基础工程教案.docx
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基础工程教案
FoundationEngineering
基础工程
教案
课程归属:
交通学院
教学课时:
28学时
适用专业:
土木工程
教案作者:
程国勇
基础工程教案(No.01)
课题:
绪论、线性弹性地基模型、非线性弹性地基模型、地基的柔度矩阵和刚度矩阵
一、教学目的
使学生了解该学科的发展历程、现状与发展方向,说明本课程的学习方法。
掌握三种线性弹性地基模型及邓肯—张非线性弹性模型,并了解它们的柔度矩阵。
二、 教学内容分析
重点:
三种线性弹性地基模型及邓肯—张非线性弹性模型。
难点:
邓肯—张非线性弹性模型的柔度矩阵。
三、 教学方法设计
讲授:
三种线性弹性地基模型及邓肯—张非线性弹性模型及它们的柔度矩阵。
讨论:
何谓地基模型。
研究:
三种线性弹性地基模型及邓肯—张非线性弹性模型的柔度矩阵。
四、 教学过程
1.讲解文克勒地基模型。
(15min)
2.讲解弹性半空间地基模型。
(15min)
3.讲解分层地基模型。
(10min)
4.讲解非线性弹性地基模型。
(20min)
5.讲解地基的柔度矩阵和刚度矩阵的概念。
(10min)
6.讲解三种线性弹性地基模型及邓肯—张非线性弹性模型的柔度矩阵。
(20min)
五、课外作业及思考题
思考题:
最常用、最简单的线弹性地基模型有哪几种?
基础工程教案(No.02)
基础工程教案(No.02)
课题:
地基模型概述、地基模型参数的确定、地基模型的选择
一、教学目的
使学生了解不同的地基模型,了解合理的选择地基模型对基础设计的重要性。
掌握地基模型参数的确定方法,掌握地基模型的选择原则。
二、 教学内容分析
重点:
地基模型参数的确定,地基模型的选择原则。
难点:
握地基模型参数的确定方法。
三、 教学方法设计
讲授:
地基模型参数的确定,地基模型的选择原则。
讨论:
非线性弹性地基模型的参数及其确定方法。
研究:
几种曲线的线性变换及参数确定法。
四、 教学过程
1.概述选择地基模型对基础设计的重要性(10min)
2.讲解文克勒地基模型中基床系数k的确定。
(15min)
3.讲解几种曲线的线性变换及参数确定法(双曲线、指数曲线)。
(15min)
4.举例分析计算参数。
(10min)
5.讲解进行地基模型选择时需要考虑的因素。
(20min)
6.讲解地基模型的选择原则。
(20min)
五、课外作业及思考题
思考题:
非线性弹性地基模型的参数及其确定方法?
计算题:
计算地基的基床系数。
基础工程教案(No.03)
课题:
浅基础概述、浅基础的类型及基础的埋置深度
一、教学目的
使学生了解什么是地基基础设计,了解浅基础的分类,
掌握几种浅基础类型,了解影响基础埋置深度的因素。
二、 教学内容分析
重点:
浅基础的类型。
难点:
影响基础埋置深度的因素。
三、 教学方法设计
讲授:
浅基础的类型,影响基础埋置深度的因素。
讨论:
刚性基础和柔性基础的区别。
演示:
几种浅基础的分类图片。
四、 教学过程
1.浅基础概述。
(10min)
2.进行地基基础设计时要考虑的因素有哪些。
(10min)
3.讲解几种浅基础类型。
(15min)
4.运用多媒体课件演示几种浅基础。
(10min)
5.讲解影响基础埋置深度的因素(15min)
6.具体分析各种影因素对基础埋深的影响。
(30min)
五、课外作业及思考题
思考题:
何谓补偿基础?
地基基础设计原理是什么?
基础工程教案(No.04)
课题:
地基承载力的确定及验算
一、教学目的
使学生掌握地基承载力的确定及验算,掌握地基基础的设计原则。
二、 教学内容分析
重点:
地基基础的设计原则,地承载力的确定及验算。
难点:
地承载力的确定及验算。
三、 教学方法设计
讲授:
地基基础的设计原则,地承载力的确定及验算。
讨论:
何谓软弱下卧层?
验算软弱下卧层强度的要素。
计算:
举例说明如何进行地基基础设计。
四、 教学过程
1.讲解地基基础的设计原则。
(10min)
2.讲解地基基础设计的技术要求。
(10min)
3.讲解地基基础设计的三种表达式。
(20min)
4.持力层承载力验算。
(15min)
5.软弱下卧层承载力验算。
(15min)
6.举例计算说明如何进行地基承载力验算。
(20min)
五、课外作业及思考题
思考题:
何谓软弱下卧层?
