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两种散热方式设计原理及计算

两种散热方式设计原理及计算
两种散热方式设计原理及计算

两种散热方式设计原理及计算

2008-3-10 15:10:00

推荐

一、自冷式热设计原理及计算

在自然对流和辐射情况下,平板散热器垂直安装,型材散热器沟道应该是垂直的。叶片的表面应该涂漆或处理以使其有良好的辐射率,例如铝应该进行氧化处理。

至于强制对流下的散热器,其放置方向并没有硬性的规定,当然仍然是要使冷却空气能通过散热器叶片之间的沟道自由流动为原则。

(一)自冷式热设计公式

由于散热器装上后会使热阻大大减小,而热量总是趋向于向热阻最小的方向流动,因此当电源模块装上散热器后,可以认为,电源模块产生的热量基本上都是通过散热器而散发出去的。只有很少(小于10%)的热量是从电源模块的外壳底板与侧面壁通过热交换而散发出去的。由前面几节的公式我们能求出电源模块所消耗的热量Pd及模块外壳与周围流体(空气)的温差△T。这样散热器所需要的热阻Rth为

下面的任务就是查散热器的产品目录或手册,从中找出与电源模块基板尺寸相当的、在合适环境温度及自然对流与辐射下的热阻值小于Rth的散热器即可。

(二)常用散热器热阻

常用的散热器有平板散热器、型材散热器和叉指形散热器等。又指形散热器由于散热叉指之问的“烟囱效应”利于热对流,所以在相同热阻下,叉指形散热器比其他散热器体积小、重量轻。国产的叉指形散热器型号为SRZ系列。国产的型材散热器型号为XC系列、DXC系列、XSF系列等。表10—3和表10—4分别为国产型材散热器和国产叉指形散热器的型号及其对应的热阻阻值表。

结构设计原理复习题 及答案.

结构设计原理复习题 一、选择题 1、混凝土强度等级按照( )确定 A 、立方体抗压强度标准值 B 、立方体抗压强度平均值 C 、轴心抗压强度标准值 D 、轴心抗压强度设计值 2、同一强度等级的混凝土,各种强度之间的关系是( ) A 、c f >cu f >t f B cu f >t f >c f C 、cu f >c f >t f D 、t f >cu f >c f 3、在测定混凝土立方体抗压强度时,《桥规》(JTG D —2004)采用的标准试件尺寸为( ) 的立方体。 A 、mm 100 B 、mm 150 C 、mm 180 D 、mm 200 4、混凝土棱柱体抗压强度用符号( )表示 A 、c f B 、cu f C 、t f D 、s f 5、分别用mm 150和mm 200的立方体试件进行抗压强度试验,测得的抗压强度值为( ) A 、mm 150的立方体低于mm 200的立方体 ; B 、mm 150的立方体高于mm 200的立方体 ; C 、mm 150的立方体等于mm 200的立方体 ; D 、mm 150的立方体低于mm 200的立方体 ,是因为试件尺寸越小,抗压强度就越小; 6、同一强度等级的混凝土,棱柱体试件的抗压强度与立方体试件的抗压强度关系是( ) A 、立方体抗压强度与棱柱体抗压强度相等 B 、立方体抗压强度高于棱柱体抗压强度 C 、立方体抗压强度低于棱柱体抗压强度 D 、无法确定 7、混凝土双向受压时,其强度变化规律是( ) A 、一向混凝土强度随着另一向压应力的增加而增加 B 、一向混凝土强度随着另一向压应力的增加而减小 C 、双向受压强度与单向受压强度相等 D 、双向受压强度低于单向受压强度 8、混凝土弹性模量的基本测定方法是( ) A、在很小的应力(c c f 3.0≤σ)下做重复加载卸载试验所测得 B、在很大的应力(c σ>c f 5.0)下做重复加载卸载试验所测得 C、应力在0=c σ~c f 5.0 之间重复加载卸载5~10次,取c σ=c f 5.0时所测得的变形值作为混凝土弹性模量的依据 D、以上答案均不对 9、混凝土的线性徐变是指徐变变形与( )成正比。 A、混凝土强度 B、时间 C、温度和湿度 D、应力 10、《公路桥规》中规定了用于公路桥梁承重部分混凝土标号分为( )等级。 A、8 B、10 C、12 D、13 11、在按极限状态理论计算钢筋混凝土构件承载力时,对于有明显流幅的钢筋,原则上都是以( )作为钢筋强度取值的依据 A、屈服极限 B、比例极限 C、弹性极限 D、抗拉极限强度 12、对于无明显流幅的钢筋,结构设计时原则上都是以( )作为钢筋强度取值的依据 A、比例极限 B、条件屈服强度 C、弹性极限 D、抗拉极限强度 13、钢筋和混凝土材料的强度设计值( )强度标准值。 A、等于 B、小于 C、大于 D、不确定 14、钢筋的塑性变形性能通常用( )来衡量。 A、屈服极限和冷弯性能 B、比例极限和延伸率 C、延伸率和冷弯性能 D、抗拉极限强度和延伸率

