使人能够更加方便舒适的操作机器，提高生产效率，减少误操作，使人与机器能够和谐共处。所以人的因素至关重要。举个简单的例子：人提水壶时要考虑水壶方便、适应手提；往里装水，盖子可以用手打开；水烧开后壶会热，要有隔热手柄；要把水烧开的信息告诉使用壶的人；把烧开的水倒出来。这是人机工程学在生活中的简单应用，它与我们生活中的方方面面都息息相关。 其中人、机、环境构成了一个人——机——环境系统，在进行产品设计时，要综合考虑着三方面的因素，努力做到三者的协调统一。 人机系统设计的目的就是创造最优的人机关系、最佳的系统效益、最舒适的工作环境，充分发挥人、机各自的特点，取长补短、相互协调、相互配合。如何合理分配人与机在系统功能以及人机间有效传递信息是系统整体设计的基本问题。 随着科学信息技术的发展，人们面对的是大量快速传递的信息，要求操作时精度高、快速准确。同时人机界面由硬件向软件转移，这时人与机都进入了一个新的阶段，因此新系统中人的特性如何体现，人与机的功能如何分配，机器系统如何更宜人等成为系统设计的主要内容。 人机工程学的研究方法主要有七种：1. 观察法可借助摄影或录像；2. 实测法借助仪器进行实际测量；3. 实验法在实验室或作业现场进行多次反复观测； 4. 模拟和模型试验法；5. 计算机数值仿真法； 6. 分析法；7. 调查研究法。对于每种方法的运用要结合具体的设计环境、现有生产条件、资金水平、以及人的技术水平来具体选取。 下面我以手套为例来简述人机工程学的产品设计过程。 第一，手套的号码人手的尺寸： 首先要考虑的问题是手套的尺寸如何适合于人的形态和功能范围的限度，相对于人的参数主要是人的结构尺寸和功能尺寸。人的结构尺寸指的是静态尺寸，而功能尺寸指的是动态尺寸。当我们买一双手套时会发现没有与我们的手完全相符的手套，不是有点大就是有点小，所以要考虑功能尺寸。手套的不合适会对我们的手造成一定的伤害，尤其是在一些重要的生产线上，不合适的手套很有可能会引发重大事故。然后根据不同年龄阶段男女手尺寸的特点，设计一系列不同尺寸的手套，来满足各种年龄的需求。 第二，手套的松紧程度： 手套如果过紧就会是人佩戴起来不舒适，如果是在工业环境，佩戴不舒适的手套就会影响工作心情，进而会影响工作效率，给工厂效益带来损失。 而手套过送的话则容易产生松脱，对于冬天保暖用手套，过松还会保暖效果
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
公司产品可分为自主开发设计产品和OEM类产品。 自主开发设计产品 公司根据市场的需求，开发出符合消费者要求的产品。随着消费者对产品要求的不断提高、市场竞争越来越激烈，这就要求设计人员设计出来的产品在外观结构、功能方面有独到之处。在设计过程中不断优化改进产品，在保证产品质量的前提下尽可能降低产品的成本，为公司创造最大的利润。自主开发设计产品包括公司自有品牌产品、帖牌产品、定制产品。 OEM产品 OEM原来是指由客户提供所有的技术资料和图纸，制造商仅负责生产的模式。现在所讲的OEM其实已经包括ODM，即客户提供外观、对功能提出要求，制造商根据要求进行设计、生产产品。 OEM类产品尽可能按客户的要求设计和生产产品，只有在客户的要求不合理的情况下，经与客户协商，在得到客户的同意下才能进行进一步的开发设计。OEM类产品只有在得到客户的最终确认以及本公司能批量生产才表示整个开发过程完成。 一、塑胶件 塑胶件设计时尽可能做到一次成功，对某些难以保证的地方，考虑到修模时给模具加料难、去料易，可预先给塑料件保留一定的间隙。 常用塑料介绍
常用的塑料主要有ABS、AS、PC、PMMA、PS、HIPS、PP、POM等，其中常用的透明塑料有PC、PMMA、PS、AS。高档电子产品的外壳通常采用ABS+PC；显示屏采用PC，如采用PMMA则需进行表面硬化处理。日常生活中使用的中底挡电子产品大多使用HIPS和ABS做外壳，HIPS因其有较好的抗老化性能，逐步有取代ABS的趋势。 常见表面处理介绍 表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印。ABS、HIPS、PC料都有较好的表面处理效果。而PP料的表面处理性能较差，通常要做预处理工艺。近几年发展起来的模内转印技术（IMD）、注塑成型表面装饰技术（IML）、魔术镜（HALF MIRROR）制造技术。 IMD与IML的区别及优势: 1.IMD膜片的基材多数为剥离性强的PET,而IML的膜片多数为PC. 2.IMD注塑时只是膜片上的油墨跟树脂接合,而IML是整个膜片履在树脂上 3. IMD是通过送膜机器自动输送定位,IML是通过人工操作手工挂 1.1 外形设计 对于塑胶件，如外形设计错误，很可能造成模具报废，所以要特别小心。外形设计要求产品外观美观、流畅，曲面过渡圆滑、自然，符合人体工程。 现实生活中使用的大多数电子产品，外壳主要都是由上、下壳组成，理论上上下壳的外形可以重合，但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素影响，造成上、下外形尺寸大小不一致，即面刮（面壳大于底壳）或底刮（底壳大于面壳）。可接受面刮<0.15mm,可接受底刮<0.1mm。所以在无法保证零段差时，尽量使产品：面壳>底壳。 一般来说，上壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，所以缩水率选择较大，一般选0.5%。 底壳成型缩水较小，所以缩水率选择较小，一般选0.4%。 即面壳缩水率一般比底壳大0.1% 1.2 装配设计 指有装配关系的零部件之间的装配尺寸设计。主要注意间隙配合和公差的控制。
