《基础工程》课程设计
欧阳光明（2021.03.07）
无筋扩展矩形基础计算书
土木建筑工程学院
路途桥梁121班
陈召桃1203110210
目录
一、设计资料 (1)
二、设计资料阐发 (3)
三、荷载计算及组合 (4)
1、桥台自重及上部构造恒载计算 (4)
2、土压力计算 (5)
3、支座活载反力计算 (8)
4、支座摩阻力计算 (10)
5、荷载组合 (11)
四、地基承载力验算 (13)
1、台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 (13)
2、基底压应力计算 (13)
3、地基强度验算 (14)
五、地基变形验算（沉降计算） (15)
六、基底偏心距验算 (17)
七、基础稳定性验算 (17)
1、倾覆稳定性验算 (17)
2、滑动稳定性验算 (18)
八、结论 (19)
一、设计资料 1、基本概略
某桥上部构造采取装配式钢筋混凝土T 形梁。标准跨径20.00m ，计算跨径19.5m 。摆动支座，桥面宽度为7+2×1.0m ，双车道，参照《公路桥涵地基与基础设计规范》进行设计。
设计荷载：公路Ⅰ级，人群荷载为3.5kN/m2。
资料：台帽、耳墙及截面aa 以上均用20号钢筋混凝土，3
1/00.25m kN =γ；台身（自截面aa 以下）用7.5号浆砌片、块石（面墙用块石，其它用片石，石料强度部少于30号），
32/00.23m kN =γ基础用15号素混凝土浇筑，33/00.24m kN =γ；台后及溜坡填土
34/00.17m kN =γ；填土的内摩擦角035=φ，粘聚力c=0。
基础类型：无筋扩展矩形基础
基础资料：混凝土强度品级C15~C20，钢筋为Ⅰ、Ⅱ级钢筋。 2、水文地质资料
水文、地质资料：设计洪水位标高离基底的距离为6.5m （即在aa 截面处）。地基土的物理、力学性质指标见下表：
表 1
82
3、桥墩及基础构造和初拟尺寸（如图）
初步拟定基础分两层，每层厚度为0.5m，襟边和台阶宽度相等，取0.4m，基坑边坡系数可取m=0.75~1.0。
图1
4、荷载组合情况
表 2 作用效应组合汇总表
二、设计资料阐发
设计洪水位高程离基底的距离为6.5m（在aa截面处），地基土的物理、力学指标见下表：
表3 各土层物理力学指标
5
由表可知上层粘土的液性指数远小于0.75属于硬塑土，中层软塑亚粘土相对的承载力较弱，则该基础应浅埋，采取无筋刚性扩展基础，初步拟定埋深2.0m ，见图1。
基础分两层，每层厚度为0.5m ，襟边和台阶等宽，取0.4m 。根据襟边和台阶构造要求初拟出平面较小尺寸，见图1.1，经验算不满足要求时再调整尺寸。
基础用C15的素混凝土浇筑，混凝土的刚性角max 40α=?。基础的扩散角为：
1
max 0.8
tan 38.66401.0
αα-==?<=? 满足要求。 三、荷载计算及组合
1、上部构造恒载反力及桥台台身、基础自重和基础上土重计算。
参照图一基础台身结构和给出的资料特性，可得出以下计算。 、桥台aa 截面以上自重计算：
竖向力F1=0.8×1.34×7.7×25.00=206.36kN,弯矩M1=206.36×1.35=278.59kN.m ； 竖向力F2=0.5×1.35×7.7×25.00=129.94kN,弯矩M2=129.94×1.075=139.69kN.m ； 竖向力F3=0.5×2.4×0.35×25.00×2=21.00kN,弯矩M3=21.00×2.95=61.95kN.m ；
竖向力F4=0.5?0.2×24×0.5×(0.35+0.7)×25.00×2=63.00kN,弯矩W4=63.00×2.55=160.65kN.m ； 竖向力F5=1.66×1.25×7.7×25.00=399.44kN,弯矩M5=399.44×1.125=449.37kN.m 。 、aa 截面以下台身及基础自重计算：
竖向力F6=1.25×5.5×7.7×23.00=1217.56kN,弯矩M6=1217.56×1.125=1369.76kN.m ； 竖向力F7=0.5×1.85×5.5×7.7×23.00=901.00kN,弯矩M7=901.00×（0.12）=108.12kN.m ； 竖向力F8=0.5×3.7×8.5×24.00=377.40kN,弯矩M8=377.40×0.1=37.74kN.m ；
竖向力F9=0.5×4.3×9.3×24.00=479.88kN,弯矩M9=479.88×0=0kN.m 。 、台后及溜坡填土自重计算：
竖向力F10=[0.5×(5.13+6.9)×2.650.5?1.85×5.5]×7.7×17.00=1382.16kN,弯矩M10=1382.16×（1.0618）=1467.58kN.m ；
竖向力F11=0.5×(5.13+7.73)×0.8×3.9×2×17.00=682.10kN,弯矩M11=682.10×（0.07）=47.75kN.m ；
竖向力F12=0.5×0.4×4.3×2×17.00=29.24kN,弯矩M12=29.24×（1.95）=57.02kN.m ； 竖向力F13=0.5×0.4×8.5×17.00=28.90kN,弯矩M13=28.90×0.65=18.79kN.m 。 ④、上部构造恒载计算：
上部构造恒载取值F14=1100kN,弯矩W13=1100×0.65=715.00kN.m 。 综上所述，恒载竖向力之和kN F i
98.7017=∑，弯矩m kN M
i
?=∑91.1512
2、土压力计算。
土压力按台背竖直，0α=?，填土内摩擦角35?=?，则台背与填土之间的外摩擦角
17.52
?
δ=
=?计算，台后填土水平0β=。
① 、台后填土概略无汽车荷载时土压力计算 台后填土自重引起的主动土压力计算式为：
241
2
a a E B H μγ=
式中：Ea —台后填土自重引起的主动土压力，kN ；
B —桥台宽度取7.7m ；
a μ—主动土压力系数；
4γ—台后及溜坡填土的重度，取3/17m KN ；
H —自基底至填土概略的距离，取10.0m 。
主动土压力系数求取：
22
22
2
cos ()
cos cos()1cos 350.247cos17.51a ?αμααδ-=
??+???
