结构设计原理课程设计(DOC)
结构设计原理课程设计
结构设计原理课程设计
结构设计原理课程设计是一个基于实践的课程，旨在让学生了解和解决实际的结构设计问题。
本课程的课程目标是帮助学生掌握结构设计的基本原理，研究和讨论相关的技术设计原理，了解结构设计的基本思想以及有关任务();开发、实施和完善结构设计的方法和工具，以及采用各种计算方法和一系列实验来验证设计成果和结果。
本课程将采用现场实验和理论讲授相结合的学习方式，使学生能够逐步掌握和实践结构设计相关的基本定律。
主要内容包括力学原理、流体动力学、热学等基本力学原理，以及材料力学、设计规范、抗压强度、分析、荷载传递强度、构造空间形状、结构抗震度等结构设计基本原理，以及结构参数和结构性能的数学模型构造方法、传热、制冷原理、计算结构稳定性、控制力学分析、复杂结构形态分析、结构力学分析等基本理论。
实验内容涉及材料性能测试、元件测试、构件测试，结构抗震设计原理、建筑物设计原则以及土木结构设计、风洞及数值分析等。
学生在实验过程中可以验证和学习结构设计和分析的基本原理，从而更加深入了解结构设计的相关方面。
在教学活动过程中，教师可以主动指导和提高学生的实践能力，采用互动的形式，以便学生进行丰富的实践。
教师需要结合学生的实际情况，在教学实践过程中能够有效指导学生解决各种问题、传授实践知识，使学生充分了解和掌握结构设计的基本原理，提高学生在实践工作中的能力和能力。
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。
结构设计原理课程设计范例
结构设计原理课程设计范例一、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. 学生能够描述不同类型的结构元件，并解释其在工程中的应用。
3. 学生能够运用数学和科学知识分析简单结构问题，计算出结构的受力情况。
技能目标：1. 学生能够运用模型材料设计并构建小型结构模型，展示对结构原理的理解。
2. 学生通过实验和模拟，能够掌握测量和记录数据的方法，培养科学探究能力。
3. 学生能够通过团队合作，有效沟通，解决结构设计过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生将对工程学和结构设计产生兴趣，培养未来从事相关领域工作的志向。
2. 学生在学习过程中，能够认识到科学知识在实际生活中的重要性，增强学习的积极性。
3. 学生通过课程学习，培养对技术工作的尊重，理解工程师在社会发展中的作用，形成正确的劳动观念。
课程性质分析：本课程结合物理、数学和工程技术原理，注重理论与实践相结合，旨在通过动手操作和问题解决，提升学生的综合应用能力。
学生特点分析：考虑到学生处于中学阶段，具备一定的物理和数学基础，好奇心强，喜欢探索和动手实践，因此课程设计需兼顾知识性和趣味性。
教学要求：教学应注重启发式和探究式方法，鼓励学生主动参与，注重培养学生的创新能力与合作精神，确保每位学生都能在课程中取得进步。
通过对具体学习成果的分解，教师可进行有效的教学设计和学习成果评估。
二、教学内容1. 结构设计基本概念：包括结构的定义、分类和功能，结构设计的基本原则，如稳定性、强度和耐久性。
- 教材章节：第一章 结构设计概述2. 结构元件与受力分析：介绍梁、柱、板等常见结构元件，及其在承受不同类型力时的响应。
- 教材章节：第二章 结构元件与受力分析3. 结构设计方法与步骤：讲解结构设计的流程，包括需求分析、方案设计、计算分析、施工图绘制等。
- 教材章节：第三章 结构设计方法与步骤4. 实践操作与案例分析：组织学生进行小组合作，设计并制作小型结构模型，分析实际工程案例。
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。
混凝土结构设计原理课程设计(自己).doc
混凝土结构设计原理课程设计(自己).《混凝土结构设计》课程设计――整体式单向板肋梁楼盖设计任务书适用专业：建筑工程专业（本科）使用班级：XXXX年5月长沙学院土木工程系土木工程教研室《混凝土结构设计》课程设计――整体式单向板肋梁楼盖设计任务书一、设计任务：设计某三层轻工厂房车间的楼盖，拟采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。
要求进行第二层楼面梁格布置，确定梁、板、柱截面尺寸，计算梁板配筋，并绘制结构施工图。