土木工程专业 基础工程课程设计指导书西南交通大学岩土工程教研室
目录 1 前言 (1) 1.1 地基基础设计的目的与任务 (1) 1.2 地基基础的设计内容 (2) 1.3 基础工程课程设计的基本要求 (3) 2 设计题目之一——某单层厂房柱下基础设计 (4) 2.1 设计任务 (4) 2.2 设计资料 (4) 2.2.1 工程概况 (4) 2.2.2 地勘资料 (6) 2.2.3 设计荷载 (11) 3 设计题目之二——某铁路桥梁桥墩基础设计 ........................... 错误！未定义书签。 3.1 设计任务............................................................................ 错误！未定义书签。 3.2 设计资料............................................................................ 错误！未定义书签。 3.2.1 工程概况 ................................................................. 错误！未定义书签。 3.2.2 工程地质和水文地质 ............................................. 错误！未定义书签。 3.2.3 设计荷载 ................................................................. 错误！未定义书签。 4 基础工程课程设计指南 (17) 4.1 设计计算说明书的主要内容 (17) 4.2 设计计算说明书的章节划分和内容组织 (17) 4.3 设计和计算方法 (18) 4.3.1 概述部分 (18) 4.3.2 方案设计（或初步设计） (19) 4.3.3 技术设计（或详细设计） (21) 4.3.4 施工方案 (24) 规范及参考书...................................................................................... 错误！未定义书签。
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)
工业设计工程基础复习整理 一、材料概论 1、学习材料的重要性 1.材料是设计的物质基础和载体,是科学技术研究的重要方面。 2.人类的历史是材料发展史 3从工业设计的过程看,设计的同时就要考虑材料与工艺,材料是产品成型的基本载体,工艺是成型的手段,不同的材料对应有不同的工艺。 4个人体会 2、材料的分类: ?1按材料来源分类 第一代天然材料木材、竹、棉、毛、皮革、石材等 第二代加工材料人造板、纸、水泥、金属、瓷、玻璃等 第三代合成材料塑料、橡胶、纤维等 第四代复合材料玻璃钢、碳纤维等 第五代智能材料或应变材料一般由两种或两种以上的材料复合构成 ?2.按材料的物质结构分类
?3.按材料的形态分类 ?线状材料:钢管、钢丝、金属棒、塑料管、木条等 ?板状材料:金属板、木板、塑料板、合成板、皮革等 ?块状材料:木材、石材、泡沫塑料、钢铁、石膏等 4. 材料的感觉特性 1概念:是人的感觉系统因生理刺激对材料作出的反映和由人的知觉系统从材料表面得出的信息。 分类:按人的感觉:触觉质感和视觉质感 按材料本身的构成特性:自然质感和人为质感 2触觉质感:人们通过手和皮肤触及材料而感知材料表面特性。是人们感知和体验材料的主要感受 应用:产品接触部位:防滑易握、使用舒适等实用功能 3视觉质感:靠眼睛的视觉来感知的材料表面特性 作用:距离特性、不真实性
应用:面饰工艺、金属表面纹理加工 4质感设计的形式美法则:调和与对比法则;主从法则 作用:提高适用性;增加宜人性;塑造产品的精神品味 材料与环境 16R原则:Research、Reserve、Reduce、Recycling、Reuse、Regeneration 2绿色材料概念:具有良好使用性能,对资源和能源消耗少,对生态环境污染小,可再生利用率或可降解循环利用率高,在材料的制备、使用、废弃及到再生循环利用的整个过程中,都与环境协调共存的材料。 3典型绿色材料:生物降解材料、循环与再生材料、净化材料 二、金属材料(重点 1、分类: 2、铜合金 1黄铜(铜锌合金 2白铜(铜镍合金;特殊白铜:除镍外加上铁、锰锌铝(其中一种 3青铜(铜锡合金;其他青铜:加铝、硅、铅、铍、锰