汽车水散热器的概述及理论设计计算

汽车水散热器的概述 及理论设计计算 一、散热器概述 1汽车散热器的定义: 汽车散热器是水冷式发动机冷却系统的关键部件。通过强制水循环对发动机进行冷却,是保证发动机在正常的温度范围内连续工作的换热装置。 1、散热器在汽车中的重要地位 1汽车总成 产值比重按不同的车型能够占汽车总成的1~2.5% 2发动机总成 产值比重按不同的车型能够占发动机的15%左右 3、散热器结构的发展 1管片式开窗结构 2铜质管带式平片结构 3铜质管带式开窗结构 4铝质汽车散热器 5铜塑水箱或铝塑水箱 4、散热器的结构 1基本结构 2带补偿水壶结构 3带膨胀水箱结构 三、汽车的整体结构 温度过高及过低的坏处

温度过高 3温度过高时大多数零件都受热膨胀,温度越高,膨胀越大 4零件在高温下会降低强度,不能很好地工作 5温度过高时,其润滑油粘度降低,会加剧零件的磨损 6气缸内的温度过高时,进入气缸内的新鲜空气很快膨胀,就减少了进气量,降低功率。 7在汽油机中,气缸内温度过高时,容易产生爆炸现象 温度过低 2燃料不能完全燃烧,使燃料消耗增加 3使润滑油粘度增高,零件的摩擦阻力加大,消耗较多的功率,因而减少了输出功率 4废气中的水蒸气与硫化物生成一种叫亚硫酸的液滴腐蚀零件 5传走的热能增加,转变为机械功的热能减少,造成过多的散热损失. 汽车分类最新标准 以前的分类是我国1988年6月发布的有关标准GB/T3730.1-1988。 2目前新标准已将汽车的分类作了修改: 3一是废除了“轿车”的提法 4二是不再将”越野车”单独分类 5三是将汽车分为乘用车和商用车两大类 乘用车(不超过9座): 1分为普通乘用车、活顶乘用车、高级乘用车、小型乘用车、敞篷车、仓背乘用车、旅行车、多用途乘用车、短头乘用车、越野乘用车、专用乘用车。 商用车: 2分为客车、货车和半挂牵引车 3客车细分为小型客车、城市客车、长途客车、铰接客车、无轨客车、越野客车、专用客车。 4货车细分为普通货车、多用途货车、全挂牵引车、越野货车、专

