基礎工程教案

Foundation Engineering基 礎 工 程教 案課程歸屬： 交通學院教學課時： 28學時適用專業(yè)： 土木工程教案作者： 程國勇基礎工程教案 （No. 01）課題：緒論、線性彈性地基模型、非線性彈性地基模型、地基的柔度矩陣和剛度矩陣一、 教學目的使學生了解該學科的發(fā)展歷程、現狀與發(fā)展方向，說明本課程的學習方法。掌握三種線性彈性地基模型及鄧肯張非線性彈性模型，并了解它們的柔度矩陣。二、 教學內容分析重點： 三種線性彈性地基模型及鄧肯張非線性彈性模型。難點： 鄧肯張非線性彈性模型的柔度矩陣。三、 教學方法設計講授：三種線性彈性地基模型及鄧肯張非線性彈性模型及它們的柔度矩陣。討論：何謂地基模型。研究：三種線性彈性地基模型及鄧肯張非線性彈性模型的柔度矩陣。 四、 教學過程1. 講解文克勒地基模型。(15min)2. 講解彈性半空間地基模型。(15min)3. 講解分層地基模型。(10min)4. 講解非線性彈性地基模型。(20min)5. 講解地基的柔度矩陣和剛度矩陣的概念。(10min)6. 講解三種線性彈性地基模型及鄧肯張非線性彈性模型的柔度矩陣。(20min) 五、 課外作業(yè)及思考題思考題： 最常用、最簡單的線彈性地基模型有哪幾種？基礎工程教案 （No. 02）基礎工程教案 （No. 02）課題：地基模型概述、地基模型參數的確定、地基模型的選擇一、 教學目的使學生了解不同的地基模型，了解合理的選擇地基模型對基礎設計的重要性。掌握地基模型參數的確定方法，掌握地基模型的選擇原則。二、 教學內容分析重點：地基模型參數的確定，地基模型的選擇原則。難點：握地基模型參數的確定方法。三、 教學方法設計講授：地基模型參數的確定，地基模型的選擇原則。討論：非線性彈性地基模型的參數及其確定方法。研究：幾種曲線的線性變換及參數確定法。 四、 教學過程1. 概述選擇地基模型對基礎設計的重要性(10min)2. 講解文克勒地基模型中基床系數k的確定。(15min)3. 講解幾種曲線的線性變換及參數確定法（雙曲線、指數曲線）。(15min)4. 舉例分析計算參數。(10min)5. 講解進行地基模型選擇時需要考慮的因素。(20min)6. 講解地基模型的選擇原則。(20min) 五、 課外作業(yè)及思考題思考題：非線性彈性地基模型的參數及其確定方法？計算題：計算地基的基床系數。基礎工程教案 （No. 03）課題：淺基礎概述、淺基礎的類型及基礎的埋置深度一、 教學目的使學生了解什么是地基基礎設計，了解淺基礎的分類，掌握幾種淺基礎類型，了解影響基礎埋置深度的因素。二、 教學內容分析重點：淺基礎的類型。難點：影響基礎埋置深度的因素。三、 教學方法設計講授：淺基礎的類型，影響基礎埋置深度的因素。討論：剛性基礎和柔性基礎的區(qū)別。演示：幾種淺基礎的分類圖片。 四、 教學過程1. 淺基礎概述。(10min)2. 進行地基基礎設計時要考慮的因素有哪些。(10min)3. 講解幾種淺基礎類型。(15min)4. 運用多媒體課件演示幾種淺基礎。(10min)5. 講解影響基礎埋置深度的因素(15min)6. 具體分析各種影因素對基礎埋深的影響。(30min)五、 課外作業(yè)及思考題思考題：何謂補償基礎？地基基礎設計原理是什么？基礎工程教案 （No. 04）課題：地基承載力的確定及驗算一、 教學目的使學生掌握地基承載力的確定及驗算,掌握地基基礎的設計原則。