结构设计原理课程设计完整版
结构设计原理教案
结构设计原理教案教案标题：结构设计原理教案教案目标：- 理解结构设计原理的基本概念和重要性。
- 掌握结构设计原理的基本原则和方法。
- 能够应用结构设计原理解决实际问题。
教案内容：一、引入（5分钟）1. 引发学生对结构设计原理的兴趣，例如通过展示一些著名建筑物的图片或视频，让学生猜测其结构设计原理。
2. 引导学生思考：为什么结构设计原理对建筑物的稳定性和安全性至关重要？二、讲解结构设计原理的基本概念（15分钟）1. 解释结构设计原理的定义和作用，强调其在建筑、桥梁等工程中的重要性。
2. 介绍结构设计原理的基本分类，如静力学、动力学等，并解释各分类的特点和应用领域。
三、介绍结构设计原理的基本原则（20分钟）1. 静力学原理：讲解平衡条件、受力分析等基本原理，以及如何应用这些原理进行结构设计。
2. 动力学原理：介绍结构的自振频率、阻尼等概念，以及如何考虑这些因素进行结构设计。
四、探讨结构设计原理的应用案例（15分钟）1. 分组讨论：学生分成小组，针对不同类型的建筑物或结构，讨论如何应用结构设计原理解决实际问题。
2. 小组展示：每个小组选择一个案例进行展示，并分享他们的设计思路和解决方案。
五、总结与评价（5分钟）1. 总结结构设计原理的重要性和应用方法。
2. 提供反馈和评价，鼓励学生对结构设计原理的进一步学习和探索。
教案扩展：- 针对高年级学生或对结构设计感兴趣的学生，可以引导他们进行更复杂的结构设计实践，如设计一个小型桥梁或塔楼，并要求他们考虑结构设计原理。
- 鼓励学生进行实地考察，参观一些著名建筑物或桥梁，观察并分析其结构设计原理的应用。
- 引导学生进行结构设计原理的研究项目，可以选择一个特定的结构问题，深入研究并提出创新的解决方案。
教案评估：- 学生参与度：观察学生在课堂讨论和小组活动中的积极参与程度。
- 小组展示：评估学生对结构设计原理的理解和应用能力。
- 反馈问答：提问学生关于结构设计原理的问题，评估他们对教学内容的掌握程度。
结构设计原理课程设计
结构设计原理 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握结构设计的基本原理，理解结构的稳定性和强度概念。
2. 使学生能够运用所学原理，分析常见建筑和工程结构的设计方法。
3. 培养学生对结构设计规范和标准的认识，了解其在工程实践中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件绘制简单结构图纸的能力。
2. 提高学生运用计算工具进行结构分析和计算的能力。
3. 培养学生团队协作，进行结构设计创意实践的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对结构设计的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 培养学生关注工程安全、环保和可持续发展的意识。
3. 培养学生严谨、负责的工作态度，树立良好的职业道德观念。
课程性质分析：本课程为工程技术类课程，旨在培养学生的结构设计能力和实践操作技能。
结合学生特点和教学要求，课程内容以实践操作为主，理论讲授为辅。
学生特点分析：学生处于高年级阶段，已具备一定的力学基础和工程知识。
学生对新鲜事物充满好奇，具备较强的动手能力和创新意识。
教学要求分析：1. 注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 鼓励学生积极参与课堂讨论，培养独立思考和解决问题的能力。
3. 重视团队合作，培养学生的沟通能力和协作精神。
二、教学内容1. 结构设计基本原理：介绍结构设计的基本概念、分类和功能，重点讲解稳定性、强度、刚度的基本原理。
教材章节：第一章 结构设计概述2. 结构设计方法：分析梁、板、柱、框架等常见结构的设计方法，结合实例进行讲解。
教材章节：第二章至第四章 结构设计方法与实例3. 结构设计规范与标准：讲解我国现行的结构设计规范和标准，以及其在工程实践中的应用。
教材章节：第五章 结构设计规范与标准4. 结构设计实践：组织学生进行结构设计创意实践，运用CAD软件绘制结构图纸，进行结构分析与计算。
教材章节：第六章 结构设计实践5. 结构设计案例分析：分析典型结构设计案例，使学生了解工程实际中的结构设计方法和技巧。
(完整word版)结构设计原理课程设计
《结构设计原理》课程设计一、设计题目预应力混凝土简支 T 梁设计二、设计资料1.桥梁跨径与桥宽标准跨径：40m（墩中心距离）主梁全长：39.96m 计算跨径：39.0m桥面净空：净 14+2×1.75m=17.5m。
2.设计荷载：公路 I 级车辆荷载，人群荷载3.0kN/m，结构重要性指数γ0=1.1。
3.材料性能参数(1)混凝土强度等级为 C50，主要强度指标为：强度标准值￡ck=32.4M Pa，￡tk=2.65M Pa强度设计值￡c d=22.4M Pa，￡td=1.83M Pa弹性模量E c=3.45×104 M Pa(2)预应力钢筋采用 l×7 标准型-15.2-1860-II-GB/T5224-1995 钢绞线，其强度指标为：抗拉强度标准值抗拉强度设计值弹性模量 Ep=1.95×105 MPa 相对界限受压区高度 b=0.4， pu=0.2563(3)预应力锚具采用 OVM 锚具相关尺寸参见附图(4)普通钢筋1)纵向抗拉普通钢筋采用 HRB400 钢筋，其强度指标为抗拉强度标准值￡sk=400MPa 抗拉强度设计值￡sd=330MPa弹性模量 Es=2.0×l05 M Pa相对界限受压区高度 b=0.53， pu=0.1985 2)箍筋及构造钢筋采用 HRB335 钢筋，其强度指标为抗拉强度标准值￡sk=335MPa 抗拉强度设计值￡sd=280M Pa弹性模量 E s=2.0×105 M Pa4.主要结构构造尺寸主梁高度 h=2300mm，主梁间距 S=2500mm，其中主梁上翼缘预制部分宽为1600mm，现浇段宽为900mm，全桥由7片梁组成，设7道横隔梁。
桥梁结构尺寸参见附图。
5.内力计算结果摘录（1）恒载内力1）预制主梁（包括横隔梁）的自重 g1p=24.46kN/m2）主梁现浇部分的自重 g1m=4.14kN/m3）二期恒载(包括桥面铺装、人行道及栏杆) g2p=8.16kN/m(2)活载内力车辆荷载按密集运营状态A级车道荷载计算，冲击系数1+u=1.2。