结构设计原理习题-练习

《结构设计原理》复习题 一、填空 1.按加工方式不同,钢筋分为()、()、()、()四种。2.()与()通常称为圬工结构。 3.梁内钢筋主要有()、()、()、()等。 4.随着柱的长细比不同,其破坏型式有()、()两种。 5.根据张拉预应力筋与浇筑混凝土构件之间的先后顺序,预应力混凝土分为()、()两类。 6.钢筋与混凝土之间的粘结力主要有以下三项组成()、()、()。7.按照配筋多少的不同,梁可分为()、()、()三种。 8.钢筋混凝土受弯构件主要有()和()两种形式。 9.梁内钢筋主要有()、()、()、()等。 10.()、()、()称为结构的可靠性。 11.钢筋的冷加工方法有()、()、()三种。 12.结构的极限状态,根据结构的功能要求分为()、()两类。 13.T形截面梁的计算,按()的不同分为两种类型。 14.在预应力混凝土中,对预应力有如下的要求()、()、()。15.钢筋混凝土梁一般有()、()、()三种不同的剪切破坏形式。16.预应力钢筋可分为()、()、()三种。 二、判断题:(正确的打√,错误的打×。) 1.混凝土在长期荷载作用下,其变形随时间延长而增大的现象称为徐变。()2.抗裂性计算的基础是第Ⅱ阶段。()3.超筋梁的破坏属于脆性破坏,而少筋梁的破坏属于塑性破坏。()4.增大粘结力、采用合理的构造和高质量的施工、采用预应力技术可以减小裂缝宽度。()5.当剪跨比在[1, 3]时,截面发生斜压破坏。. ()6.预应力损失是可以避免的。()7.整个结构或结构的一部分,超过某一特定状态时,就不能满足结构功能的要求,这种特殊状态称为结构的极限状态。()8.箍筋的作用主要是与纵筋组成钢筋骨架,防止纵筋受力后压屈向外凸出。() 9.采用预应力技术可杜绝裂缝的发生或有效减少裂缝开展宽度。()10.为了保证正截面的抗弯刚度,纵筋的始弯点必须位于按正截面的抗弯计算该纵筋的强度全部被发挥的截面以内,并使抵抗弯矩位于设计弯矩图的里面。()11.偏心距增大系数与偏心距及构件的长细比有关。()12.钢筋混凝土梁的刚度是沿梁长变化的,无裂缝区段刚度小,有裂缝区段刚度大。()13.钢筋按其应力应变曲线分为有明显流幅的钢筋和没有明显流幅的钢筋。()14.因为钢筋的受拉性能好,所以我们只在受拉区配置一定数量的钢筋而在受压区不配置钢筋。()15.当轴向力的偏心较小时,全截面受压,称为小偏心受压。() 越大越好。()16.有效预应力 pe