==????? 则：)(62.1616247.07.710175.02
KN E a =????=
其水平向分力：
)(80.15415.17cos 62.1616)cos(0KN E E a ax =?=+?=αδ
离基础底面的距离：
)(33.33
10
m e y ==
对基底形心轴的力矩：
)(20.513433.380.1541m KN e E M y ax ax ?-=?-=-=
其竖直向分力：
)(13.4865.17sin 62.1616)sin(0KN E E a ay =?=+=αδ
作用点离基础形心轴的距离：
)(75.14.015.2m e x =-=
对基底形心轴的力矩：
)
(73.85075.113.486m KN M ay ?=?=
② 、台后填土概略有汽车荷载时
根据墙后破裂棱体规模内安插的车辆荷载换算为墙后填土相同高度的均布土层，其厚度h0为：
γL B Q
h 00∑=
式中：∑Q—安插在B0L 规模内的车轮总重，Q 为每辆标准汽车总重550kN ； B0—不计车辆荷载作用时破裂棱体的宽度，m ； L —挡土墙的计算长度，m ；
。墙后填土重度，—3k m N γ
其中：
52.5ω?δα=++=?
tan tan 0.583θω=-=
m
b H a H B 83.50010583.0)010(tan tan )(0=-?-?+=--+=αθ
在破坏棱体长度规模内只能放一列汽车，因是双车道，所以：
m L B Q
h 721.017
7.783.52
550200=??÷?=
=
∑γ
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：
)(73.1849247.07.7)10721.02(10172
1
)2(21kN B H h H E a a =??+????=+=μγ其
水平向分力：
)(12.17645.17cos 73.1849)cos(0kN E E a ax =?=+=αδ
作用点离基础底面的距离：
)(54.3721
.0210721.0310310m e y =?+?+?=
对基底形心轴的力矩：
)/(98.624454.312.1764m kN M ax -=?-=
其竖直向分力：
)(22.5565.17sin 73.1849)sin(0kN E E a ay =?=+=αδ
作用点离基础形心轴的距离：
)(75.14.015.2m e x =-=
对基底形心轴的力矩：
)(39.97375.122.556m kN M ay ?=?=
、台前溜坡填土自重对桥台前正面上的主动土压力
计算时，以基础前侧边沿垂线作为假想台背，土概略的倾斜度以溜坡坡度为1:1.5算得，
33.69β=-?，则基础边沿至坡面的垂直距离为,13.65
.18
.510m H =-
='，若取35δ?==?（土与土之间的摩擦角），主动土压力系数：
22
2
2
2
cos ()
sin()sin()cos cos()1cos()cos()cos 350.180sin 70sin 68.69cos351cos35cos33.69a ?αμ?δ?βααδαδαβ-=
?+-?+?+-??
==?????+????
)(69.44218.07.713.6172
1
2122kN B H E a a
=????=='μγ 其水平向分力：
)(20.4225.17cos 69.442)cos(0kN E E a ax
=?=+'='αδ 离基础底面的距离：
)(04.23
13
.6m e y ==
对基底形心轴的力矩：
)(29.86104.220.422m kN M ex
?=?=' 其竖直向分力：
)(12.1335.17sin 69.442)sin(0kN E E a ay
=?=+'='αδ 作用点离基础形心轴的距离：
)(15.2m e y -=
对基底形心轴的力矩：
)(21.28615.212.133m kN M ey
?-=?-=' 6、支座活载反力计算
支座反力计算考虑如下三种情况。 ①、台后无荷载，桥上有汽车及人群荷载
Ⅰ）汽车及人群荷载反力：公路Ⅰ级车道荷载的均布荷载标准值2
/m 5.10kN q k =，集中
荷载随计算跨径而变，计算跨径小于或即是5 m 时，kN P K 180=；计算跨径年夜于或即是
50m 时，kN P K 360= ；计算跨径在550m 时，K P 依照直线内插求取。人群荷载3.5kN/m2。则：
kN P k 238550)55.19()180360(180=??
????
--?-+= 桥跨上的汽车荷载如图所示，荷载安插图如下：
图 2
汽车荷载支座反力：
kN y P q R k k 76.680)123815.192
1
5.10(2)(21=?+????=+Ω?=
人群荷载支座反力：
kN R 25.68)5.1912
1
5.3(21
=????=' 支座反力作用点距离基底形心轴的距离：
m e r 65.05.115.21=-=
对基底形心轴的力矩：
m kN M R /86.48665.0)25.6876.680(1=?+=
Ⅱ）汽车荷载制动力
重力式墩台不计冲击系数。
一个设计车道上的汽车制动力标准值，为安插在加载长度上计算的总重力的10%，但公路一级汽车制动力标准值不得小于165kN 。
kN N 165k 28.44%10)2385.195.10(<=?+?制动力：
则制动力取值为：H=165×0.25=41.25kN 。 ②、台后桥上均有荷载，车辆荷载在台后
Ⅰ）汽车及人群荷载反力：由于支座作用点在基底形心轴的右侧，为了在活载作用下获得最年夜的逆时针标的目的力矩，因此将重车后轴贴桥台后侧的边沿，以使桥跨上活载所产生的顺时针力矩最小，汽车荷载安插图如下：
图3
则支座反力为：
kN y P q R k k 76.680)123815.192
1
5.10(2)(21=?+????=+Ω?=
人群荷载支座反力：
kN R 25.68)5.1912
1
5.3(21
=????=' 对基底形心轴的力矩：
m
kN M R /86.48665.0)25.6876.680(1=?+=
Ⅱ）汽车荷载制动力：根据上面阐发，汽车制动力H=41.25kN
4、支座摩阻力计算
取摆动支座摩擦系数0.05f =，则支座摩阻力：
kN f P F 5505.01100=?=?=恒
对基底形心轴的弯矩：
m kN M F ?=?=50.4787.855（标的目的按荷载组合需要确定）
对实体式埋置式桥台不计汽车荷载的冲击力，同时从以上对制动力和支座摩阻力的计算结果标明，支座摩阻力年夜于制动力。因此，在以后的组合中，以支座摩阻力作为控制设计。 5、荷载组合
根据实际可能呈现的荷载情况，可分为桥上有活载，台后无汽车荷载；桥上无活载，台后有汽车荷载；桥上有活载，台后也有汽车荷载等荷载组合，同时还应对施工期间桥台仅受台身自重及土压力作用的情况进行验算。现将上述组合辨别计算如下： 1、桥上有活载，台后无汽车荷载
（1） 主要组合：包含恒载，桥上活载及台前、台后土压力。 （2） 附加组合：主要组合荷载+支座摩阻力。
2、桥上有活载，台后也有汽车荷载