结构设计原理课程设计
一、基本设计资料1.1 设计荷载结构重要性系数γ0=1.0 冲击系数=1.241.2主要尺寸标准跨径：13m；计算跨径：12.5m；主梁全长：12.96m；1.3材料规格混凝土C20：轴心抗压f cd=9.2MPa；轴心抗拉f td=1.06MPa；轴心抗拉强度标准值f tk=1.54Mpa;弹性模量Ec=2.55×104MPa；主筋HRB335级钢筋：f sd=280MPa；弹性模量Es=2.0×105MPa；ξb=0.56R235级钢筋：f sd=195MPa1.4截面尺寸b=180mm; h=1000mm;b`f =1200mm h`f=100mm; 主梁主心距1200mm1.5设计内力标准值跨中弯矩恒载462.5K N·m 车辆荷载439.5 KN·m人群荷载23KN·m1/4处弯矩恒载346.9K N·m 车辆荷载329.6KN·m人群荷载17.3KN·m支点剪力恒载363K N跨中剪力恒载62 K N二、正截面设计2.1内力组合计算：弯矩组合设计值计算公式：001112()mnd Gi Gik Q Q k c Qj Qjk i j M M M S γγγγψγ===++∑∑剪力组合设计值计算公式：001112()m nd Gi Gik Q Q k c Qj Qjk i j V V V V γγγγψγ===++∑∑2.1.1 弯矩组合设计值：跨中截面 M d ，l/2 = 1.2×462.5+1.4×439.5+0.8×1.4×23=1196.06KN.m1/4截面 M d ，l/4 = 1.2×346.9+1.4×329.6+0.8×1.4×17.3=897.096KN.m2.1.2 剪力组合设计值：支点截面 V d ，0 = 1.2×363=435.6KN.m 跨中截面 V d ，l/2 = 1.2×62=74.4KN.m 2.2 钢筋选择根据跨中界面正截面承载力极限状态计算要求，确定纵向受拉钢筋数量。
结构设计原理课程设计
结构设计原理课程设计设计背景：结构设计原理是一门专业课程，旨在教授学生在建筑和工程项目中应用结构设计原理的基本概念和技术。
本课程的设计目标是让学生通过实践项目和理论研究，掌握结构设计的原理和方法，培养他们具备独立进行结构设计工作的能力。
项目介绍：本次结构设计原理课程设计项目是设计和分析一个多层混凝土框架结构的住宅楼。
该楼居住面积约为1000平方米，共有5层，位于一个高地上，地势较为平缓。
设计步骤：1. 结构初步设计1.1 确定设计载荷：根据住宅楼的用途和相关标准规范，确定设计载荷，包括永久荷载、可变荷载和地震荷载等。
1.2 选择结构类型：根据设计载荷和建筑要求，选择适合的结构类型，例如混凝土框架结构、钢框架结构等。
1.3 建立结构模型：根据楼层平面布置和空间要求，建立结构模型，包括梁、柱、墙等结构构件。
1.4 初步确定构件尺寸：根据结构模型和设计载荷，初步确定各构件的尺寸。
1.5 选择材料：根据设计要求和结构类型，选择适当的材料，如混凝土、钢筋等。
2. 结构分析和优化2.1 进行荷载计算：根据建筑要求和相关规范，对结构进行荷载计算，包括静力计算和动力计算。
2.2 进行结构分析：根据荷载计算结果，进行结构静力分析和动力分析，求解结构的内力和变形。
2.3 评估结构安全性：根据结构分析结果，评估结构的安全性和稳定性，确保结构在设计载荷下的安全可靠。
2.4 进行结构优化：根据结构分析和评估结果，对结构进行优化设计，如调整构件尺寸、增加或减少支撑等。
3. 结构详细设计3.1 细化构件尺寸：根据结构优化结果，细化各构件的尺寸，满足承载力、刚度和变形等要求。
3.2 确定构件布置：根据结构模型和构件尺寸，确定各构件的布置和连接方式。
3.3 进行材料选择：根据结构要求和可行性，进一步选择具体的材料规格和品种。
3.4 编制施工图纸：根据结构详细设计，编制相应的施工图纸，包括结构平面布置、构件尺寸、连接细节等。
4. 结构检查和验收4.1 检查施工图纸：对编制的施工图纸进行检查，确保符合设计要求和规范要求。
结构设计原理简支梁课程设计
结构设计原理简支梁课程设计一、简支梁的概念与特点简支梁是指两端支承，中间自由伸展的一种结构形式，是最基本的梁结构。
其特点在于只有一个自由端，另一个端点被支承，因此只能承受单向弯曲力和剪力。
简支梁广泛应用于建筑、桥梁、机械等领域。
二、简支梁的受力分析1. 弯矩分析在简支梁中，弯矩是一种重要的受力形式。
当外力作用于简支梁时，会产生弯曲变形和弯矩。
根据欧拉-伯努利假设，在弹性阶段内，简支梁上任意一点处的曲率半径R与该点处的弯矩M之间满足以下关系式：M = EI/R其中E为杨氏模量，I为截面惯性矩。
2. 剪力分析除了弯矩外，在简支梁中还会产生剪力。
剪力是指垂直于截面方向的作用力，在简支梁中主要由跨距和荷载大小决定。
在计算剪力时，需要考虑材料的剪切模量和截面形状。
三、简支梁的结构设计原理1. 材料选择在简支梁的设计中，材料的选择至关重要。
一般来说，钢材比混凝土更适合作为简支梁的材料，因为它具有更高的强度和刚度。
此外，在选择材料时还需要考虑其耐久性、可靠性和成本等因素。
2. 截面设计截面设计是指确定简支梁的宽度和高度等参数。
在进行截面设计时，需要考虑到荷载大小、跨距长度、所选材料的强度和刚度等因素。
一般来说，截面应尽可能大，以提高其承载能力。
3. 支承方式简支梁的支承方式直接影响其受力性能。
一般来说，支承应均匀分布在两端，并且应该保证支点之间没有间隙。
此外，在进行支承设计时还需要考虑到地基稳定性和抗震性能等因素。
4. 荷载计算荷载计算是指确定简支梁所需承受的荷载大小和分布情况。
荷载计算需要考虑到使用环境、使用目的、使用频率等因素。
一般来说，荷载应按照设计标准进行计算，并且应该考虑到可能出现的紧急情况。
5. 桥梁设计在桥梁设计中，简支梁是最常见的桥梁形式之一。
在进行桥梁设计时，需要考虑到跨度、车流量、地形等因素。
此外，在进行桥梁设计时还需要保证其抗震性能和耐久性。
四、课程设计本次课程设计旨在让学生了解简支梁的结构原理和受力分析方法，并通过实际操作提高学生的实践能力。
结构设计原理 课程设计
结构设计原理课程设计
1、简洁性原则：结构设计应尽量简洁明了，避免过度复杂化和冗余。
2、一致性原则：结构设计应保持一致性，遵循统一的规范和标准，便于理解和维护。