二、设计目的《建筑结构》课程设计是教育计划中一个重要的实践性教学环节，对培养和提高学生的基本技能，启发学生对实际结构工作情况的认识和巩固所学的理论知识具有重要作用。
1．了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容，为毕业设计以及今后从事实际设计、管理工作奠定初步基础。
2．复习巩固加深所学的基本构件中受弯构件和钢筋混凝土梁板结构等章节的理论知识。
3．掌握钢筋混凝土肋梁楼盖的一般设计方法，诸如：（1）进一步理解单向板肋梁楼盖的结构布置、荷载传递途径和计算简图；（2）掌握弹性理论和塑性理论的设计方法；（3）掌握内力包络图和抵抗弯矩图的绘制方法；（4）了解构造设计的重要性，掌握现浇梁板的有关构造要求；（5）掌握现浇钢筋混凝土结构施工图的表示方法和制图规定；（6）学习书写结构计算书；（7）学习运用规范。
三、设计资料序号①②③④⑤⑥活荷载标准值(kN/mm2)4.55.05.56.06.57.01、结构平面及柱网布置如图所示（楼梯间在此平面外），按不同用途的车间工业楼面活荷载标准值见表1，车间内无侵蚀性介质，柱网尺寸见表二。
每位学生按学号顺序根据表3选取一组数据进行设计。
活荷载标准值表1结构平面及柱网布置图序号LxLy①66005400②66006600③69005700④69006300⑤7XXXX年5月长沙学院土木工程系土木工程教研室《混凝土结构设计》课程设计――整体式单向板肋梁楼盖设计任务书一、设计任务：设计某三层轻工厂房车间的楼盖，拟采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。
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。
T型梁结构设计原理课程设计
一 、课程设计的要求①熟练掌握书本上的知识②掌握一般的结构构件设计的计算原理和方法，能够综合运所学知识，分析解决课程设计中出现的问题，设计结果科学合理。
③学生在设计过程中必须具有求实创新的精神，查阅参考书和设计资料，不拘泥于教材。
④设计期间学生必须严格遵守纪律，设计过程中认真严谨、勤学好问、努力创新、互帮互学，完成课程设计任务。
二、课程设计的内容1、正截面设计1）内力组合计算：弯矩组合设计值计算公式：001112()mnd GiGik 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()mnd Gi GikQ Q k c Qj Qjk i j V VV V γγγγψγ===++∑∑跨中截面：,/2,/211,/2,/2121.2812.29 1.4707.740.8 1.441.812012.411m nd l Gi Gik l Q Q k l c Qj Qjk l i j M M M M kN m γγψγ===++=⨯+⨯+⨯⨯=⋅∑∑,/2,/211,/2,/2121.2*0 1.4*71.830.8*1.4*2.14102.959mnd l Gi Gik l Q Q k l c Qj Qjk l i j V V V V γγψγ===++=++=∑∑L/4截面：,/4,/411,/4,/4121.2*609.26 1.4*530.790.8*1.4*41.811521.045m nd l Gi Gik l Q Q k l c Qj Qjk l i j M M M M kN mγγψγ===++=++=⋅∑∑支点处界面：,,11,,121.2*0 1.4*00.8*1.4*00m nd o Gi Gik o Q Q k o c Qj Qjk oi j M M M M γγψγ===++=++=∑∑,/2,/211,/2,/2121.2*0 1.4*71.830.8*1.4*2.14102.959m nd l Gi Gik l Q Q k l c Qj Qjk l i j V V V V γγψγ===++=++=∑∑2）截面尺寸设计对于该T 形截面：取梁肋宽b=200mm ，翼缘悬臂端厚度取100mm ，最大厚度为140mm ，预制梁翼板宽度为1580mm ，相邻两主梁的平均间距为1600mm 。
结构设计原理课程设计
结构设计原理课程设计
一、结构设计原理的重要性
结构设计原理是一种具有规范性的设计原则，它不仅为架构设计
提供了整体的指导，而且能够更好地指导设计者构建出高可用、可伸缩、灵活性更好的系统架构。
因此，任何想要学习架构设计的人都应
该重视学习结构设计原理。
二、结构设计原理课程设计