（1） 主要组合：包含恒载、桥上活载、桥前土压力及台后有汽车荷载作用时的土压力。 （2） 附加组合：主要组合荷载+支座摩阻力。 3、桥上无活载，台后无汽车荷载
（1）、主要组合：包含恒载，台前、台后土压力。 （2）、附加组合：主要组合荷载+支座摩阻力。
4、桥上无活载，台后有汽车荷载
（1）主要组合：包含恒载、台前土压力及台后汽车荷载时的土压力（重车在台后）。
（2）附加组合：主要组合荷载+支座摩阻力。
5、无上部构造时
桥台基础自重、台前台后土压力。
表4 荷载组合计算表
四、地基承载力验算1、台前、台后填土对基底产生的附加应力计算
因台后填土较高，由填土自重在基底下地基土中所产生的附加应力：
i i i h σαγ=
台后填土高度（从原空中起算）h=8m 。当基础埋置深度为2.0m 时，取基础后边沿附加应力系数1α=0.46，基础前边沿的附加应力系数1α=0.069。则
后边沿处：KPa 56.6281746.0'1=??=σ 前边沿处：KPa 38.9817069.0'1=??=σ
此处，计算台前溜坡椎体对基础前边沿空中处引起的附加应力时，填土高度可近似取基础边沿作垂线与坡面交点的距离（h=4.13），并取系数25.02=α，则
KPa 55.1713.41725.0''2=??=σ
因此，基础前边沿总的竖向附加应力： 基础后边沿：KPa 56.62'11==σσ
基础前边沿：KPa 93.2655.1738.9'''212=+=+=σσσ 2、基底压应力计算
进行基底承载力验算时，传至基底的作用效应应该依照正常使用极限状态的短时间效应组合采取，各项作用效应的分项系数辨别为：上部构造恒载、桥台及基础自重、台前及台后土压力、支座摩阻力、人群荷载均为1.0，汽车荷载为0.7。
（1）建成后使用时
根据表二作用效应组合汇总表，工况（五）作用下产生的竖向力最年夜为8380.24kN ，因此以工况（二）来控制设计。基底压应力计算：
KPa KPa W M A P 51.13261.286{05.7756.2093.43.96
132
.22083.93.424.83802
max min =±=??-+?=∑±∑=
σ
考虑台前、台后填土产生附加应力后的总应力：
台前：KPa 54.31393.2661.286max =+=σ
台后：KPa
07.19556.6251.132min =+=σ
（2）、施工时
施工时依照表四荷载组合计算表中四工况五来计算，其中竖向力之和为6537.23kN ，弯矩为2910.48 。
()
kN m ?
KPa KPa W M A P 92.6102.265{
55.10147.1633.43.96148
.29103.93.423.65372
max min =±=??-+?=∑±∑=
σ
考虑台前、台后填土产生附加应力后的总应力：
台前：KPa 95.29193.26.02.265max =+=σ
台后：KPa
48.12456.6292.61min =+=σ
3、地基强度验算
（1）、持力层强度验算
根据土工试验资料，持力层为一般黏性土，根据《公桥基规》，当74.0=e ，10.0=L I 时，查得[ao f ]=354KPa ，因基础置埋深度为原空中下2.0m （<3.0m ）,不考虑深度修正；对黏性土地基，虽 2.0b m >，不进行宽度修正。
[f ]=KPa KPa f a 54.313350][max 0=>=σ
满足要求。
（2）、下卧层强度验算
下卧层为一般黏性土，由e=0.82，6.0=L I ，可查得容许承载力[ao f ]=222.00KPa ，小于持力层的容许承载力[σ]=354KPa ，故作如下验算。
基底至土层Ⅱ顶面（高层为+5.0）处的距离为：
Z=11.52.05.0=4.5m
当05.13.4/5.4/,16.23.4/3.9/====b z b a ，附加应力系数α=0.469，且计算下卧层顶面处压应力h Z σ+时，1Z b >，基底压应力取平均值，即
KPa 31.2542
07
.19554.3132min
max =+=
+=
σσσ平均
KPa
h p z h z h 84.228)27.1931.254(469.0)5.42(7.19)
()(21=?-?++?=-++=+γαγσ 而下卧层顶面处的容许承载力可按下式计算： 其中：10k =，而,5.06.0>=L I 5.12=K ,则
>=-?+=+KPa z h 43.325)35.6(7.195.100.222][σz h +σ=228.84KPa
满足要求。
五、地基变形验算（沉降计算）
由于持力层以下的土层2为软弱下卧层，按其压缩系数为中压缩性土，对基础沉降影响较年夜，因此应计算基础沉降。根据规范，桥梁墩台基础的沉降量按恒载用单向分层总和法计算。
受压层深度简直定：在土层2底部的自重应力为：
KPa h h cz 36.2061.41.195.67.1922211=?+?=+=γγσ
基底处附加应力为：
KPa p 32.1962
56
.6293.267.1923.43.912.13313.48698.70170=++?-?++=
将土层1分为2.0m 和2.5m 两层，土层2分为2.0m 和2.1m 两层，下面为软质岩层，不必计算，分为四层即可。
则每一薄层的沉降辨别： 分层1
16.23.43.9==b a 93.03.42
2=?=b z
附加应力系数
81.0=c α
附加应力KPa z 01.15981.032.1961=?=σ 分层2
16.23.43.9==b a 1.23.45.42=?=b z
附加应力系数
44.0=c α
附加应力KPa z 38.8644.032.1962=?=σ 分层3
16.23.43.9==b a 033.45.62=?=b z
附加应力系数
3.0=c α
附加应力KPa z 90.583.032.1961=?=σ 分层4
16.23.43.9==b a 43.46.82=?=b z
附加应力系数
2.0=c α
附加应力KPa z 26.392.032.1961=?=σ 每一层的平均附加应力
KPa 67.177201
.15932.1961=+=
σ
KPa 70.1222
38
.8601.1592=+=
σ
KPa 64.722
90
.5838.863=+=
σ
课程设计(论文) 题目名称钢筋混凝土预制桩基础设计 课程名称基础工程 学生姓名李宇康 学号124100161 系、专业城市建设系土木工程 指导教师周卫 2015年5 月