3、模块化原则：结构设计应将系统划分为相互独立的模块，并定义清晰的接口，便于分工协作和重用。
4、松耦合原则：模块之间的耦合应尽可能降低，减少模块间的依赖关系，提高系统的灵活性和可扩展性。
5、高内聚原则：模块内部的元素应该高度相关，共同完成特定的功能，避免功能交叉和冲突。
6、抽象化原则：结构设计应采用抽象化的方法，将复杂的系统分解为简单的组件，提高系统的可理解性和可维护性。
7、层次化原则：结构设计应遵循层次化的结构，将系统分成不同的层次，从而降低复杂性，并提高系统的可维护性。
8、灵活性原则：结构设计应考虑未来的需求变化，保持设计的灵活性，能够方便地进行扩展和修改。
9、可靠性原则：结构设计应保障系统的可靠性，避免单点故障和系统崩溃，确保系统的安全和稳定运行。
10、性能优化原则：结构设计应考虑提高系统的性能和效率，合理利用资源，减少响应时间和资源消耗。
结构设计原理课程设计
黑龙江大学课程名称：结构设计原理学院：建筑工程学专业：土木工程学号： 20084580年级： 2008级学生姓名：李朋飞指导教师：田春竹目录（一）设计题目----------------------------------------------------------------3 （二）设计资料-----------------------------------------------------------------3 （三）设计内容-----------------------------------------------------------------4 （四）资料参考-----------------------------------------------------------------4 （五）主梁尺寸-----------------------------------------------------------------4 （六）主梁全截面几何特征值-----------------------------------------------8 （七）钢筋面积的估算及钢束布置----------------------------------------14 （八）主梁截面几何特性计算----------------------------------------------22 （九）持久状况截面承载能力极限状态计算----------------------------28（十）钢束预应力损失估算-------------------------------------------------31（十一）应力验算-------------------------------------------------------------36 （十二）抗裂性验算----------------------------------------------------------41 （十三）主梁变形计算-------------------------------------------------------43（一）设计题目：40m预应力混凝土装配式T形梁设计。
结构设计原理课程设计.doc
《结构设计原理》课程设计一、设计题目预应力混凝土简支 T 梁设计二、设计资料1.桥梁跨径与桥宽标准跨径：40m（墩中心距离）主梁全长：39.96m 计算跨径：39.0m 桥面净空：净14+2×1.75m=17.5m。
2.设计荷载：公路 I 级车辆荷载，人群荷载3.0kN/m，结构重要性指数γ0=1.1。
3.材料性能参数(1)混凝土强度等级为 C50，主要强度指标为：强度标准值￡ck=32.4M Pa，￡tk=2.65M Pa强度设计值￡c d=22.4M Pa，￡td=1.83M Pa弹性模量E c=3.45×104 M Pa(2)预应力钢筋采用l×7 标准型-15.2-1860-II-GB/T5224-1995 钢绞线，其强度指标为：抗拉强度标准值抗拉强度设计值弹性模量Ep=1.95×105 MPa 相对界限受压区高度 b=0.4， pu=0.2563(3)预应力锚具采用 OVM 锚具相关尺寸参见附图(4)普通钢筋1)纵向抗拉普通钢筋采用 HRB400 钢筋，其强度指标为抗拉强度标准值￡sk=400MPa 抗拉强度设计值￡sd=330MPa弹性模量Es=2.0×l05 M Pa相对界限受压区高度 b=0.53， pu=0.1985 2)箍筋及构造钢筋采用 HRB335 钢筋，其强度指标为抗拉强度标准值￡sk=335MPa抗拉强度设计值￡sd=280M Pa弹性模量 E s=2.0×105 M Pa4.主要结构构造尺寸主梁高度 h=2300mm，主梁间距 S=2500mm，其中主梁上翼缘预制部分宽为1600mm，现浇段宽为900mm，全桥由7片梁组成，设7道横隔梁。
桥梁结构尺寸参见附图。
5.内力计算结果摘录（1）恒载内力1）预制主梁（包括横隔梁）的自重 g1p=24.46kN/m 2）主梁现浇部分的自重 g1m=4.14kN/m3）二期恒载(包括桥面铺装、人行道及栏杆) g2p=8.16kN/m恒载内力计算结果预制梁自重现浇段自重二期恒载弯矩剪力弯矩剪力弯矩剪力MG1PK(kN·m） VG1PK (kN) MG1PK(kN·m） VG1PK (kN)MG1PK(kN·m） VG1PK(kN) 0 476.97 0 80.73 0 80.73 905.02 428.05 153.18 72.45 153.18 72.45 3487.84 238.49 590.34 40.37 590.34 40.37 4650.46 0 787.12 0 787.12 02# 梁可变荷载内力计算结果截面车道荷载人群荷载距支点截面的距离X（mm）最大弯矩最大剪力最大弯矩最大M (kN·m)对应剪力V(kN)对应弯矩M(kN·m)对应剪力V (kN) 对应弯矩位置支点0 0 251.93 251.93 0 0 32.69 32.69 0 变截面2000 153.18 282.948 258.852 1602.78 59.8632.5637.13 153.65 L/4 9750 590.34 148.98 150.78 1440.72 230.67 32.46 17.74 183.68 跨中19500787.1218.6577.771483.29307.57 14.267.89155.26(2)活载内力车辆荷载按密集运营状态A级车道荷载计算，冲击系数1+u=1.2。