结构设计原理课程应分为基础篇和深入篇，基础篇的内容主要包括：系统解耦的重要性、模块化设计的基本原理、面向对象编程的思
想以及面向服务的设计思想。
深入篇的内容将加深对系统架构设计原
则的理解，主要研究方向为深入分析微服务架构下的结构设计原则、
在大数据架构中结构设计原则的应用、事件驱动架构等等。
三、结构设计原理课程设计实施
教师在实施结构设计原理课程时，应重点强调让学员掌握结构设
计的基本概念、基本思想和基本原理，以及如何在实践中应用，以满
足具体项目需求。
在课堂上可采取讲授、研讨、讨论、及实战等方式，每个知识点都有相应的实践练习来验证理论知识，达到及时回顾，学
习有效掌握的目标。
建议学员完成课程学习后要进行实践，结合课程
中学到的理论知识到技术项目中去探索和实践，形成一个系统性的技
术客观知识，提高技能水平和设计水平。
四、总结
结构设计原理是架构设计的基础，其学习和实践是构建可伸缩、高可用的技术架构的前提。
结构设计原理课程设计应把基础篇和深入篇相结合，重点强调理论知识和实践，鼓励学员完成课程学习后要进行实践，锻炼自己的技术和设计水平，为今后技术实践打下扎实的基础。
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 。
(完整word版)混凝土结构设计原理课程设计()
混凝土结构设计原理课程设计一、设计任务某二层建筑物，为现浇混凝土内框架结构（中间为框架承重，四周为墙体承重），建筑平面图如下图。
试对楼盖、楼梯和雨蓬进行设计.二、设计资料1、建设地点：烟台市区2、楼面做法：水磨石地面、钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底。
3、层高:4。
5m；门:宽×高=3300mm×3000mm；纵向跨度1L=6900mm横向跨度L=7200mm；楼梯位置见图，楼梯尺寸自定。
24、墙体为370mm砖砌体。
5、建筑用途为仪器仓库;楼面活荷载为8。
0/6.0/5.0（kN/ m2）.6、材料：混凝土强度等级为C30，梁受力钢筋采用HRB400级钢筋，梁箍筋、板中钢筋采用HRB235级钢筋。
三、楼盖的结构平面布置主梁沿纵向布置，次梁沿横向布置.主梁的跨度为7.2m,次梁的跨度为6。
9m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2。
4m，l02/l01=6。
9/2。
4=2。
875〈３但是大于２，故可按单向板设计。
按跨高比条件，要求板厚h≥2400/40=60mm，对工业建筑的楼盖板，要求h≥80mm，取h=80mm。
次梁截面高度应满足h=l0/18～l0/12=6900/18~6900/12=385~575mm。
考虑到楼面活载比较大，因此截面高度取为h=550mm，截面宽度取为b=200mm。
主梁的截面高度应满足h=l0/15～l0/10=7200/15～7200/10=500~720mm，取h=650mm。
截面宽度取为b=300mm。
四、计算书的计算过程1。
板的设计如附图1轴线①～②、⑤～⑥的板属于端区格单元板；轴线②～⑤的板属于中间区格单元板。
1。
1 荷载板的永久荷载标准值：水磨石面层0。
65kN/m2100mm钢筋混凝土板0。
08×25=2kN/ m220mm石灰砂浆0.02×17=0。
34 kN/ m2小计2。
99kN/m2板的可变荷载标准值8。
结构设计原理第四版课程设计
结构设计原理第四版课程设计设计背景本课程设计的背景是：在学习《结构设计原理第四版》这门课程的过程中，我们需要通过实际案例的分析和计算，加深对课程知识的理解和掌握。
因此，本课程设计旨在通过一个建筑设计实例，让学生全面掌握建筑结构设计的原理和方法，并通过计算实践掌握建筑结构设计的基本步骤和流程。
设计目标本课程设计的主要目标是让学生：1.全面理解建筑结构设计的基本原理和方法；2.深入分析建筑物结构性能，为建筑物提供安全保障；3.掌握建筑结构设计的计算基本步骤和流程；4.熟悉结构软件的使用，能够进行建筑结构的建模和分析。
设计内容设计案例介绍设计案例选择的是一栋高层住宅，该建筑高度约120米，标准层总共有20层，设计荷载为0.5kN/m^2，设计地震烈度为7度。
该建筑的结构形式为框架结构，柱子采用H型钢，梁采用工字钢和H型钢，板采用承重一般的混凝土板。