桩基础设计计算书 一：设计资料 1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为四层，物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为2.0m,地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。 建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载： V=1765, M=169KN·m，H = 50kN； 柱的截面尺寸为：800×600mm； 承台底面埋深：D ＝ 2.0m。 2、根据地质资料，以黄土粉质粘土为桩尖持力层， 钢筋混凝土预制桩断面尺寸为300×300，桩长为10.0m 3、桩身资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝15MPa，弯曲强度设计值为 f m ＝16.5MPa，主筋采用：4Φ16，强度设计值：f y ＝310MPa 4、承台设计资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值为f c ＝15MPa，弯曲抗压强度设 计值为f m ＝1.5MPa。 、附：1）：土层主要物理力学指标； 2）：桩静载荷试验曲线。 附表一： 土层的主要物理力学指标表1-1 土 层代号名称 厚 度 m 含水 量w (%) 天然 重度 (kN/m3 ) 孔 隙 比 e 侧模 阻力 桩端 阻力液性 指数 I L 直剪试验 (直快) 压缩 模量 E s (MPa) 承载力 特征值 f k(kPa) q sk kPa q pk kPa 内摩 擦角 ?? 粘聚 力c (kPa) 1 杂填土 2.0 20 18.8 2 2 6.0 90 2 淤泥质土9 38.2 18.9 1.02 22 1.0 21 12 4.8 80 3 灰黄色粉 质粘土 5 26.7 19. 6 0.75 60 2000 0.60 20 16 7.0 220 4 粉砂夹粉 质粘土 >10 21.6 20.1 0.54 70 2200 0.4 25 15 8.2 260 附表二：
第一章桩基础设计 一、设计资料 1、地址及水文 河床土质：从地面（河床）至标高32.5m 为软塑粘土，以下为密实粗砂，深度达30m ；河床标高为40.5m ，一般冲刷线标高为38.5m ，最大冲刷线为35.2m ，常水位42.5m 。 2、土质指标 表一、土质指标 3、桩、承台尺寸与材料 承台尺寸：7.0m ×4.5m ×2.0m 。拟定采用四根桩，设计直径 1.0m 。桩身混凝土用20号，其受压弹性模量h E =2.6×104MPa 4、荷载情况 上部为等跨25m 的预应力梁桥，混凝土桥墩，承台顶面上纵桥向荷载为：恒载及一孔活载时： 5659.4N KN =∑、 298.8H KN =∑、 3847.7M KN m =∑ 恒载及二孔活载时： 6498.2N KN =∑。桩（直径 1.0m ）自重每延米为： 2 1.01511.78/4 q KN m π?= ?= 故，作用在承台底面中心的荷载力为：
5659.4(7.0 4.5 2.025)7234.4298.83847.7298.8 2.04445.3N KN H KN M KN =+???===+?=∑∑∑ 恒载及二孔活载时： 6498.2(7.0 4.5 2.025)8073.4N KN =+???=∑ 桩基础采用冲抓锥钻孔灌注桩基础，为摩擦桩 二、单桩容许承载力的确定 根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式，初步反算桩的长度，设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h ，一般冲刷线以下深度 为3h ，则：002221 []{[](3)}2 h i i N p U l m A k h τλσγ==++-∑ 当两跨活载时： 8073.213.311.7811.7842 h N h =+?+? 计算[P]时取以下数据： 桩的设计桩径1.0m ，冲抓锥成孔直径为1.15m ，桩周长 2 22 02021211.15 3.6,0.485,0.7 4 0.9, 6.0,[]550,12/40,120, a a a u m A m m K Kp KN m Kp Kp ππλσγττ?=?== ======== 1 [] 3.16[2.740( 2.7)120]0.700.90.7852 [550 6.012( 3.33)]2057.17 5.898.78k p h h N h m =??+-?+??? +??+-==+∴= 现取h=9m ，桩底标高为26.2m 。桩的轴向承载力符合要求。具体见如图1所示。
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
《水利工程施工》课程设计计算说明书 一、基本资料 某工程截流设计流量Q=4150 m3/s,相应下游水位为39.51m，采用单戗立堵进占，河床底部高程30m，戗堤顶部高程是44m，戗堤端部边坡系数n=1，龙口宽度220m，合龙中戗堤渗透流量Q s0=220m3/s,合龙口的渗流量可近似按如下公式计算，Qs= Q s00 z(Z为上下游落差，Z0 为合龙闭气前 /z 最终上下游落差)，请设计该工程在河床在无护底情况下的截流设计。已知上游水位~下泄流量关系如下： 截流设计是施工导流设计重要组成部分，其设计过程比较复杂，一般有多种设计方法，本次设计针对立堵截流。一般设计步骤分为：戗堤设计及截流水力分区设计，本次设计只涉及截流水力计算。 截流的水力计算中龙口流速的确定一般有图解法和三曲线法两种。以下采用三曲线法设计。 截流设计流量的确定，通常按频率法确定，也即根据已选定的截流时段，采用该时段内一定频率的某种特征流量值作为设计流量。一般地，多采用5%~10%的月平均或者旬平均流量作为设计标准。
二、计算过程含附图（三曲线法） 无护底时绘制V~Z 和V~B 曲线 步骤：1、作Q~Z 关系曲线，将已知的泄流水位Q d ~△H 上转化为Q d ~Z 关系， 并做Q d ~Z 曲线； 其中：Qs= Q s0 0/z z =22023.3/z ； Q d 可根据Z 值在Q d ~Z 曲线上查得； 由Q 0=Q+Q d +Q s 绘制龙口流量与下游落差Q~Z 关系曲线，曲线由以 下表格绘制：
2、计算Z B 和Z C （1）、B 点为非淹没流梯形断面与三角形断面分界点。 Z B =2 2241?α?g +（224αn Q g ）2/5 -h s 其中，α为断面动能修正系数，常取1.0； ψ为流量系数，为0.85—0.95；此时取0.91； n 为戗堤端部边坡系数，取n=1; h s =39.51-30=9.51m ；
桥墩桩基础设计计算书 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
基础工程课程设计一．设计题目：00 某桥桥墩桩基础设计计算 二．设计资料： 某桥梁上部构造采用预应力箱梁。标准跨径30m，梁长，计算跨径，桥面宽13m （10+2×），墩上纵向设两排支座，一排固定，一排滑动，下部结构为桩柱式桥墩和钻孔灌注桩基础。 1、水文地质条件： 河面常水位标高，河床标高为，一般冲刷线标高，最大冲刷线标高处，一般冲刷线以下的地质情况如下： （1）地质情况c（城轨）： 2、标准荷载： （1）恒载 桥面自重：N1=1500kN+8×10kN=1580KN； 箱梁自重：N2=5000kN+8×50Kn=5400KN；