[结构设计原理课程设计(完整版)
结构设计原理课程设计(完整版)1. 引言结构设计原理是土木工程中的重要课程之一，其涵盖了结构设计的基本原理和方法。
在土木工程的行业中，结构设计是不可或缺的一环，它涉及到建筑物、桥梁、水坝、隧道等各种各样的结构体系。
结构设计不仅关乎建筑物的稳定性和安全性，还直接关系到建筑物的寿命和经济性。
因此，掌握结构设计原理是每一位土木工程师的必修课。
本课程设计旨在为学生提供一种实践学习结构设计原理的方式，通过实际的案例来探讨结构设计原理的应用。
本课程设计分为三部分：结构设计原理的理论基础、设计案例分析以及设计方案的优化与评估。
整个课程设计将通过三个实际工程案例来展开，学生将在此基础上设计自己的结构方案。
2. 结构设计原理的理论基础结构设计原理的理论基础是为学生提供结构设计的基本原理和方法。
本部分主要包括结构力学、材料力学、结构分析等基本理论。
2.1 结构力学结构力学是结构设计的基础，包括静力学、动力学、板壳理论、稳定性等方面。
在本部分，学生将学习结构力学及其应用，包括刚性连续体的受力分析、受力构件的设计、结构模型的简化和分析等。
2.2 材料力学材料力学是结构设计中重要的组成部分，包括弹性力学、塑性力学、损伤力学等方面。
本部分将介绍材料力学的基本理论，包括应力与应变、变形与应力、弹性和塑性行为等。
2.3 结构分析结构分析是结构设计的关键环节，本部分将介绍结构分析的基本理论和方法。
主要包括有限元分析、动力分析、热力分析、疲劳分析等方面。
学生将在此部分掌握基本的结构分析技术。
3. 设计案例分析本部分将通过三个实际工程案例展开，分别是建筑物的结构设计、桥梁的设计以及水坝的设计。
通过这些案例，学生将亲身体验结构设计的整个过程，包括实地勘测、结构初步设计、结构受力分析和结构优化等。
3.1 建筑物结构设计案例本案例将以高层建筑为例，对建筑物的结构设计进行详细阐述。
学生将掌握高层建筑的整体结构设计，包括建筑物的承重墙、梁柱结构等。
结构设计原理-课程设计(范例1)
南昌工程学院结构课程设计课程设计题目：装配式钢筋混凝土简支T 梁设计 1）已知设计数据及要求：梁全长L=18m ，计算跨径L=17.5。
横截面如图（1）所示。
采用C30号混凝土，受拉钢筋为HRB335钢筋，箍筋为R235钢筋。
图（1）梁控制截面的计算内力为：跨中截面：M=1078.07kN ·m ，Q=76.64 kN ； 1/4跨截面：M=828.3 kN ·m ； 支点截面：M=0 ，Q=284.39 kN ；要求确定纵向受拉钢筋数量和进行腹筋设计。
2）跨中截面的纵向受拉钢筋计算 （1）T 型截面梁受压翼板的有效高度'f b由图所示的T 型截面受压翼板厚度的尺寸，可得翼板平均厚度'f h ，100214080'=+=f h mm 。
则可得到： 3175003/'1==L b f =5834mm mm b f 1600'2=mm h b b b f h f 1500110*120*2180122''3=++=++=（2）钢筋数量计算由附表查得13.8cd f MPa =， 1.39td f MPa =，280sd f MPa =。
查表4-2得0.56b =ξ。
（相对界限受压区高度） 01γ=，则弯距计算值01078.07d M M kN m γ== 。
采用焊接钢筋骨架，故设mm a s 100100007.030=⨯+=，则截面有效高度为：mm a h h s o 9001001000=-=-=0'''()2f cd f f h f b h h -=13.8*1500*110*(900-110/2)=1924.07 KN ·M >M(=1078.07KN ·M )故属于第一类T 型截面。
由公式00'()2d u cd f xM M f b x h γ≤=-可得到1078.07⨯106=13.8⨯1500x(900-x/2) 求解二次方程得到合理解：x=59.9<'f h mm(=100mm)将各已知值x=59.9 及代入式'cd f f b x =sd f s A 中，可得到'cd f s sd f b x A f ==44282809.59*1500*8.13= mm 2 现选择钢筋图（2）6Φ25（2945）+6Φ18（1527），截面面积s A =44722mm 。
结构设计原理课程设计书
结构设计原理课程设计书一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握结构设计的基本原理，理解结构稳定性、强度和刚度的概念及其在工程中的应用。
2. 使学生能够运用数学和物理知识分析简单结构体的受力情况，并推导出相应的受力方程。
3. 帮助学生了解不同材料在结构设计中的应用及其优缺点，培养他们对材料选择的能力。
技能目标：1. 培养学生运用计算机辅助设计软件（如CAD）进行结构草图的绘制，提高其空间想象力和实践操作能力。
2. 通过小组合作完成结构设计项目，培养学生团队协作、沟通表达和解决问题的能力。
3. 让学生能够运用所学知识对实际工程案例进行分析，提出改进措施，提高其创新意识和实践能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对结构设计的兴趣，激发他们探究未知、勇于创新的热情。
2. 通过学习我国建筑史上的经典结构案例，增强学生的民族自豪感和文化自信。
3. 使学生认识到结构设计在保障人民生命财产安全、促进社会经济发展中的重要作用，培养他们的责任感和使命感。
本课程针对初中年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实际应用相结合，旨在培养学生的空间想象能力、创新意识和团队协作能力。
教学要求注重启发式教学，激发学生兴趣，引导他们主动探究，将知识转化为具体的学习成果。
通过本课程的学习，为学生奠定扎实的结构设计基础，为未来进一步学习相关专业知识和技能提供有力支持。
二、教学内容1. 结构设计基本概念：结构、稳定性、强度、刚度等定义及其在工程中的应用。
教材章节：第一章第一节2. 结构受力分析：介绍平面力系、空间力系的受力分析方法，推导受力方程。
教材章节：第一章第二节3. 结构材料选择：介绍常见结构材料（如钢、混凝土、木材等）的性能、特点及应用。