验算软弱下卧层强度的要素
计算题:
确定土层的承载力标准值及设计值。
验算地基承载力。
基础工程教案(No.05)
课题:
基础底面尺寸的确定,地基的变形验算,地基的稳定性验算
一、教学目的
使学生掌握础底面尺寸的确定方法,掌握地基允许变形值的分类及计算方法,
了解地基的稳定性验算。
二、 教学内容分析
重点:
础底面尺寸的确定方法。
难点:
地基允许变形值的分类及计算方法。
三、 教学方法设计
讲授:
础底面尺寸的确定方法,地基允许变形值的分类及计算方法。
讨论:
什么情况下需要进行地基变形验算。
演示:
地基变形特征的类型的图片。
建筑物的地基变形允许值表。
四、 教学过程
1.讲解轴心荷载作用下的基础底面尺寸确定。
(15min)
2.讲解偏心荷载作用下的基础底面尺寸确定。
(20min)
3.用例题计算讲解基础底面尺寸确定。
(15min)
4.运用多媒体课件演示地基变形特征的类型,并进行讲解。
(15min)
5.运用多媒体课件演示建筑物的地基变形允许值表,并进行讲解。
(15min)
6.讲解地基的稳定性验算。
(10min)
五、课外作业及思考题
思考题:
什么情况下需要进行地基变形验算?
变形控制特征有哪些?
计算题:
计算基础底面尺寸。
基础工程教案(No.06)
课题:
减轻不均匀沉降危害的措施
一、教学目的
使学生掌握减轻不均匀沉降危害的建筑措施、结构措施、施工措施,
理解地基基础与上部结构共同作用的概念。
二、 教学内容分析
重点:
减轻不均匀沉降危害的建筑措施、结构措施、施工措施。
难点:
地基基础与上部结构共同作用。
三、 教学方法设计
讲授:
减轻不均匀沉降危害的措施。
讨论:
地基基础与上部结构共同作用。
演示:
建筑物因不均匀沉降破坏的图片。
沉降缝构造示意图。
四、 教学过程
1.讲解地基基础与上部结构共同作用的概念。
(10min)
2.讲解上部结构刚度对共同作用的影响。
(15min)
3.讲解地基土性质与计算模型的影响。
(15min)
4.讲解减轻不均匀沉降危害的建筑措施。
(10min)
5.运用多媒体课件演示建筑物因不均匀沉降破坏的图片。
(10min)
6.运用多媒体课件演示沉降缝构造示意图。
(10min)
7.讲解减轻不均匀沉降危害的结构措施。
(10min)
8.讲解减轻不均匀沉降危害的施工措施。
(10min)
五、课外作业及思考题
思考题:
由于地基不均匀变形引起的建筑物裂缝有什么规律?
基础工程教案(No.07)
课题:
浅基础结构设计概述、刚性基础、墙下条形基础、柱下独立基础
一、教学目的
使学生了解浅基础结构设计的常规设计方法,了解今后地基基础设计的发展方向,
掌握刚性基础、墙下条形基础、柱下独立基础的设计。
二、 教学内容分析
重点:
刚性基础、墙下条形基础、柱下独立基础的设计。
难点:
刚性基础、墙下条形基础、柱下独立基础的构造要求和设计计算步骤。
三、 教学方法设计
讲授:
刚性基础、墙下条形基础、柱下独立基础的构造要求和设计计算步骤。
讨论:
地基反力分布假设有哪些?
其适用条件各是什么?
演示:
墙下条形基础的验算截面图片。
墙下条形基础计算简图及配筋图。
四、 教学过程
1.讲解浅基础概念。
(5min)
2.讨论地基反力分布假设。
(5min)
3.讲解刚性基础的设计原则、构造要求及设计计算步骤。
(10min)
4.用例题计算讲解刚性基础的设计计算步骤。
(10min)
5.讲解墙下条形基础的设计原则、构造要求及设计计算步骤。
(15min)
6.运用多媒体课件演示墙下条形基础的验算截面图片。
(5min)
7.运用多媒体课件演示墙下条形基础计算简图及配筋图。
(5min)
8.用例题计算讲解墙下条形基础的设计计算步骤。
(5min)
9.讲解柱下独立基础的设计计算及设计构造要求。
(15min)
10.用例题计算讲解柱下独立基础的设计计算步骤。
(15min)
五、课外作业及思考题
计算题:
柱下独立基础的设计。
基础工程教案(No.08)
课题:
柱下条形基础
一、教学目的
使学生了解柱下条形基础的受力特点,掌握柱下条形基础的设计。
二、 教学内容分析
重点:
柱下条形基础的设计。
难点:
基础梁的纵向内力计算。
三、 教学方法设计
讲授:
基础梁的纵向内力计算,柱下条形基础的构造要求和设计计算步骤。
讨论:
倒梁法计算柱下条形基础的过程和适用条件?