墩帽自重：N3=800kN； 桥墩自重：N4=975kN；扣除浮重：10*2*3*=150KN （2）活载 一跨活载反力：N5=，在顺桥向引起的弯矩：M1= kN·m； 两跨活载反力：N6=+8×100kN； （3）水平力 制动力：H1=300kN，对承台顶力矩； 风力：H2= kN，对承台顶力矩 3、主要材料 承台采用C30混凝土，重度γ=25kN/m3、γ‘=15kN/m3(浮容重)，桩基采用C30混凝土，HRB335级钢筋； 4、墩身、承台及桩的尺寸 墩身采用C30混凝土，尺寸：长×宽×高=3×2×。承台平面尺寸：长×宽=7×，厚度初定，承台底标高。拟采用4根钻孔灌注桩，设计直径，成孔直径，设计要求桩底沉渣厚度小于300mm。 5、其它参数 结构重要性系数γso=，荷载组合系数φ=，恒载分项系数γG=，活载分项系数γQ= 6、设计荷载 （1）桩、承台尺寸与材料 承台尺寸：××初步拟定采用四根桩，设计直径1m，成孔直径。桩身及承台
桥梁工程课程设计计算书 The pony was revised in January 2021
《桥梁工程》课程设计 专 业：土木工程（道桥方向） 班 级： 2011班 学生姓名： 周欣树 学 号： 27 指导教师： 一、确定纵断面、横断面形式，选择截面尺寸以及基本设计资料 1． 桥面净宽：净—72 1.0+? 荷载： 公路—Ⅱ级 人群—23.0kN m 人行道和栏杆自重线密度-5.0kN m 2． 跨径及梁长：标准跨径13b L m = 计算跨径12.40L m = 主梁全长 '12.96L m = 3． 材料 钢筋：主筋用HRB400级钢筋，其他用HPB335级钢筋 混凝土：C40，容重325kN m ;
桥面铺装采用沥青混凝土；容重323kN m 4.构造形式及截面尺寸 梁高: 1.0h m = 梁间距：采用5片主梁，间距。 采用三片横隔梁，间距为 梁肋：厚度为18cm 桥面铺装：分为上下两层，下层为C25砼，路缘石边处厚 ；上层为沥青砼，。桥面采用%横坡。 桥梁横断面及具体尺寸：（见作图） 二、确定主梁的计算内力 (一)计算结构自重集度（如下表） （二）计算自重集度产生的内力（如下表） 注：括号（）内值为中主梁内力值 根据计算经验，边梁荷载横向分布系数大于中梁，故取边梁进行计算分析。 （三）支点处（杠杆原理法） 由图可求得荷载横向分布系数： 汽车荷载：1 0.3332oq m η==∑ 人群荷载： 1.222or r m η==
（四）跨中处（修正刚醒横梁法） 1、主梁的抗弯惯性矩I x 平均板厚：()1 1012112H cm =+= 22 3344 1111100162111621127.86181001810027.861221223291237.580.03291x I cm m ????=??+??-+??+??- ? ????? == 2、主梁的抗扭惯性矩Ti I 对于T 形梁截面，抗扭惯性矩计算如下：见下表. 3.计算抗扭修正系数 主梁的间距相等，将主梁近似看成等截面，则得 221 1 12Ti i i Gl I E a I β=+∑∑ 其中：∑It ---全截面抗扭惯距 Ii---主梁抗弯惯距 L---计算跨径 G---剪切模量 G= i a --主梁I 至桥轴线的距离 计算得0.9461β=< 满足 4.采用修正后的刚醒横梁法计算跨中荷载横向分布系数 此桥有刚度强大的横隔梁，且承重结构的跨宽比为：
基础工程桩基础设计资料 ⑴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:4800 kN , 弯距:70 kN·m, 水平力:40 kN 拟采用预制桩基础，预制桩截面尺寸为 350mm * 350mm。 ⑵建筑物场地资料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地区，不考虑地震影响.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： 表1 地基各土层物理、力学指标
基础工程桩基础设计计算 1. 选择桩端持力层 、承台埋深 ⑴.选择桩型 由资料给出，拟采用预制桩基础。 还根据资料知，建筑物拟建场地位于市区内，为避免对周围产生噪声污染和扰动地层，宜采用静压法沉桩，这样不仅可以不影响周围环境，还能较好地保证桩身质量和沉桩精度。 ⑵.确定桩的长度、埋深以及承台埋深 依据地基土的分布，第3层是粘土，压缩性较高，承载力中等，且比较厚，而第4层是粉土夹粉质粘土，不仅压缩性低，承载力也高，所以第4层是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层1.0m （>2d ），工程桩入土深度为h ，h=1.5+8.3+12+1=22.8m 。 由于第1层厚1.5m ，地下水位离地表2.1m ，为使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第2层土0.3m ，即承台埋深为1.8m 。 桩基的有效桩长即为22.8-1.8=21m 。 桩截面尺寸由资料已给出，取350mm ×350mm ，预制桩在工厂制作，桩分两节，每节长11m ，（不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长长1m ，是考虑持力层可能有一定起伏及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地。 桩基以及土层分布示意图如图1。 2.确定单桩竖向承载力标准值 按经验参数法确定单桩竖向极限承载力特征值公式为： uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑ 按照土层物理指标，查桩基规范JGJ94-2008表5.3.5-1和表5.3.5-2估算的极限桩侧，桩端阻力特征值列于下表：
1 第四章桩基础的设计计算 1．本章的核心及分析方法 本节将介绍考虑桩与桩侧土共同抵抗外荷载作用时桩身的内力计算，从而解决桩的强度问题。重点是桩受横轴向力时的内力计算问题。 桩在横轴向荷载作用下桩身的内力和位移计算，国内外学者提出了许多方法。目前较为普遍的是桩侧土采用文克尔假定，通过求解挠曲微分方程，再结合力的平衡条件，求出桩各部位的内力和位移，该方法称为弹性地基梁法。 以文克尔假定为基础的弹性地基梁法从土力学观点看是不够严密的，但其基本概念明确，方法简单，所得结果一般较安全，在国内外工程界得到广泛应用。我国公路、铁路在桩基础的设计中常用的“m”法、就属此种方法，本节将主要介绍“m”法。 2．学习要求 本章应掌握桩单桩按桩身材料强度确定桩的承载力的方法，“m”法计算单桩内力的各种计算参数的使用方法，多排桩的主要计算参数及其各自的含义。掌握承台计算方法,群桩设计的要点及注意事项,了解桩基设计的一般程序及步骤。本专科生均应能独立完成单排桩和多排桩的课程设计。 第一节单排桩基桩内力和位移计算 一、基本概念 （一）土的弹性抗力及其分布规律 1．土抗力的概念及定义式 （1）概念 桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移及转角，