设计步骤本课程设计的设计过程主要由以下步骤组成：1.确定建筑物的结构类型和荷载标准，进行结构设计裕度的分析；2.根据设计要求，进行结构荷载的计算和分析，并确定结构体系形式和参数；3.进行结构图的布置和尺寸设计，并进行荷载重组的计算；4.进行结构算法计算和验算，确定结构的受力状态；5.进行结构的实体建模和分析，进行结构性能的评价和优化。
设计流程图以下是本课程设计的流程图：graph TDA(确定结构类型和荷载标准) --> B(进行荷载计算和分析)B --> C(确定结构体系形式和参数)C --> D(进行结构图的布置和尺寸设计)D --> E(进行荷载重组的计算)E --> F(进行结构算法计算和验算)F --> G(进行结构的实体建模和分析)G --> H(进行结构性能的评价和优化)设计要求1.完成建筑结构类型和荷载标准的确定，并进行逐层、逐面分析、计算；2.对框架结构进行合理的参数选取和分析，确定关键节点配置和构造节点类型；3.运用具体的结构软件进行结构模型的建立、荷载分析和受力分析；4.完成设计报告的编写和展示，包括详细的计算、分析、验算、建模和受力分析数据，并进行结构性能的评价和优化。
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
结构设计原理课程设计装配式钢筋混凝⼟简⽀T梁设计计算书中华⼈民共和国⾏业标准：《公路钢筋混凝⼟及预应⼒混凝⼟桥涵设计规范》JTG D62—2004《公路桥涵设计通⽤规范》JDG D60—2004⼆、设计资料1. 桥⾯净空：净—7+2×1.5m2. 设计荷载：公路Ⅱ级汽车荷载，⼈群m2.结构安全等级为⼆级，即r0=3. 材料规格：钢筋：主筋采⽤HRB400钢筋；箍筋采⽤HRB335钢筋；Ⅰ类环境⽔平纵向钢筋⾯积为~bh，直径8~10mm，⽔平纵向钢筋对称，下密上疏布置在箍筋外侧。
架⽴筋选⽤2φ20的钢筋混凝⼟：采⽤C30混凝⼟4. 结构尺⼨：T形主梁：标准跨径L b=20.00m计算跨径L j=19.5m主梁全长L=19.96m主梁肋宽b=180mm主梁⾼度h=1300mm三、设计内容1. 计算弯矩和剪⼒组合设计值2. 正截⾯承载⼒计算3. 斜截⾯抗剪承载⼒计算4. 全梁承载能⼒校核5. ⽔平纵向钢筋和架⽴筋设计6. 裂缝宽度及变形（挠度）验算梁体采⽤C40的混凝⼟，轴⼼抗压强度设计值为，轴⼼抗拉强度设计值ftd=1..65Mpa 。
主筋采⽤KL400,抗拉强度设计值fsd=330Mpa ，抗压强度设计值Mpa f sd330/=；箍筋采⽤HRB335，直径8mm ，抗拉强度设计值为280Mpa 。
1.计算弯矩和剪⼒组合设计值因恒载作⽤效应对结构的承载⼒不利，故取永久效应，即恒载的分项系数2.11=G γ。
汽车荷载效应的分项系数为4.11=Q γ。
对于⼈群荷载，其它可变作⽤效应的分项系数为4.1=Qj γ。
本组合为永久作⽤与汽车荷载和⼈群荷载组合，故取⼈群荷载的组合系数8.0=C ?2l处 K Q k Q GK d M M M M 214.18.04.12.1??+?+?= m kN m kN ·2.1755·0.554.18.00.6084.10.7022.1=??+?+?= 4 l处 K Q k Q GK d M M M M 214.18.04.12.1??+?+?= m kN m kN ·2.1369·0.404.18.00.4664.10.5602.1=??+?+?=⽀点截⾯处 K Q k Q GK d V V V V 214.18.04.12.1??+?+?=kN kN 48.3690.44.18.00.1154.10.1702.1=??+?+?=2l处 K Q k Q GK d V V V V 214.18.04.12.1??+?+?= kN kN 64.660.24.18.0464.102.1=??+?+?=2.截⾯承载⼒计算（1）确定Ｔ梁翼缘的有效宽度'f b由图所⽰Ｔ形截⾯受压翼板厚度的尺⼨，可得：翼板平均厚度mm b f 110214080'=+= ⼜mm mm L b f 650019500313'1=?==由横断⾯的尺⼨可知：5个T 形梁的总长为5*1600=8000mm ，则每个T 形梁宽1580/=f b ，缝宽（8000-1580*5）/5=20，则两相邻主梁的平均间距为1600mm ，即： mm b f 1600'2=mm mm h b b b f h f 15001101202180122''3=?+?+=++=故取受压翼缘板的有效宽度为三者之间的较⼩值：mm b f 1500'= （２）有效⾼度确定：由上⾯的计算已知：fcd= , ftd= , fsd330Mpa , 0.10=γ跨中截⾯弯矩组合值=M m KN M d ?==2.17552.1755*0.10γ为了计算⽅便，将图的实际T 形截⾯等效成右图（3）所⽰： 110214080/=+=f h图⼀采⽤焊接钢筋⾻架。