教材章节：第二章第一节4. 结构设计原理：讲解结构设计的基本原则，如安全性、经济性、合理性等。
教材章节：第二章第二节5. 计算机辅助设计软件应用：教授CAD软件的基本操作，绘制结构草图。
教材章节：第三章第一节6. 结构设计实例分析：分析典型结构设计案例，提出优化方案。
(完整word版)长沙理工大学结构设计原理课程设计
课程设计用纸课程设计用纸课程设计用纸不计冲击系数的汽车荷载弯矩标准值k Q 1M =808.60m kN ⋅，汽车荷载作用效应的准永久值系数21ψ=0.4，人群荷载作用效应的准永久值系数22ψ=0.4课 程 设 计 用 纸课程设计用纸值图3-1（尺寸单位：mm）课程设计用纸mm d mm mm S n 403225.125.140588.352200=⨯=〉=⨯-=及，故满足构造要求。
钢筋布置图3-2如下课 程 设 计 用 纸。
=3.17m kN ⋅mm N A f s sd ⋅⨯=⨯+=61018.2280)29454826(=2.18m kN ⋅由于s sd f f cd A f h b f >''，故为第一类T 形截面 (2)求受压区高度x课 程 设 计 用 纸课程设计用纸度故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋，其余区段应按计算配置腹筋。
课程设计用纸值=--⨯=2/02/12l l x V V V V L l mm 211681.13125.48981.1312099800=--⨯在1l 长度内可按构造要求布置箍筋。
同时，根据《公路桥规》规定，在制作中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高h=1500mm 范围内，箍筋的间距最大为100mm距支座中心线为h/2处的计算剪力值('V )由剪力包络图按比例求得，为课 程 设 计 用 纸。
心距离为='x1325-[1500/2-(35+35.8⨯1.5)]=664mm1课程设计用纸mm h 1233)]5.04.281.2543()5.14.2838.3535[(15004=⨯+++⨯+⨯+-=∆ mm h x x 5108434=∆+=课 程 设 计 用 纸于课程设计用纸，课程设计用纸)2171447(1608280-⨯=ui M =647.7m kN ⋅ 1点~2点 s A =32172m m ，0h =mm 1429)0.18.3535(1500=⨯+- x =16401.163217280⨯⨯=34mm ，)2341429(3217280-⨯=uiM =1271.9m kN ⋅2点~3点 s A =48262m m ，0h =mm 1411)5.18.3535(1500=⨯+- x =16401.164826280⨯⨯=51mm ，)2511411(4826280-⨯=uiM =1872.2m kN ⋅3点~4点 s A =58082m m课 程 设 计 用 纸将表4-2的正截面抗弯承载力ui M 在图4-2上用各平行直线表示出来，它们与弯矩包络图4-2的交点分别为q j i 、、、⋯⋯，以各ui M 值代入式)41(222/,,Lx M M l d xd -=，可得q j i 、、、⋯⋯到跨中截面距离值。
结构设计原理课程设计.(DOC)
一、毛截面几何特性计算 1、T 梁受压翼缘有效宽度计算按《桥规》规定，有效宽度'f b min ={}h f /3,b b 12h +’计算跨径梁平均间距，+2{}min 23980/3202=⨯⨯，1800，200+240+12 {}min 7993.3318002704=，， 1800=mm（其中受压区翼缘悬出板厚度：()f h 100020010040/2/1000202mm ≈⨯+⨯=’）2、毛截面几何特性计截面分块示意图见图1.1，毛截面几何特性表见表1.2(附表)。
二、内力组合主梁作用效应组合值计算列于表2，见附表。
三、钢筋数量的确定及布置 1、预应力截面积估算按构件正截面抗烈性要求估算钢筋数量正常使用极限状态按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值为（由表2得）121495224852730.383301.38s G G Qs M M M M =++=+++=设预应力钢筋截面重心距界面下缘为100mm p a =，则预应力合力作用点至图1..1 面分块示意图截面重心轴的距离为p b p 12261001126mm e y a =-=-=；钢筋估算时，截面性质近似取用全截面性质计算，由表1得跨中截面全截面面积2898900mm A =，全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗距为963b /298.87010/1226243.77710mm W I y ==⨯=⨯；故有效预加力合力为666s tk pe 6p /0.7f 3301.3810/243.777100.7 2.65 2.039210101/e /W 1/8989001126/243.77710M W N N A -⨯⨯-⨯≥==⨯++⨯预应力钢筋张拉控制应力为con pk 0.750.7518601395a f MP σ==⨯=，预应力损失按张拉预应力的20%估算，则可得需要预应力钢筋的面积为6pe2p con2.0392********.49mm 10.20.81395N A σ⨯===-⨯（）采用三束5s φ15.24钢绞线，预应力钢筋的截面积为2p 351392085mm A =⨯⨯=。
结构设计原理课程设计
结构设计原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解结构设计的基本原理，掌握结构稳定性和强度的概念。
2. 学生能描述不同类型的结构元件，并解释其在工程中的应用。
3. 学生能运用数学和物理知识，分析简单结构在设计中的受力和变形情况。
技能目标：1. 学生能够运用计算机辅助设计软件（如CAD），绘制简单的结构设计图。
2. 学生能够通过实验和模拟，验证结构设计原理的正确性，培养动手操作和问题解决能力。
3. 学生能够通过小组合作，进行结构设计项目的讨论和展示，提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对工程设计和建筑美学的兴趣，激发创造力和想象力。