2 使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力zx σ，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用。土的这种作用力称为土的弹性抗力。 （2）定义式 z zx Cx =σ （4-1） 式中： zx σ——横向土抗力，kN/m 2； C ——地基系数，kN/m 3； z x ——深度Z 处桩的横向位移，m 。 2．影响土抗力的因素 （1）土体性质 （2）桩身刚度 （3）桩的入土深度 （4）桩的截面形状 （5）桩距及荷载等因素 3．地基系数的概念及确定方法 （1）概念 地基系数C 表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需施加的力，单位为kN/m 3或MN/m 3。 （2）确定方法 地基系数大小与地基土的类别、物理力学性质有关。 地基系数C 值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测z x 及zx σ后反算得到。大量的试验表明,地基系数C 值不仅与土的类别及其性质有关，而且也随着深度而变化。由于实测的客观条件和分析方法不尽相同等原因，所采用的C 值随深度的分布规律也各有不同。常采用的地基系数分布规律有图下所示的几种形式，因此也就产生了与之相应的基桩内力和位移的计算方法。
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。
多层砖混结构办公楼施工组织课程设计
目录 任务与指导书 (3) 第一章总则 (12) 第二章工程概况 (13) 第三章施工方案制定 (17) 第四章施工进度计划的编制 (35) 第五章施工准备与资源配置计划 (40) 第六章施工平面图设计 (45) 第七章施工组织措施 (46) 第八章其他管理措施 (49)
多层砖混结构办公楼 施工组织设计任务书及指导书 一、目的 本课程设计为单位工程施工组织设计，是《建筑工程施工组织设计》课程的主要教学环节之一，它是对已学过的建筑施工知识进行综合性的演练运用过程。 通过本课程设计，初步掌握单位工程施工组织设计的内容，设计步骤和方法，巩固所学的理论知识；并运用所学知识，分析和解决施工组织和管理及实施过程中的各种问题。 二、设计条件（即：工程概况） 1.建筑物概况 本工程为某省××公司的办公楼（兼单身职工宿舍），位于××市郊××公路边，总建筑面积为6262m2,平面形式为L型，南北方向长61.77m，东西方向总长为39.44m。该建筑物主体为五层，高18.95m；局部六层，高22.45m，附楼（F～M轴）带地下室，在11轴线处有一道伸缩缝，在F轴线处有一道沉降缝，其总平面、底层平面、立面示意图见附图。 本工程承重结构除门庭部分为现浇钢筋混凝土框架外，皆采用砖混结构，基础埋深 1.9m，在c15素混凝土垫层上砌条形砖基础，基础中设有钢筋混凝土地圈梁；多孔砖墙承重，层层设现浇钢筋混凝土圈梁；内外墙交接处和外墙转角处设抗震构造柱；除厕所、盥洗室采用现浇楼板外，其余楼盖和屋面均采用预制预应力混凝土多孔板，大梁、楼梯及挑檐均为现浇钢筋混凝土构件。 室内地面除门厅、走廊、实验室、厕所、楼梯踏步为水磨石面层外，其它皆采用水泥砂浆地面。室内装修主要采用白灰砂浆外喷乳胶漆涂料；室外装饰以马赛克为主，腰线、窗套为贴面砖。散水为无筋混凝土一次抹光。 屋面保温层为炉渣混凝土。上做两毡三油防水层上铺绿豆砂。上人屋面部分铺设预制混凝土板。 设备安装及水，暖，电工程配合土建施工。 2.地质及环境条件、 根据勘测报告：天然地基承载力为150KN/m2,地下水位在地表下7~8m。本地土壤最大冻结深度为0.5米。 建筑场地南侧为已建成建筑物；北侧和西侧为本公司地界的围墙，东面为XX公路，距道牙3米内的人行道不得占用，沿街树木不得损伤。人行道一侧上方尚有高压输电线及电话线通过(见总平面图)。 3.施工工期 本工程定于三月二十日开工，要求在本年十二月三十日竣工。限定总工期九个月，日历工期为286天。 4.气象条件 施工期间主导风向偏东，雨季为九月份，冬季为十二月到第二年的二月份。 5.施工技术经济条件 施工任务由市建某公司承担，由该公司某项目经理部承包建设，可提供的施工工人有瓦工20人，木工16人以及其它辅助工种工人如钢筋工、机工、电工及普工等，根据施工需要可以调入。装修阶段可从其他工地调入抹灰工，最多调入70人。 施工中需要的水、电均从城市供水供电网中接引。 建筑材料及予制品件均可用汽车运入工地。多孔板由市建总公司予制厂制作(运距7公
桩基础设计计算书 一:建筑设计资料 1、建筑场地土层按其成因土的特征与力学性质的不同自上而下划分为四层,物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为 2、0m,地下水水质分析结果表明,本场地下水无腐蚀性。 建筑安全等级为2级,已知上部框架结构由柱子传来的荷载: V = 3200kN, M=400kN m g,H = 50kN; 柱的截面尺寸为:400×400mm; 承台底面埋深:D ＝2、0m。 2、根据地质资料,以黄土粉质粘土为桩尖持力层, 钢筋混凝土预制桩断面尺寸为300×300,桩长为10、0m 3、桩身资料: 混凝土为C30,轴心抗压强度设计值f c ＝15MPa,弯曲强度设计值为 f m ＝16、5MPa,主筋采用:4Φ16,强度设计值:f y ＝310MPa 4、承台设计资料:混凝土为C30,轴心抗压强度设计值为f c ＝15MPa,弯曲抗压强度设计值 为f m ＝1、5MPa。 、附:1):土层主要物理力学指标; 2):桩静载荷试验曲线。
桩静载荷试验曲线 二:设计要求: 1、单桩竖向承载力标准值与设计值的计算; 2、确定桩数与桩的平面布置图; 3、群桩中基桩的受力验算 4、承台结构设计及验算; 5、桩及承台的施工图设计:包括桩的平面布置图,桩身配筋图, 承台配筋与必要的施工说明; 6、需要提交的报告:计算说明书与桩基础施工图。 三:桩基础设计 (一):必要资料准备 1、建筑物的类型机规模:住宅楼 2、岩土工程勘察报告:见上页附表 3、环境及检测条件:地下水无腐蚀性,Q —S 曲线见附表 (二):外部荷载及桩型确定 1、柱传来荷载:V = 3200kN 、M = 400kN ?m 、H = 50kN 2、桩型确定:1)、由题意选桩为钢筋混凝土预制桩; 2)、构造尺寸:桩长L ＝10、0m,截面尺寸:300×300mm 3)、桩身:混凝土强度 C30、 c f ＝15MPa 、 m f ＝16、5MPa 4φ16 y f ＝310MPa
《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）
辽宁工业大学 工程结构课程设计说明书 题目：工程结构课程设计（36组） 院（系）：管理学院 专业班级：工程管理132班 学号：XXXXXXXXXX 学生姓名：XXXXXXXX 指导教师：XXXXXX 教师职称：教授 起止时间：2016.1. 4-2016.1.15 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：土木建筑工程学院教研室：结构教研室