结构设计原理知识点

第一章 钢筋混凝土结构基本概念及材料的物理力学性能 1.混凝土立方体抗压强度cu f :(基本强度指标)以边长150mm 立方体试件,按标准方法制作养护28d ,标准试验方法(不涂润滑剂,全截面受压,加载速度0.15~0.25MPa/s )测得的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度 cu f 。 影响立方体强度主要因素为试件尺寸和试验方法。尺寸效应关系: cu f (150)=0.95cu f (100) cu f (150)=1.05cu f (200) 2.混凝土弹性模量和变形模量。 ①原点弹性模量:在混凝土受压应力—应变曲线图的原点作切线,该切线曲率即为原点弹性模量。表示为:E '=σ/ε=tan α0 ②变形模量:连接混凝土应力应变—曲线的原点及曲线上某一点K 作割线,K 点混凝土应力为σc (=0.5c f ),该割线(OK )的斜率即为变形模量,也称割线模量或弹塑性模量。 E c '''=tan α1=σc /εc 混凝土受拉弹性模量与受压弹性模量相等。 ③切线模量:混凝土应力应变—上某应力σc 处作一切线,该切线斜率即为相应于应力σc 时的切线模量''c E =d σ/d ε 3 . 徐变变形:在应力长期不变的作用下,混凝土的应变随时间增长的现象称为徐变。 影响徐变的因素:a. 内在因素,包括混凝土组成、龄期,龄期越早,徐变越大;b. 环境条件,指养护和使用时的温度、湿度,温度越高,湿度越低,徐变越大;c. 应力条件,压应力σ﹤0.5 c f ,徐变与应力呈线性关系;当压应力σ介于(0.5~0.8)c f 之间,徐变增长比应力快;当压应力σ﹥0.8 c f 时,混凝土的非线性徐变不收敛。 徐变对结构的影响:a.使结构变形增加;b.静定结构会使截面中产生应力重分布;c.超静定结构引起赘余力;d.在预应力混凝土结构中产生预 应力损失。 4.收缩变形:在混凝土中凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减少的现象称为收缩。 混凝土收缩原因:a.硬化初期,化学性收缩,本身的体积收缩;b.后期,物理收缩,失水干燥。 影响混凝土收缩的主要因素:a.混凝土组成和配比;b.构件的养护条件、使用环境的温度和湿度,以及凡是影响混凝土中水分保持的因素;c.构件的体表比,比值越小收缩越大。 混凝土收缩对结构的影响:a.构件未受荷前可能产生裂缝;b.预应力构件中引起预应力损失;c.超静定结构产生次内力。 5.钢筋的基本概念 1.钢筋按化学成分分类,可分为碳素钢和普通低合金钢。 2钢筋按加工方法分类,可分为a.热轧钢筋;b.热处理钢筋;c.冷加工钢筋(冷拉钢筋、冷轧钢筋、冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋。) 6.钢筋的力学性能 物理力学指标:(1)两个强度指标:屈服强度,结构设计计算中强度取值主要依据;极限抗拉强度,材料实际破坏强度,衡量钢筋屈服后的抗拉能力,不能作为计算依据。(2)两个塑性指标:伸长率和冷弯性能:钢材在冷加工过程和使用时不开裂、弯断或脆断的性能。 7.钢筋和混凝土共同工作的的原因:(1)混凝土和钢筋之间有着良好的黏结力;(2)二者具有相近的温度线膨胀系数;(3)在保护层足够的前提下,呈碱性的混凝土可以保护钢筋不易锈蚀,保证了钢筋与混凝土的共同作用。 第二章 结构按极限状态法设计计算的原则 1.结构概率设计的方法按发展进程划分为三个水准:a.水准Ⅰ,半概率设计法,只对影响结构可靠度的某些参数,用数理统计分析,并与经验结合,对结构的可靠度不能做出定量的估计;b.水准Ⅱ,近似概率设计法,用概率论和数理统计理论,对结构、构件、或截面设计的可靠概率做出近似估计,忽略了变量随时间的关系,非线性极限状态方程线性化;c.水准Ⅲ,全概略设计法,我国《公桥规》采用水准Ⅱ。 2.结构的可靠性:指结构在规定时间(设计基准期)、规定的条件下,完成预定功能的能力。 可靠性组成:安全性、适用性、耐久性。 可靠度:对结构的可靠性进行概率描述称为结构可靠度。 3.结构的极限状态:当整个结构或构件的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时,则此特定状态称为该功能的极限状态。 极限状态分为承载能力极限状态、正常使用极限状态和破坏—安全状态。 承载能力极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形,具体表现:a.整个构件或结构的一部分作为刚体失去平衡;b.结构构件或连接处因超过材料强度而破坏;c.结构转变成机动体系;d.结构或构件丧失稳定;e.变形过大,不能继续承载和使用。 正常使用极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值,具体表现:a.由于外观变形影响正常使用;b.由于耐久性能的局部损坏影响正常使用;c.由于震动影响正常使用;d.由于其他特定状态影响正常使用。 破坏—安全状态是指偶然事件造成局部损坏后,其余部分不至于发生连续倒塌的状态。(破坏—安全极限状态归到承载能力极限状态中) 4.作用:使结构产生内力、变形、应力、应变的所有原因。 作用分为:永久作用、可变作用和偶然作用。 永久作用:在结构使用期内,其量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可忽略不计的作用 可变作用:在结构试用期内,其量值随时间变化,且其变化值与平均值相比较不可忽略的作用。