二、 教學內容分析重點：地基基礎的設計原則，地承載力的確定及驗算。難點：地承載力的確定及驗算。三、 教學方法設計講授：地基基礎的設計原則，地承載力的確定及驗算。討論：何謂軟弱下臥層？驗算軟弱下臥層強度的要素。計算：舉例說明如何進行地基基礎設計。四、 教學過程1. 講解地基基礎的設計原則。(10min)2. 講解地基基礎設計的技術要求。(10 min)3. 講解地基基礎設計的三種表達式。(20min)4. 持力層承載力驗算。(15min)5. 軟弱下臥層承載力驗算。(15min)6. 舉例計算說明如何進行地基承載力驗算。(20min)五、 課外作業(yè)及思考題思考題：何謂軟弱下臥層？驗算軟弱下臥層強度的要素計算題：確定土層的承載力標準值及設計值。 驗算地基承載力?；A工程教案 （No. 05）課題：基礎底面尺寸的確定，地基的變形驗算，地基的穩(wěn)定性驗算一、 教學目的使學生掌握礎底面尺寸的確定方法，掌握地基允許變形值的分類及計算方法，了解地基的穩(wěn)定性驗算。二、 教學內容分析重點：礎底面尺寸的確定方法。難點：地基允許變形值的分類及計算方法。三、 教學方法設計講授：礎底面尺寸的確定方法，地基允許變形值的分類及計算方法。討論：什么情況下需要進行地基變形驗算。演示：地基變形特征的類型的圖片。 建筑物的地基變形允許值表。四、 教學過程1. 講解軸心荷載作用下的基礎底面尺寸確定。(15min)2. 講解偏心荷載作用下的基礎底面尺寸確定。(20min)3. 用例題計算講解基礎底面尺寸確定。(15min)4. 運用多媒體課件演示地基變形特征的類型，并進行講解。(15min)5. 運用多媒體課件演示建筑物的地基變形允許值表，并進行講解。(15min)6. 講解地基的穩(wěn)定性驗算。(10min)五、 課外作業(yè)及思考題思考題：什么情況下需要進行地基變形驗算？變形控制特征有哪些？計算題：計算基礎底面尺寸。基礎工程教案 （No. 06）課題：減輕不均勻沉降危害的措施 一、 教學目的使學生掌握減輕不均勻沉降危害的建筑措施、結構措施、施工措施，理解地基基礎與上部結構共同作用的概念。二、 教學內容分析重點：減輕不均勻沉降危害的建筑措施、結構措施、施工措施。難點：地基基礎與上部結構共同作用。三、 教學方法設計講授：減輕不均勻沉降危害的措施。討論：地基基礎與上部結構共同作用。演示：建筑物因不均勻沉降破壞的圖片。 沉降縫構造示意圖。四、 教學過程1. 講解地基基礎與上部結構共同作用的概念。(10min)2. 講解上部結構剛度對共同作用的影響。(15min)3. 講解地基土性質與計算模型的影響。(15min)4. 講解減輕不均勻沉降危害的建筑措施。(10min)5. 運用多媒體課件演示建筑物因不均勻沉降破壞的圖片。(10min)6. 運用多媒體課件演示沉降縫構造示意圖。(10min)7. 講解減輕不均勻沉降危害的結構措施。(10min)8. 講解減輕不均勻沉降危害的施工措施。(10min)五、 課外作業(yè)及思考題思考題：由于地基不均勻變形引起的建筑物裂縫有什么規(guī)律？基礎工程教案 （No. 07）課題：淺基礎結構設計概述、剛性基礎、墻下條形基礎、柱下獨立基礎一、 教學目的使學生了解淺基礎結構設計的常規(guī)設計方法，了解今后地基基礎設計的發(fā)展方向，掌握剛性基礎、墻下條形基礎、柱下獨立基礎的設計。二、 教學內容分析重點：剛性基礎、墻下條形基礎、柱下獨立基礎的設計。難點：剛性基礎、墻下條形基礎、柱下獨立基礎的構造要求和設計計算步驟。