目录 1.设计资料---------------------------------------------------------------1 2.楼盖的结构平面布置---------------------------------------------------1 3.板的设计-------------------------------------------------------------- 2 （1）荷载计算---------------------------------------------------------------2（2）计算简图--------------------------------------------------------------2（3）弯矩设计值------------------------------------------------------------3（4）正截面承载力计算-------------------------------------------------------3 4.次梁设计---------------------------------------------------------------4（1）荷载设计值-------------------------------------------------------------4（2）计算简图-------------------------------------------------------------- 4（3）内力计算---------------------------------------------------------------4（4）承载力计算------------------------------------------------------------5 5.主梁设计---------------------------------------------------------------6（1）荷载设计值-------------------------------------------------------------6（2）计算简图--------------------------------------------------------------6（3）内力设计值及包络图-----------------------------------------------------7
目录 1设计任务 (2) 1.1设计资料 (2) 1.2设计要求 (3) 2 桩基持力层，桩型，桩长的确定 (3) 3 单桩承载力确定 (3) 3.1单桩竖向承载力的确定 (3) 4 桩数布置及承台设计 (4) 5 复合桩基荷载验算 (6) 6 桩身和承台设计 (9) 7 沉降计算 (14) 8 构造要求及施工要求 (20) 8.1预制桩的施工 (20) 8.2混凝土预制桩的接桩 (21) 8.3凝土预制桩的沉桩 (22) 8.4预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施 (23) 8.5结论与建议 (25) 9 参考文献 (25)
一、设计任务书 (一)、设计资料 1、某地方建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为5层，物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为2.1m,本场地下水无腐蚀性。建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载。承台底面埋深：D ＝2.1m。
（二）、设计要求： 1、桩基持力层、桩型、承台埋深选择 2、确定单桩承载力 3、桩数布置及承台设计 4、群桩承载力验算 5、桩身结构设计和计算 6、承台设计计算 7、群桩沉降计算 8、绘制桩承台施工图 二、桩基持力层，桩型，桩长的确定 根据设计任务书所提供的资料，分析表明，在柱下荷载作用下，天然地基基础难以满足设计要求，故考虑选用桩基础。由地基勘查资料，确定选用第四土层黄褐色粉质粘土为桩端持力层。 根据工程请况承台埋深 2.1m，预选钢筋混凝土预制桩断面尺寸为450㎜×450㎜。桩长21.1m。 三、单桩承载力确定 （一）、单桩竖向承载力的确定： 1、根据地质条件选择持力层，确定桩的断面尺寸和长度。 根据地质条件以第四层黄褐色粉土夹粉质粘土为持力层， 采用截面为450×450mm的预置钢筋混凝土方桩，桩尖进入持力层 1.0m；镶入承台0.1m，桩长21.1 m。承台底部埋深 2.1 m。 2、确定单桩竖向承载力标准值Quk可根据经验公式估算： Quk= Qsk+ Qpk=μ∑qsikli+qpkAp Q——单桩极限摩阻力标准值（kN） sk Q——单桩极限端阻力标准值（kN） pk u——桩的横断面周长（m） A——桩的横断面底面积（2m） p L——桩周各层土的厚度（m） i q——桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值（a kP）sik q——桩底土的单位极限端阻力标准值（a kP） pk 桩周长：μ=450×4=1800mm=1.8m
基础工程课程设计 一．设计题目： 某桥桥墩桩基础设计计算 二．设计资料： 某桥梁上部构造采用预应力箱梁。标准跨径30m，梁长29.9m，计算跨径29.5m，桥面宽13m（10+2×1.5），墩上纵向设两排支座，一排固定，一排滑动，下部结构为桩柱式桥墩和钻孔灌注桩基础。 1、水文地质条件： 河面常水位标高25.000m，河床标高为22.000m，一般冲刷线标高20.000m，最大冲刷线标高18.000m处，一般冲刷线以下的地质情况如下： （1）地质情况c（城轨）： 2、标准荷载： （1）恒载 桥面自重：N1=1500kN+8×10kN=1580KN； 箱梁自重：N2=5000kN+8×50Kn=5400KN； 墩帽自重：N3=800kN； 桥墩自重：N4=975kN；扣除浮重：10*2*3*2.5=150KN （2）活载 一跨活载反力：N5=2835.75kN，在顺桥向引起的弯矩：M1=3334.3 kN·m； 两跨活载反力：N6=5030.04kN+8×100kN； （3）水平力 制动力：H1=300kN，对承台顶力矩6.5m； 风力：H2=2.7 kN，对承台顶力矩4.75m 3、主要材料 承台采用C30混凝土，重度γ=25kN/m3、γ‘=15kN/m3(浮容重)，桩基采用C30混凝土，HRB335级钢筋；