2. 增强学生的环保意识，认识到结构设计在资源利用和环境保护方面的重要性。
3. 培养学生的社会责任感，让他们意识到结构设计在保障人民生命财产安全中的责任。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，提高学生的综合运用能力和实践操作技能。
通过本课程的学习，使学生不仅掌握结构设计的基本知识，还能在实际操作中锻炼技能，培养良好的情感态度价值观。
为实现课程目标，教学过程中将注重分解目标为具体学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 结构设计基本原理：介绍结构设计的基本概念、稳定性和强度原理，涉及课本第二章第一节。
2. 结构元件类型及特性：讲解梁、柱、板等常见结构元件的类型和力学特性，参考课本第二章第二节。
3. 结构受力分析：运用数学和物理知识，分析简单结构在设计中的受力和变形情况，涵盖课本第二章第三节。
4. 计算机辅助设计软件应用：教授CAD软件的基本操作，绘制简单的结构设计图，结合课本第三章。
5. 结构设计实验与模拟：通过实验和模拟，验证结构设计原理的正确性，涉及课本第四章。
6. 结构设计项目实践：以小组合作形式，进行结构设计项目的讨论和展示，参考课本第五章。
教学内容安排和进度如下：第一周：结构设计基本原理第二周：结构元件类型及特性第三周：结构受力分析第四周：计算机辅助设计软件应用第五周：结构设计实验与模拟第六周：结构设计项目实践三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生学习兴趣和主动性：1. 讲授法：在讲解结构设计基本原理、结构元件类型及特性等理论性较强的内容时，运用讲授法进行系统讲解，结合课本内容，让学生掌握基本概念和理论知识。
[结构设计原理课程设计(完整版)
结构设计原理课程设计设计题目：预应力混凝土等截面简支空心板设计（先张法）班级：6班姓名：于祥敏学号：44090629 指导老师：张弘强目录一、设计资料 (2)二、主梁截面形式及尺寸 (2)三、主梁内力计算 (3)四、荷载组合 (3)五、空心板换算成等效工字梁 (3)六、全截面几何特性 (4)七、钢筋面积的估算及布置 (5)八、主梁截面几何特性 (7)九、持久状况截面承载力极限状态计算 (9)十、应力损失估算 (10)十一、钢筋有效应力验算 (13)十二、应力验算 (13)十三、抗裂性验算 (19)十四、变形计算 (21)预应力混凝土等截面简支空心板设计一、设计资料1、标跨m 16，计算跨径m 2.152、设计荷载：汽车按公路Ｉ级，人群按2/0.3m KN ，10=γ3、环境：Ｉ类，相对湿度%754、材料：预应力钢筋：采用ASTM a A 97416-标准的低松弛钢绞线（71⨯标准型），抗拉强度标准值MPa f pk 1860=，抗拉强度设计值MPa f pd 1260=，公称直径mm 24.15，公称面积2140mm ，弹性模量MPa Ep 51095.1⨯=非预应力钢筋：400HRB 级钢筋，抗拉强度标准值MPa f sk 400=，抗拉强度设计值MPa f sd 330=，弹性模量MPa Es 5100.2⨯=箍筋：335HRB 级钢筋，抗拉强度标准值MPa f sk 335=，抗拉强度设计值MPa f sd 280=，弹性模量MPa Es 5100.2⨯=混凝土：主梁采用50C 混凝土，MPa Ec 41045.3⨯=，抗压强度标准值MPa f ck 4.32=，抗压强度设计值MPa f cd 4.22=，抗拉强度标准值MPa f tk 65.2=，抗拉强度设计值MPa f td 83.1=5、设计要求：根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》要求，按Ａ类预应力混凝土构件设计此梁6、施工方法：先张法二、主梁截面形式及尺寸（mm ）主梁截面图（单位mm ）三、主梁的内力计算结果一期恒载：跨中m KN M d ⋅=220 0=d V 支点：0=M KN V 70=二期恒载：跨中m KN M d ⋅=100 0=d V支点：0=M KN V 40=汽车荷载：跨中m KN M d ⋅=220KN V d 0.20= 支点：0=M KN V 150=人群： 跨中m KN M d ⋅=70 KN V d 0.8= 支点：0=M KN V 22=四、进行荷载组合五、空心板换算成等效工字梁上翼板厚度：120211=-=k f h y h ι下翼板厚度：120212'=-=k f h y h腹板厚度：280=-=k f b b b等效工字梁如下图所示：六、全截面几何特性计算（1）受压翼缘有效宽度'f b 计算①计算跨径的31，即mm l 50673)102.15(3=⨯= ②相邻两梁的平均间距mm 880③mm h b b f h 17201201202280122'=⨯+⨯+=++ 取三者中的最小者，因此受压翼缘有效宽度mm b f 880'= （2）全截面几何特性的计算在工程设计中，主梁几何特性多采用分块数值求和法进行，其计算式如下： 全截面面积：∑=i A A 全截面重心至梁顶距离：Ay A y ii i ∑=式中：i A －分块面积；i y －分块面积重心至梁顶边的距离； 截面分块示意图：主梁全截面几何特性如下：其中：i I －分块面积i A 对其自身重心轴的惯性矩 x I －分块面积i A 对全截面重心轴的惯性矩七、钢筋面积估算及钢束布置（1）预应力钢筋面积估算按作用短期效应组合下正截面抗裂性要求，估算预应力钢筋数量。
课程设计_结构设计原理__最终版
《结构设计原理》课程设计姓名：张建龙院系：交通与工程系班级：08土木工程二〇一一年六月二日课程设计任务书一、课程设计的内容根据给定的桥梁基本设计资料（主要结构尺寸、计算内力等）设计预应力混凝土简支T 形主梁。
主要内容包括：1．预应力钢筋及非预应力钢筋数量的确定及布置； 2．截面几何性质计算；3．承载能力极限状态计算（正截面与斜截面承载力计算）； 4．预应力损失估算；5．应力验算（短暂状况和持久状况的应力验算）；6．抗裂验算（正截面与斜截面抗裂验算）或裂缝宽度计算； 7．主梁变形（挠度）计算； 8．锚固局部承压计算与锚固区设计； 9．绘制主梁施工图。
二、课程设计的要求与数据通过预应力混凝土简支T 形梁桥的一片主梁设计，要求掌握设计过程的数值计算方法及有关构造要求规定，并绘制施工图。