结构设计原理
结构设计原理课程设计计算书课程名称：结构设计原理设计题目：装配式钢筋混泥土简支梁设计学生姓名：彭坤专业班级：0814511指导老师：刘浩装筋式钢筋混凝土简支梁设计 1）已知设计数据及要求装配式混凝土简支梁的的计算跨径L=24m ，荷载为均布荷载。
T 形截面梁尺寸如图1。
桥梁处于一类环境条件，安全等级为二级，。
10=γ梁体采用C40号混凝土，主筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用R235级钢筋。
查表可知：cd td sd sd f 18.4MPa f 1.65MPa f 280MPa f 195MPa ====，，主筋，箍筋。
由受力状况知简支梁控制截面的弯矩组合设计值为：d L/2,/2,/4,0,0M 2952,01/42214,0,492d L d L d d kN m V kNM kN m M kN m V kN=⋅==⋅=⋅=，跨中截面：截面：支点截面：要求确定纵向受拉钢筋数量进行腹筋设计。
2）跨中截面的纵向受拉钢筋计算（1）计算T 形截面受压翼板的有效宽度123110,8000,3182021215201520f f f f h f f h mm L b mm b mm b b b h mmb mm '='=='=''=++='=翼板的平均厚度：故取受压翼板的有效宽度。
（2）钢筋数量计算纵向钢筋数量计算及截面复核由附表查得fcd=18.4Mpa ftd=1.65Mpa fsd=280Mpa ξb=0.56 γ0=1。
弯矩设计值0d M γ=2952KN ·m为了便于计算，h ’f=1101）采取焊接钢筋骨架，设,11791211300,12107.0300mm h mm h a s =-==+=则 2）判定T 型截面类型：0,/2()3457.9629522T fcd f f d L h f b h h kN m M kN m'''-=⋅>=∙所以为第一类型型截面。
结构设计原理电子书(DOC)
数据及要求1.1主梁尺寸钢筋混凝土简支梁计算跨径计算跨径L0=20m，T截面梁尺寸如下图1，设计=1 ,q=44.5KN/m梁处于I类环境，安全等级为二级，0图 1 钢 筋 混 凝 土 简 支 梁 （ 尺 寸 单 位 ： mm)1.2材料规格钢筋：主筋 HRB335钢筋 抗拉强度设计值330sd f MPa =； 相对界限受压区高度0.53b ξ=。
箍筋 R335 抗拉强度设计值MPa f sv 195=。
混凝土：主梁采用C30混凝土 抗压强度设计值MPa f cd 1.16=； 抗拉强度设计值MPa f td 52.1=；2正截面承载力计算2.1荷载计算跨中弯矩)(2,m kN M L d ⋅=82ql =2225KN ·m 跨中剪力)(2,kN V L d =65KN(其中q=44.5KN/m)41截面处 4L 处弯矩)(4,m kN M L d ⋅=3232ql =1668.75 KN ·m 支点截面0,d M =0， 支点剪力)(0,kN V d =2ql =445KN2.2截面设计根据跨中截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。
拟采用焊接钢筋骨架配筋。
2.2.1确定翼缘板计算宽度fb '12000036666.673f Lb mm '≤==； （式2-1）22100f b mm'=； （式2-2）12190121301750f f b b h mm''=+=+⨯=。
（式2-3）故取1750f b mm'=2.2.2判断T 形截面类型设300.08154s a h mm=+=，则015501541396h mm=-=，(15090)2130f h mm'=+= （式2-5）0130()16.11750130(1396)4875.1222f cd f f h f b h h KN m '''-=⨯⨯⨯-=⋅ （式2-6）>02225d M KN m γ=⋅中性轴在翼缘内，属于第I 类T 形梁，应按1750130f b h mm mm'=⨯的矩形截面进行计算。
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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 =⨯⨯=。