三、 教學方法設計講授：剛性基礎、墻下條形基礎、柱下獨立基礎的構造要求和設計計算步驟。討論：地基反力分布假設有哪些？其適用條件各是什么？演示：墻下條形基礎的驗算截面圖片。 墻下條形基礎計算簡圖及配筋圖。四、 教學過程1. 講解淺基礎概念。(5min)2. 討論地基反力分布假設。(5min)3. 講解剛性基礎的設計原則、構造要求及設計計算步驟。(10min)4. 用例題計算講解剛性基礎的設計計算步驟。(10min)5. 講解墻下條形基礎的設計原則、構造要求及設計計算步驟。(15min)6. 運用多媒體課件演示墻下條形基礎的驗算截面圖片。(5min)7. 運用多媒體課件演示墻下條形基礎計算簡圖及配筋圖。(5min)8. 用例題計算講解墻下條形基礎的設計計算步驟。(5min)9. 講解柱下獨立基礎的設計計算及設計構造要求。(15min)10. 用例題計算講解柱下獨立基礎的設計計算步驟。(15min)五、 課外作業(yè)及思考題計算題：柱下獨立基礎的設計?；A工程教案 （No. 08）課題：柱下條形基礎一、 教學目的使學生了解柱下條形基礎的受力特點，掌握柱下條形基礎的設計。二、 教學內容分析重點：柱下條形基礎的設計。難點：基礎梁的縱向內力計算。三、 教學方法設計講授：基礎梁的縱向內力計算，柱下條形基礎的構造要求和設計計算步驟。討論：倒梁法計算柱下條形基礎的過程和適用條件？演示：倒梁法計算圖圖片。 文克勒地基上的基礎梁計算圖。 長梁的撓度、轉角、彎矩、剪力分布圖。四、 教學過程1. 講解柱下條形基礎的受力特點。(15min)2. 講解基礎梁的縱向內力計算。(15min)3. 運用多媒體課件演示倒梁法計算圖圖片。(10min)4. 用例題計算講解倒梁法計算基礎梁的內力。(10min)5. 運用多媒體課件演示文克勒地基上的基礎梁計算圖，長梁的撓度、轉角、彎矩、剪力分布圖。(5min)6. 用例題計算講解用地基梁解析法計算基礎梁。(5min)7. 總結柱下條形基礎的設計計算步驟。(15min)8. 講解柱下條形基礎的構造要求。(15min)五、 課外作業(yè)及思考題思考題：如何區(qū)分無限長梁和有限長梁？計算題：柱下條形基礎的設計?；A工程教案 （No. 09）課題：十字交叉條形基礎、筏板基礎、箱形基礎 一、 教學目的使學生掌握十字交叉條形基礎、筏板基礎、箱形基礎的設計方法，并了解它們的構造要求。二、 教學內容分析重點：筏板的內力計算。難點：十字交叉條形基礎內力計算。三、 教學方法設計講授：十字交叉條形基礎、筏板基礎、箱形基礎的構造要求和設計計算步驟。討論：有限單元法計算彈性地基梁與彈性地基板內力與變形的主要步驟？四、 教學過程1. 講解柱下十字交叉條形基礎的節(jié)點荷載的初步分配(10min)2. 講解筏板基礎的地基承載力驗算。(10min)3. 講解到樓蓋法和剛性板條法計算筏板內力。(10min)4. 講解筏板基礎的構造與基本要求。(15min)5. 講解箱形基礎的構造與基本設計要求。(15min)6. 箱形基礎的設計計算方法及步驟。(15min)7. 箱形基礎的截面設計和強度驗算。(15min)五、 課外作業(yè)及思考題思考題：有限單元法計算彈性地基梁與彈性地基板內力與變形的主要步驟?；A工程教案 （No. 10）課題：樁基礎概述、樁的類型及施工工藝一、 教學目的使學生了解樁基礎的發(fā)展及樁的類型及施工工藝，掌握豎向荷載下樁基礎承載力的確定。