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Foundation Engineering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。(10 min)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、