现代设计理论与方法

第一章 1现代设计理论与方法是一门基于思维科学、信息科学、系统工程、计算机技术等学科,研究产品设计规律、设计技术和工具、设计实施方法的工程技术科学。 2设计的概念,广义概念是指对发展过程的安排,包括发展的方向、程序、细节及达到的目标。狭义概念是指将客观需求转化为满足需求的技术系统(或技术过程)的活动。 3设计的含义:为了满足人类与社会的功能要求,将预定的目标通过人们创造性思维,经过一系列规划、分析和决策,产生载有相应的文字、数据、图形等信息的技术文件,以取得最满意的社会与经济效益,这就是设计。 4设计的特征:需求特征、创造性特征、程序特征、时代特征。 5设计的四个发展阶段:直觉设计阶段、经验设计阶段、半理论半经验设计阶、现代设计阶6现代设计与传统设计的区别: 传统设计:以经验总结为基础,运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据,通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。传统设计方法基本上是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。 现代设计:是一种基于知识的,以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。 7现代设计方法与传统设计方法相比,主要完成了以下几方面的转变: 1)产品结构分析的定量化;2)产品工况分析的动态化;3)产品质量分析的可靠性化;4)产品设计结果的最优化;5)产品设计过程的高效化和自动化。 8现代产品设计按其创新程度可分为:开发性设计、适应性设计、变形设计三种类型。 第二章 1功能分析组合方法:求总功能(黑箱法)分功能求解方法(调查分析法、创造性方法、设计目录法)原理解组合(形态分析法) 第三章 1创造技法:(一)集体激智法:(专题会议法,德尔菲法,635法)通过多人的集体讨论和书面交流,互相启迪,并发灵感,进而引起创造性思维的连锁反应,形成综合创新思路的一种创新技法。(二)提问追溯法:(奥斯本提问法,阿诺尔特提问法,5W-1H提问法)是通过对问题进行分析和推理来扩展思路,或将复杂的问题加以分解,找到各种影响因素,从而扎到问题的解决方案的一种创造性技法。(三)联想类比法:(联想发明发,类比发明发,仿生法,综摄法)通过启发、联想、类比、综合等手段,创造出新的想法,这种创造技法就称联想类比法(四)组合创新法:(性能组合,原理组合,功能组合,结构组合)利用事物间的内在联系,用已有的知识和现有的成果进行新的组合。从而产生新的方案。

结构设计原理练习题C

结构设计原理练习题C 一、单项选择: 1、下列破坏形态中属于延性破坏的是: ( ) A :超筋梁的破坏 B :剪压破坏 C :适筋梁的破坏 D:小偏心受压破坏 2、轴心受压柱中箍筋的主要作用是: ( ) A :抗压 B :约束钢筋不屈曲 C :抗剪 D : 防裂 3、同截面尺寸、同种材料的梁,只是钢筋用量不同,则承载能力关系:( ) A :超筋梁>适筋梁>少筋梁 B :适筋梁>超筋梁>少筋梁 C :少筋梁>适筋梁>超筋梁 D :超筋梁>少筋梁>适筋梁 4、螺旋式间接钢筋的体积配筋率为 ( ) 0: s A A bh :sv v A B bs 11111112:s s n l A n l A C l l s + 14:ss cor A D d s 5、截面尺寸满足抗剪上限要求则不会发生: ( ) A :剪压破坏 B :斜拉破坏 C :斜压破坏 D :少筋破坏 6、先张法特有的应力损失是 ( ) A :钢筋与孔道摩擦引起的应力损失 B :台座与钢筋温差引起的应力损失 C :钢筋松弛引起的应力损失 D :混凝土收缩引起的应力损失 7、部分应力构件的预应力度: ( ) A :0=λ B :0λ< C :1>λ D :10<<λ 二、填空 1、构件按受力特点分 、 、 、受扭构件。 2、混凝土的强度设计值是由强度标准值 而得。 3、结构能满足各项功能要求而良好的工作叫 ,否则叫 。 4、 < f sd A s 时定义为第二类T 梁。 5、由于某种原因引起预应力钢筋的应力减小叫 。 三、判断正误 1、剪压破坏是延性破坏而斜拉破坏是脆性破坏。 ( ) 2、在轴心受压件中混凝土的收缩和徐变都会引起钢筋的压应力增长。 ( ) 3、ηe 0 >0.3h 0 时为大偏心受压。 ( ) 4、施加预应力不能提高构件的承载能力。 ( ) 5、局部承压面下混凝土的抗压强度比全截面受压时高。 ( ) 四、简答 1、什么叫开裂截面的换算截面?为什么使用换算截面?画矩形截面全截面换算截面的示意图。 2、 钢筋和混凝土之间的粘结力来源于哪几方面? 3 、简述后张法施工过程?它有哪些优、缺点? 4、简述等高度梁只设箍筋时的抗剪钢筋设计步骤。 五、计算题 1、T 形截面尺寸' '1200,200, 120,1000,f f b mm b mm h mm h mm ====采用C30混凝 土(MPa f cd 8.13=),HRB335级钢筋(MPa f sd 280=),Ⅰ类环境条件,56.0=b ξ,