演示:
倒梁法计算图图片。
文克勒地基上的基础梁计算图。
长梁的挠度、转角、弯矩、剪力分布图。
四、 教学过程
1.讲解柱下条形基础的受力特点。
(15min)
2.讲解基础梁的纵向内力计算。
(15min)
3.运用多媒体课件演示倒梁法计算图图片。
(10min)
4.用例题计算讲解倒梁法计算基础梁的内力。
(10min)
5.运用多媒体课件演示文克勒地基上的基础梁计算图,长梁的挠度、转角、弯矩、剪力分布图。
(5min)
6.用例题计算讲解用地基梁解析法计算基础梁。
(5min)
7.总结柱下条形基础的设计计算步骤。
(15min)
8.讲解柱下条形基础的构造要求。
(15min)
五、课外作业及思考题
思考题:
如何区分无限长梁和有限长梁?
计算题:
柱下条形基础的设计。
基础工程教案(No.09)
课题:
十字交叉条形基础、筏板基础、箱形基础
一、教学目的
使学生掌握十字交叉条形基础、筏板基础、箱形基础的设计方法,并了解它们的构造要求。
二、 教学内容分析
重点:
筏板的内力计算。
难点:
十字交叉条形基础内力计算。
三、 教学方法设计
讲授:
十字交叉条形基础、筏板基础、箱形基础的构造要求和设计计算步骤。
讨论:
有限单元法计算弹性地基梁与弹性地基板内力与变形的主要步骤?
四、 教学过程
1.讲解柱下十字交叉条形基础的节点荷载的初步分配(10min)
2.讲解筏板基础的地基承载力验算。
(10min)
3.讲解到楼盖法和刚性板条法计算筏板内力。
(10min)
4.讲解筏板基础的构造与基本要求。
(15min)
5.讲解箱形基础的构造与基本设计要求。
(15min)
6.箱形基础的设计计算方法及步骤。
(15min)
7.箱形基础的截面设计和强度验算。
(15min)
五、课外作业及思考题
思考题:
有限单元法计算弹性地基梁与弹性地基板内力与变形的主要步骤。
基础工程教案(No.10)
课题:
桩基础概述、桩的类型及施工工艺
一、教学目的
使学生了解桩基础的发展及桩的类型及施工工艺,
掌握竖向荷载下桩基础承载力的确定。
二、 教学内容分析
重点:
竖向荷载下桩基础承载力的确定。
难点:
竖向荷载下单桩的荷载传递和荷载—沉降特性。
三、 教学方法设计
讲授:
竖向荷载下桩基础承载力的确定,桩的类型及施工工艺。
讨论:
各类桩的优缺点及适用条件是什么?
演示:
沉管灌注桩与夯扩桩的施工顺序图片。
单桩静荷载试验装置图。
四、 教学过程
1.讲解桩基础概述。
(10min)
2.讲解桩的分类。
(10min)
3.运用多媒体课件演示沉管灌注桩与夯扩桩的施工顺序图片。
(10min)
4.讲解各类桩的主要特点。
(10min)
5.讲解竖向荷载下单桩的荷载传递和荷载—沉降特性。
(10min)
6.运用多媒体课件演示单桩静荷载试验装置图。
(10min)
7.讲解竖向荷载下单桩承载力的确定。
(10min)
8.用例题计算说明竖向荷载下单桩承载力的确定。
(10min)
五、课外作业及思考题
思考题:
桩土体系荷载传递的基本方程及基本解答。
计算题:
进行单桩承载力验算。
基础工程教案(No.11)
课题:
桩基础
一、教学目的
使学生掌握竖向荷载下桩基础承载力的确定,桩基沉降计算,负摩阻力的计算。
二、 教学内容分析
重点:
竖向荷载下桩基础承载力的确定,桩基沉降计算。
难点:
桩基沉降计算,负摩阻力的计算。
三、 教学方法设计
讲授:
竖向荷载下桩基础承载力的确定,桩基沉降计算,负摩阻力的计算。
讨论:
负摩阻力产生的机理?