要求：设计合理、计算无误、绘图规范。
（一）基本设计资料1．设计荷载：公路—Ⅰ级荷载，人群荷载3.52kN/m ，结构重要性系数0γ=1.0 2．环境标准:Ⅱ类环境 3．材料性能参数 （1）混凝土强度等级为C50，主要强度指标为：强度标准值 ck f =32.4MPa ，tk f =2.65MPa 强度设计值 cd f =22.4MPa ，td f =1.83MPa 弹性模量 c E =3.45⨯410MPa（2）预应力钢筋采用ASTM A416—97a 标准的低松弛钢绞线（1⨯7标准型）， 其强度指标为：抗拉强度标准值 pk f =1860MPa 抗拉强度设计值 pd f =1260MPa弹性模量 p E =1.95⨯510MPa 相对界限受压区高度 b ξ=0.4，pu ξ=0.2563 公称直径为15.24mm ，公称面积为140mm2（3）非预应力钢筋1）纵向抗拉非预应力钢筋采用HRB400钢筋，其强度指标为：抗拉强度标准值 sk f =400MPa 抗拉强度设计值 sd f =330MPa 弹性模量 s E =2.0⨯510MPa 相对界限受压区高度 b ξ=0.53，pu ξ=0.1985 2）箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标为： 抗拉强度标准值 sk f =335MPa 抗拉强度设计值 sd f =280MPa弹性模量 s E =2.0⨯510MPa 图1 主梁跨中截面尺寸（尺寸单位：mm ）4．主要结构尺寸主梁标准跨径k L =25m ，梁全长24.96m ，计算跨径f L =24.3m 。
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结构设计原理课程设计设计题目：预应力混凝土等截面简支空心板设计（先张法）班级：6班姓名：***学号：********指导老师：***目录一、设计资料 (2)二、主梁截面形式及尺寸 (2)三、主梁内力计算 (3)四、荷载组合 (3)五、空心板换算成等效工字梁 (3)六、全截面几何特性 (4)七、钢筋面积的估算及布置 (5)八、主梁截面几何特性 (7)九、持久状况截面承载力极限状态计算 (9)十、应力损失估算 (10)十一、钢筋有效应力验算 (13)十二、应力验算 (13)十三、抗裂性验算 (19)十四、变形计算 (21)预应力混凝土等截面简支空心板设计一、设计资料1、标跨m 16，计算跨径m 2.152、设计荷载：汽车按公路Ｉ级，人群按2/0.3m KN ，10=γ3、环境：Ｉ类，相对湿度%754、材料：预应力钢筋：采用ASTM a A 97416-标准的低松弛钢绞线（71⨯标准型），抗拉强度标准值MPa f pk 1860=，抗拉强度设计值MPa f pd 1260=，公称直径mm 24.15，公称面积2140mm ，弹性模量MPa Ep 51095.1⨯=非预应力钢筋：400HRB 级钢筋，抗拉强度标准值MPa f sk 400=，抗拉强度设计值MPa f sd 330=，弹性模量MPa Es 5100.2⨯=箍筋：335HRB 级钢筋，抗拉强度标准值MPa f sk 335=，抗拉强度设计值MPa f sd 280=，弹性模量MPa Es 5100.2⨯=混凝土：主梁采用50C 混凝土，MPa Ec 41045.3⨯=，抗压强度标准值MPa f ck 4.32=，抗压强度设计值MPa f cd 4.22=，抗拉强度标准值MPa f tk 65.2=，抗拉强度设计值MPa f td 83.1=5、设计要求：根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》要求，按Ａ类预应力混凝土构件设计此梁6、施工方法：先张法二、主梁截面形式及尺寸（mm ）主梁截面图（单位mm ）三、主梁的内力计算结果一期恒载：跨中m KN M d ⋅=220 0=d V 支点：0=M KN V 70=二期恒载：跨中m KN M d ⋅=100 0=d V支点：0=M KN V 40=汽车荷载：跨中m KN M d ⋅=220KN V d 0.20= 支点：0=M KN V 150=人群： 跨中m KN M d ⋅=70 KN V d 0.8= 支点：0=M KN V 22=四、进行荷载组合五、空心板换算成等效工字梁上翼板厚度：120211=-=k f h y h ι下翼板厚度：120212'=-=k f h y h腹板厚度：280=-=k f b b b等效工字梁如下图所示：六、全截面几何特性计算（1）受压翼缘有效宽度'f b 计算①计算跨径的31，即mm l 50673)102.15(3=⨯= ②相邻两梁的平均间距mm 880③mm h b b f h 17201201202280122'=⨯+⨯+=++ 取三者中的最小者，因此受压翼缘有效宽度mm b f 880'= （2）全截面几何特性的计算在工程设计中，主梁几何特性多采用分块数值求和法进行，其计算式如下： 全截面面积：∑=i A A 全截面重心至梁顶距离：Ay A y ii i ∑=式中：i A －分块面积；i y －分块面积重心至梁顶边的距离； 截面分块示意图：主梁全截面几何特性如下：其中：i I －分块面积i A 对其自身重心轴的惯性矩 x I －分块面积i A 对全截面重心轴的惯性矩七、钢筋面积估算及钢束布置（1）预应力钢筋面积估算按作用短期效应组合下正截面抗裂性要求，估算预应力钢筋数量。
对于A 类部分预应力混凝土构件，根据跨中截面抗裂性要求，可得跨中截面有效预加力为：We Af W M N p tks pe +-≥17.0 其中：s M 为正常使用极限状态下按作用短期效应组合计算的弯矩值，由表1可知：m KN M M M M Qs G G s ⋅=++=++=54422410022021；设预应力钢筋截面重心距截面下缘mm a p 60=，则预应力钢筋的合力作用点至截面重心轴的距离mm a y e p b p 27060330=-=-=；钢筋估算时，截面性质近似取用全截面的性质来计算，由表2可知，跨中截面全截面面积2328800mm A =；全截面对抗裂验算边缘（即下缘）的弹性抵抗矩为371010267.533010738.1mm y I W b ⨯=⨯==；tk f 为C50混凝土抗拉强度标准值MPa f tk 65.2=；因此，有效预加力合力为：N We Af W M N ptk s pe677610037.110267.5270328800165.27.0)10267.5()10544(17.0⨯=⨯+⨯-⨯⨯=+-≥预应力钢筋的张拉控制应力为MPa f pk con 1395186075.075.0=⨯==σ，预应力损失按张拉控制应力的20%估算，则需要预应力钢筋的面积为2692913958.010037.1)2.01(mm N A conpe p =⨯⨯=-=σ 因此，采用24.157φ的钢绞线，则预应力钢筋的面积229299801407mm mm A p 〉=⨯=，满足条件。