4、墩身、承台及桩的尺寸 墩身采用C30混凝土，尺寸：长×宽×高=3×2×6.5m 3 。承台平面尺寸：长×宽 =7×4.5m 2 ，厚度初定2.5m ，承台底标高20.000m 。拟采用4根钻孔灌注桩，设计直径1.0m ，成孔直径1.1m ，设计要求桩底沉渣厚度小于300mm 。 5、其它参数 结构重要性系数γso =1.1，荷载组合系数φ=1.0，恒载分项系数γG =1.2，活载分项系数γQ =1.4 6、 设计荷载 （1） 桩、承台尺寸与材料 承台尺寸：7.0m ×4.5m ×2.5m 初步拟定采用四根桩，设计直径1m ，成孔直径1.1m 。桩身及承台 混凝土用30号，其受压弹性模量h E =3×4 10MPa 。 （2） 荷载情况 上部为等跨30m 的预应力箱梁桥，混凝土桥墩，作用在承台底面中心的荷载为： 恒载及一孔活载时： 1.2(158054008009751507 4.5 2.515 1.42835.751571 3.55N KN =?+++-+???+?=∑） 1.4(300 2.7)42 3.78H KN =?+=∑ [3334.3300(2.5 6.5) 2.7 4.75 2.5 1.48475.425M KN =+?++? +?=∑（）] 恒载及二孔活载时： 1.2(158054008009751507 4.5 2.515N =?+++-+????∑）+1.45830.04=19905.556KN 桩（直径1m ）自重每延米为： q= 2 11511.781/4 KN m ??=π（已扣除浮力） 三、计算 1、根据《公路桥涵地基与基础设计规范》反算桩长 根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式，初步反算桩的长度， 设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h ，一般冲刷线以下深度为h 2，则： [][]{} )3(2 1 22200-++==∑h k A m l U P N i i h γσλτ
沥青路面设计错误!未定义书签。 1 设计资料2 1.1 公路等级情况及周边情况2 1.2 公路2007年交通量调查情况如下表:2 1.3 沿线地理特征3 2 轴载分析3 2.1以设计弯沉值为设计指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴 次3 2.1.1 轴载换算3 2.1.2 计算累计当量轴次4 2.2 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次4 2.2.1 轴载换算4 2.2.2 计算累计当量轴次5 3 确定路面等级和面层类型5 3.1 路面等级5 3.2 面层类型5 3.3 结构组合与材料的选取5 4 确定各结构层材料设计参数。6 4.1 各层材料的抗压模量与劈裂强度6 4.2 土基回弹模量的确定6 4.2.1 确定路基的平均稠度6 4.2.2 确定土基回弹模量7 5 设计指标的确定7 5.1 设计弯沉值7 5.2 各层材料的容许底层拉应力7 6 设计资料总结8 7 确定石灰土层的厚度8 8 计算路面结构体系的轮隙弯沉值（理论弯沉值）10 9 验算各层层底拉应力10 9.1 上层底面弯拉应力的验算10 9.1.1 第一层地面拉应力验算11 9.1.2 第二层地面拉应力验算11 9.1.3 第三层换算12 9.1.4 第四层换算12 9.2 计算中层底面弯拉应力。13 水泥路面设计13 1 设计资料13 1.1 公路等级情况及周边情况13 1.2 公路1998年交通量调查情况如下表:14 1.3 沿线地理特征14 2 交通分析14 2.1 标准轴载与轴载换算14 2.2 交通分级，设计使用年限，和累计作用次数15 2.2.1 设计年限内一个车道累计作用次数15
2.2.2 交通等级的确定及初估板厚16 3 路面结构层组合设计16 4 确定结构层材料设计参数16 4.1 基层顶面的当量回弹模量与计算回弹模量16 4.2 复合式混凝土面层的截面总刚度与相对刚度半径17 5 荷载应力计算17 5.1荷载疲劳应力计算17 5.2 温度疲劳应力计算18 6 路面接缝处理19 6.1 纵向接缝19 6.1.1 根据规范的要求纵向接缝的布设应路面宽度和施工铺筑宽 度而定。19 6.2 横向接缝20 6.3 端部处理21 6.4 接缝填封材料21 7 纵向配筋设计22 7.1 计算参数22 7.2 横向裂缝间距计算22 7.3 裂缝宽度的计算22 7.4 钢筋应力的计算23 7.5 钢筋间距或根数的计算23 8 补强钢筋的设计23 8.1 边缘钢筋设计23 8.2 角隅钢筋设计23 沥青路面设计 1设计资料 1.1 公路等级情况及周边情况 沪杭高速人民广场至枫泾段公路，共有4车道，路面宽度为2×7.50m，设计年限为20年。交通量年平均增长率为6%。沿途有大量的碎石集料，砂砾并有石灰供应。 1.2 公路2007年交通量调查情况如下表:
桥梁桩基础课程设计任务书
1、桥墩组成：该桥墩基础由两根钻孔灌注桩组成。桩径采用φ=1.2m ，墩柱直径采用φ=1.0m 。桩底沉淀土厚度t = (0.2~0.4)d 。局部冲刷线处设置横系梁。 2、地质资料：标高25m 以上桩侧土为软塑亚粘土，其各物理性质指标为：容量γ=18.5kN /m 3，土粒比重G=2.70g/3cm ，天然含水量%21=ω，液限 %7.22=l ω，塑限%3.16=p ω。标高25m 以下桩侧及桩底土均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：容量γ=19.5kN /m 3，土粒比重G=2.70g/3cm ，天然含水量 %8.17=ω，液限%7.22=l ω，塑限%3.16=p ω。 3、桩身材料：桩身采用25号混凝土浇注，混凝土弹性模量 αMP E h 41085.2?=，所供钢筋有Ⅰ级钢和Ⅱ级纲。 4、计算荷载 ⑴ 一跨上部结构自重G=2350kN ； ⑵ 盖梁自重G 2=350kN ⑶ 局部冲刷线以上一根柱重G 3应分别考虑最低水位及常水位情况； ⑷公路Ⅱ级 ： 双孔布载，以产生最大竖向力； 单孔布载，以产生最大偏心弯矩。 支座对桥墩的纵向偏心距为3.0=b m （见图2）。计算汽车荷载时考虑冲击力。 ⑸ 人群荷载： 双孔布载，以产生最大竖向力； 单孔布载，以产生最大偏心弯矩。 ⑹ 水平荷载（见图3） 制动力：H 1=22.5kN （4.5）； 盖梁风力：W 1=8kN （5）； 柱风力：W 2=10kN （8）。采用常水位并考虑波浪影响0.5m ，常水位按45m 计，以产生较大的桩身弯矩。W 2的力臂为11.25m 。
图4 5、设计要求 ⑴确定桩的长度，进行单桩承载力验算。 ⑵桩身强度验算：求出桩身弯矩图（用座标纸画），定出桩身最大弯矩值及其相应截面位置和相应轴力，配置钢筋，验算截面强度（采用最不利荷载组合及常水位）。 ⑶计算主筋长度、螺旋钢筋长度及钢筋总用量。 ⑷用A3纸绘出桩的钢筋布置图。 二、应交资料 1、桩基础计算书 2、桩基础配筋图 3、桩基础钢筋数量表
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