采用夹片式群锚，φ70金属波纹管成孔。
2、预应力钢筋布置跨中截面预应力钢筋的布置 （1）跨中截面预应力钢筋布置按《公路桥规》中对后张法预应力混凝土受弯构件管道布置的构造要求，对跨中截面的预应力钢筋进行初步布置如图3.1。
（2）锚固面钢筋布置为使施工方便，全部三束预应力钢筋均锚固于梁端（图3.1a,b ）如此布置符合均匀分散原则，满足张拉要求，同时N1、N2均弯起较高，可提供较大预剪力。
（3）其他截面钢束布置及倾角计算图3.1 端部及跨中预应力钢筋布置图（单位：mm ）○1钢束弯起形状、弯起角θ及弯曲半径 采用直线段中接圆弧曲线段的方式弯起； N1、N2、N3弯起角θ0分别为7.0146，5.7535，4.3542；各钢束的弯起半径为115000N R mm =；230000N R mm =；315000N R mm =。
○2钢束各控制点位置的确定 各钢束弯起布置如图3.2所示。
由d 0c cot 1200cot 7.0146L θ==⨯确定导线点距锚固点的水平距离距离d 0c cot 1200cot 7.01469753mm L θ==⨯=由0b2tan2L R θ=确定弯起点至导线点的水平距离b27.0146tan15000tan919mm 22L R θ==⨯= 所以弯起点至锚固点的水平距离为d b2975391910672mm L L L ω=+=+=则弯起点至跨中截面的水平距离为23980/23101628mm k x L ω=+-=（） 根据圆弧切线的性质，图中弯止点沿切线方向至导线点的距离与弯起点至导线点的水平距离相等，故弯止点至导线点的水平距b1b20cos 919cos 7.0146912mm L L θ==⨯= 故弯止点至跨中截面的水平距离为b1b216289129193460mm k x L L ++=++=同理计算N1、N2的控制点位置，将各钢束的控制参数汇总于表3.3）○3各截面钢束位置及其倾角计算 仍以N3号钢束为例（见图3.2），计算钢束上任一点i 离梁底距离i i a a c =+及该点处钢束的倾角i θ，式中a 为钢束弯起前其重心至梁底的距离，a =100mm ；i c 为i 点所在计算截面处钢束位置的升高值。
当0i k x x -≤（）时，i 点位于直线段还未弯起，i c =0，故i a a ==100mm ， i θ=0； 当b1b2)i k x x L L -≤+0＜（）（时，i 点位于圆弧区段，i c 及i θ按下式计算，即 i c R =1sin i k i x x θ--=（）R； 当b1b2)i k x x L L -+（）＞（时，i 点位于靠近锚固端的直线段，此时08i θθ==，i c 按下式计算：b20tan i i k c x x L θ=--（）。
各截面钢束位置i a 及其倾角i θ计算值详见表3.4(附表) ○4钢束平弯段的位置及平弯角 N1，N2，N3三束预应力钢绞线在跨中截面布置于同一水平线，而在锚固端都在肋板中心线上，为实现钢束的这种布筋方式，N2，N3在主梁肋板中必须从两侧平弯到肋板中心线上，为便于施工中布置预应力管道，N2，N3在梁中采用相同形式，其平弯位置如图3.5。
平弯段有两段曲线弧，每段曲线弧的弯起角为4321803.0948000θπ=⨯=按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋数量：在确定预应力钢筋后，非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求来确定。
设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到截面底边的距离为a =70mm,则有01750701680mm h h a =-=-=先假定为第一类T 型截面，由公式00'(/2)d cd f M f b x h x γ≤-计算受压区高度x ，即（有效宽度'2400mm f b =）61.04969.61022.42400(1680/2)x x ⨯⨯=⨯-求得01680mm '200mmf x h h ====56.0＜则根据正截面承载力计算需要的非预应力钢筋截面积为2'22.4240056.0126020851369.5mm 280cd f pd ps sdf b x f A A f -⨯⨯-⨯===采用6根直径为20mm 的HRB335钢筋，提供的钢筋截面积为2s 1884mm A =，在梁底布置成一排（如图3.6），其间距为72mm,钢筋重心到底边的距离为45mm 。