(2)非预应力钢筋面积估算及布置在确定预应力钢筋数量后，非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求来估算非预应力钢筋数量。
设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力作用点到截面底边的距离为mm a 60=，则有mm a h h 600606600=-=-=先假定为第一类T 梁，则有)2(0'0x h x b f M r f cd d -=即)2600(8804.22107960.16xx -⨯⨯⨯=⨯⨯解得：mm x 6.71=＜mm h f 120'=（另一解不符合题意，舍去） 因此确为第一类T 梁。
由p pd s sd f cd A f A f x b f +='可知：2'53533098012606.718804.22mm f A f x b f A pdssd f cd p =⨯-⨯⨯=-=采用3根直径为16mm 的HRB400钢筋，其面积2603mm A s = 将预应力钢筋和非预应力钢筋布置成一排，钢筋布置图如下：保护层厚度：⎩⎨⎧==mmmmd mm c 30168.50 ，符合要求钢筋净距：mm S n 5.66924.1574.183760=⨯-⨯-=⎩⎨⎧=mm mm d 3016 ，符合要求。
八、主梁截面几何特性计算查表可知，对于混凝土、预应力钢筋、普通钢筋，其弹性模量分别为MPa E c 41045.3⨯=、MPa E p 51095.1⨯=、MPa E s 5100.2⨯=（1）预加应力阶段梁的几何特性此阶段，混凝土强度达到ck f %80，此时，MPa E c 4'1025.3⨯= 则有钢筋换算系数如下：61025.31095.145''=⨯⨯==c pEpE E α15.61025.3100.245''=⨯⨯==c s Es E E α（2）使用阶段梁的几何特性 钢筋换算系数如下：652.51045.31095.145=⨯⨯==c pEpE E α 797.51045.3100.245=⨯⨯==c s Es E E α其中：ou y ，ob y ――构件全截面换算截面的重心到上下缘的距离ou W ，ob W ――构件全截面换算截面对上下缘的截面抵抗矩p e ――为预应力钢筋重心到换算截面重心的距离，p ou p a y h e --=，对于预应力阶段6.263=p e mm ，对于使用阶段02.264=p e mm九、持久状况截面承载能力极限状态计算（1）正截面承载能力计算一般取弯矩最大的跨中截面进行正截面承载能力计算 ①求受压区高度x先按第一类T 型截面梁计算混凝土受压区高度x ，即：p pd s sd f cd A f A f x b f +=' 则有mm b f A f A f x fcd ppd s sd 7.728804.229801260603330'=⨯⨯+⨯=+=＜mm h f 120'=受压区全部在翼板内，说明确为第一类T 型截面 ②正截面承载能力计算由预应力钢筋和非预应力钢筋布置图可知，预应力钢筋和非预应力钢筋布置成一排，合力作用点到截面底缘的距离mm a 60=，mm a h h 600606600=-=-=，正截面的承载能力：)2(0'x h x b f M f cd u -=610)27.72600(7.728804.22-⨯-⨯⨯⨯=m KN ⋅=7.807＞m KN M r d ⋅=7960 因此跨中截面正截面承载力满足要求。
（2）斜截面承载能力计算 ①斜截面抗剪承载力计算根据公式进行截面抗剪强度上、下限复核，即：023)1050.0(bh f td α-⨯≤d V r 0≤0,3)1051.0(bh f k cu -⨯首先，检验上限值——截面尺寸检查60028050)1051.0()1051.0(30,3⨯⨯⨯⨯=⨯--bh f k cuKN 8.605=＞KN V r d 1.3840=其次，检验下限值——是否需要计算配置箍筋60028083.125.1)1050.0()1050.0(3023⨯⨯⨯⨯⨯=⨯--bh f td αKN 15.192=＜KN V r d 1.3840=由此可知，截面尺寸符合设计要求，但必须按照计算配置箍筋。
斜截面抗剪承载能力按下式计算，即：pd cs d V V V r +≤0式中：sv sv k cu cs f f P bh V ρααα,03321)6.02()1045.0(+⨯=-∑-⨯=p pd pd pd A f V θsin )1075.0(3其中，1α——异号弯矩影响系数，0.11=α；2α——预应力提高系数，25.12=α； 3α——受压翼缘的影响系数，1.13=α；942.06002806039801001001000=⨯+⨯=+⨯==bh A A P p s ρ闭合箍筋选用双肢直径为12mm 的HRB335钢筋，MPa f sv 280=，间距mm S v 100=，箍筋截面面积22.2261.1132mm A sv =⨯=，则有0081.01002802.226=⨯==v sv sv bs A ρ 因此，sv sv k cu cs f f P bh V ρααα,03321)6.02()1045.0(+⨯=-2800081.050)942.06.02(600280)1045.0(1.125.10.13⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-＝KN 7.666因为预应力钢筋布置为直线型，因此有0=p θ，则有0=pd VKN V V pd cs 7.666=+＞KN V r d 1.3840=由上可知，支点处截面满足斜截面抗剪要求。