桩基的抗拔承载力如何计算?
演示:
桩基软弱下卧层承载力验算图。
桩的正、负摩阻力图。
四、 教学过程
1.讲解群桩效应的基本概念。
(5min)
2.讲解分项群桩效应系数法确定群桩的承载力。
(15min)
3.讲解群桩软弱下卧层承载力验算。
(15min)
4.运用多媒体课件演示基软弱下卧层承载力验算图。
(5min)
5.讲解负摩阻力产生的机理。
(15min)
6.讲解桩基沉降计算。
(15min)
7.举例计算桩基础等效沉降系数。
(10min)
8.讲解控制复合桩基设计的基本概念。
(10min)
五、课外作业及思考题
思考题:
负摩阻力产生的机理。
计算题:
进行桩基础等效沉降系数计算。
基础工程教案(No.12)
课题:
水平荷载下的桩基础
一、教学目的
使学生掌握弹性单桩、单排桩的内力和位移的计算,
了解单桩水平静荷载试验确定水平承载力。
二、 教学内容分析
重点:
基桩内力和位移的计算。
难点:
地基系数及其分布规律,弹性单桩、单排桩的内力和位移的计算。
三、 教学方法设计
讲授:
基桩内力和位移的计算,弹性单桩、单排桩的内力和位移的计算。
讨论:
刚性桩和弹性桩有什么受力变形特性。
演示:
桩水平静载试验装置示意图。
地基系数的几种分布形式图。
四、 教学过程
1.讲解单桩水平静荷载试验确定水平承载力。
(20min)
2.讲解基桩内力和位移的计算的概念。
(10min)
3.运用多媒体课件演示地基系数的几种分布形式图。
(10min)
4.讲解单桩、单排桩和多排桩的概念。
(10min)
5.讲解桩的计算宽度。
(20min)
6.讲解刚性桩和弹性桩的概念及受力变形特性。
(20min)
五、课外作业及思考题
思考题:
桩的计算宽度如何规定?
计算题:
弹性单桩的内力及位移计算。
基础工程教案(No.13)
课题:
水平荷载下的桩基础
一、教学目的
使学生掌握弹性多排桩的内力和位移的计算。
二、 教学内容分析
重点:
弹性多排桩的内力和位移的计算。
难点:
竖直对称多排桩的计算。
三、 教学方法设计
讲授:
弹性多排桩的内力和位移的计算。
讨论:
单桩桩顶刚度系数如何规定。
演示:
多排桩的受力变形图。
四、 教学过程
1.讲解多排桩的概念。
(10min)
2.讲解单桩桩顶刚度系数的确定。
(15min)
3.讲解竖直对称多排桩的计算公式及推导。
(15min)
4.运用多媒体课件演示多排桩的受力变形图。
(10min)
5.讲解低承台桩的承台作用计算。
(15min)
6.讲解承台位移计算。
(15min)
7.举例计算说明桩顶作用力计算。
(10min)
五、课外作业及思考题
思考题:
单桩桩顶刚度系数如何规定?
计算题:
进行桩顶作用力计算。
基础工程教案(No.14)
课题:
桩基础设计
一、教学目的
使学生了解桩型选择原则,
掌握基桩几何尺寸的确定计算,确定桩数及其平面布置,掌握承台的设计和计算。
二、 教学内容分析
重点:
基桩几何尺寸的确定计算,确定桩数及其平面布置。
难点:
承台的设计和计算。
三、 教学方法设计
讲授:
基桩几何尺寸的确定计算,承台的设计和计算。
讨论:
何谓群桩效应。
演示:
承台抗冲切计算图片。
四、 教学过程
1.讲解桩型的选择原则。
(10min)
2.讲解基桩几何尺寸的确定方法。
(10min)
3.讲解桩数的确定及其平面布置方法。
(10min)
4.讲解桩身强度验算。
(15min)
5.讲解承台的正截面抗弯计算。
(15min)
6.运用多媒体课件演示承台抗冲切计算图片。
(10min)
7.讲解承台抗冲切计算。
(10min)
8.讲解承台斜截面抗剪计算及承台局部受压计算。
(10min)
五、课外作业及思考题
思考题:
何谓群桩效应?
单桩承载力和群桩中一根桩的承载力有何不同?
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