二、 教學內容分析重點：豎向荷載下樁基礎承載力的確定。難點：豎向荷載下單樁的荷載傳遞和荷載沉降特性。三、 教學方法設計講授：豎向荷載下樁基礎承載力的確定，樁的類型及施工工藝。討論：各類樁的優(yōu)缺點及適用條件是什么？演示：沉管灌注樁與夯擴樁的施工順序圖片。 單樁靜荷載試驗裝置圖。四、 教學過程1. 講解樁基礎概述。(10min)2. 講解樁的分類。(10min)3. 運用多媒體課件演示沉管灌注樁與夯擴樁的施工順序圖片。(10min)4. 講解各類樁的主要特點。(10min)5. 講解豎向荷載下單樁的荷載傳遞和荷載沉降特性。(10min)6. 運用多媒體課件演示單樁靜荷載試驗裝置圖。(10min)7. 講解豎向荷載下單樁承載力的確定。(10min)8. 用例題計算說明豎向荷載下單樁承載力的確定。(10min)五、 課外作業(yè)及思考題思考題：樁土體系荷載傳遞的基本方程及基本解答。計算題：進行單樁承載力驗算?；A工程教案 （No. 11）課題：樁基礎一、 教學目的使學生掌握豎向荷載下樁基礎承載力的確定，樁基沉降計算，負摩阻力的計算。 二、 教學內容分析重點：豎向荷載下樁基礎承載力的確定，樁基沉降計算。難點：樁基沉降計算，負摩阻力的計算。三、 教學方法設計講授：豎向荷載下樁基礎承載力的確定，樁基沉降計算，負摩阻力的計算。討論：負摩阻力產生的機理？樁基的抗拔承載力如何計算？演示：樁基軟弱下臥層承載力驗算圖。 樁的正、負摩阻力圖。四、 教學過程1. 講解群樁效應的基本概念。(5min)2. 講解分項群樁效應系數法確定群樁的承載力。(15min)3. 講解群樁軟弱下臥層承載力驗算。(15min)4. 運用多媒體課件演示基軟弱下臥層承載力驗算圖。(5min)5. 講解負摩阻力產生的機理。(15min)6. 講解樁基沉降計算。(15min)7. 舉例計算樁基礎等效沉降系數。(10min)8. 講解控制復合樁基設計的基本概念。(10min)五、 課外作業(yè)及思考題思考題：負摩阻力產生的機理。計算題：進行樁基礎等效沉降系數計算?；A工程教案 （No. 12）課題：水平荷載下的樁基礎一、 教學目的使學生掌握彈性單樁、單排樁的內力和位移的計算，了解單樁水平靜荷載試驗確定水平承載力。 二、 教學內容分析重點：基樁內力和位移的計算。難點：地基系數及其分布規(guī)律，彈性單樁、單排樁的內力和位移的計算。 三、 教學方法設計講授：基樁內力和位移的計算，彈性單樁、單排樁的內力和位移的計算。討論：剛性樁和彈性樁有什么受力變形特性。演示：樁水平靜載試驗裝置示意圖。 地基系數的幾種分布形式圖。四、 教學過程1. 講解單樁水平靜荷載試驗確定水平承載力。(20min)2. 講解基樁內力和位移的計算的概念。(10min)3. 運用多媒體課件演示地基系數的幾種分布形式圖。(10min)4. 講解單樁、單排樁和多排樁的概念。(10min)5. 講解樁的計算寬度。(20min)6. 講解剛性樁和彈性樁的概念及受力變形特性。(20min)五、 課外作業(yè)及思考題思考題：樁的計算寬度如何規(guī)定？計算題：彈性單樁的內力及位移計算。基礎工程教案 （No. 13）課題：水平荷載下的樁基礎一、 教學目的使學生掌握彈性多排樁的內力和位移的計算。 二、 教學內容分析重點：彈性多排樁的內力和位移的計算。難點：豎直對稱多排樁的計算。 三、 教學方法設計講授：彈性多排樁的內力和位移的計算。討論：單樁樁頂剛度系數如何規(guī)定。演示：多排樁的受力變形圖。 四