四、截面几何特性计算以第一阶段跨中截面几何特性计算为例列于表 4.1（附表）；同理，可求得其它受力阶段控制截面几何特性如表4.2所示（附表）。
五、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力计算。
（1）求受压区高度x先按第一类T 形截面梁，略去构造钢筋影响，则砼受压区高度为12602085280266162.72mm '200mm'22.42400pd p sd sf cd ff A f A x h f b +⨯+⨯====⨯＜受压区全部位于翼缘板内，说明确实是第一类T 形截面梁。
（2）正截面承载力计算预应力钢筋和非预应力钢筋的合力作用点到截面底边距离（a ）为1260208510028026614587.85mm126020852802661pd p p sd s s pd p sd sf A a f A a a f A f A +⨯⨯+⨯⨯===+⨯+⨯所以0175087.851662.15mmh h a =-=-=由表2知，梁跨中截面弯矩组合设计值4969.6d M kN m = 则截面抗弯承载能力为 06'/222.4240062.721662.1562.72/25498.74210mm5498.742kN m 1.04969.6kN m u cd f d M f b x h x N M γ=-=⨯⨯⨯-=⨯==⨯0（）（）＞（）图3.6 非预应力钢筋布置图（单位：mm ）跨中正截面承载能力满足要求。
2、斜截面承载力计算（1）斜截面抗弯承载力计算现制取变化点和支点两处截面进行验算。
○1变化点处： 首先，根据公式进行截面抗剪强度上下限复核，即320000.50100.5110td d f bh V αγ--⨯≤≤⨯式中dV =669.56kN ；,cu kf 为砼等级，这里取50MPa ；b=200mm(腹板厚度)；h 为相应于剪力组合设计值处的截面有效高度，即自纵向受拉钢筋合力点（包括预应力钢筋和非预应力钢筋）至混凝土受压边缘的距离，这里纵向钢筋合力点距截面下缘的距离为12602085426.67280188445326.85mm 126020852801884pd p p sd s s pd p sd sf A a f A a a f A f A +⨯⨯+⨯⨯===+⨯+⨯故0h =1750－326.85=1387.15mm;2α为预应力提高系数，2α=1.25；带入上式得0d V γ=1.0×669.56=669.56kN332000.50100.5010 1.25 1.832001387.15317.310k td d f bh N V αγ--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=≤3000.51100.51102001387.151000.48d kN V γ--⨯=⨯⨯≥≥ 计算表明，截面尺寸符合要求，但须配置抗剪钢筋。
斜截面抗剪承载力按式0d cs pd V V V γ≤+计算式中31230.4510cs V bh ααα-=⨯30.7510sin pd pd pb p V f A θ-=⨯∑其中1α——异号弯矩影响系数，1α=1.0；2α——预应力提高系数，2α=1.25；3α——受压翼缘的影响系数，3α=1.1。
020851884100100100 1.4312001387.15p pb sA A A p bh ρ+++==⨯=⨯=⨯箍筋选用双肢直径为10mm 的335HRB 钢筋，280sv f MPa =，间距200mm v S =,则2278.54157.08mm sv A =⨯=，故157.080.00393200200sv sv v A S b ρ===⨯ sin p θ采用全部三束预应力钢筋的平均值，即sin 0.0925p θ=，故31.0 1.25 1.10.45102001387.15809.586k cs V N-=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=30.7510126020850.0925182.255pb V kN -=⨯⨯⨯⨯=809.586182.255987.841cs pb V V kN +=+=＞0669.56d V kN γ=变化点截面处斜截面抗剪满足要求。