结构设计原理计算方法

结构设计原理案例计算步骤 一、单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 计算公式: ——水平力平衡 ()——所有力对受拉钢筋合力作用点取矩() ()——所有力对受压区砼合力作用点取矩()使用条件: 注:/,&& 计算方法: ㈠截面设计yy 1、已知弯矩组合设计值,钢筋、混凝土强度等级及截面尺寸b、h,计算。 ①由已知查表得:、、、; ②假设; ③根据假设计算; ④计算(力矩平衡公式:); ⑤判断适用条件:(若,则为超筋梁,应修改截面尺寸或提 高砼等级或改为双筋截面); ⑥计算钢筋面积(力平衡公式:); ⑦选择钢筋,并布置钢筋(若 ,则按一排布置); 侧外 ⑧根据以上计算确定(若与假定值接近,则计算,否则以的确定值作 为假定值从③开始重新计算); ⑨以的确定值计算; ⑩验证配筋率是否满足要求(,)。 2、已知弯矩组合设计值,材料规格,设计截面尺寸、和钢筋截面面积。 ①有已知条件查表得:、、、; ②假设,先确定; ③假设配筋率(矩形梁,板); ④计算(,若,则取); ⑤计算(令,代入); ⑥计算(,&&取其整、模数化); ⑦确定(依构造要求,调整); ⑧之后按“1”的计算步骤计算。 ㈡承载力复核 已知截面尺寸b、,钢筋截面面积,材料规格,弯矩组合设计值,

所要求的是截面所能承受的最大弯矩,并判断是否安全。 ①由已知查表得:、、、; ②确定; ③计算; ④计算(应用力平衡公式:,若,则需调整。令, 计算出,再代回校核); ⑤适用条件判断(,,); ⑥计算最大弯矩(若,则按式计算最大弯矩) ⑦判断结构安全性(若,则结构安全,但若破坏则破坏受压区,所以应以受压区控制设计;若,则说明结构不安全,需进行调整——修改尺寸或提高砼等级或改为双筋截面)。 二、双筋矩形截面梁承载力计算 计算公式: , ,()+() 适用条件: (1) (2) 注:对适用条件的讨论 ①当&&时,则应增大截面尺寸或提高砼等级或增加的用量(即 将当作未知数重新计算一个较大的);当时,算得的即为安全要 求的最小值,且可以有效地发挥砼的抗压强度,比较经济; ②当&&时,表明受压区钢筋之布置靠近中性轴,梁破坏时应变较 小,抗压钢筋达不到其设计值,处理方法: a.《公桥规》规定:假定受压区混凝土压应力的合力作用点与受压区钢筋合力作用 点重合,并对其取矩,即 令2,并 () 计算出; b.再按不考虑受压区钢筋的存在(即令),按单筋截面梁计算出。 将a、b中计算出的进行比较,若是截面设计计算则取其较小值,若是承载能力复核则取其较大值。 计算方法: ㈠截面设计 1.已知截面尺寸b、h,钢筋、混凝土的强度等级,桥梁结构重要性系数,弯矩组合 设计值,计算和。 步骤: ①根据已知查表得:、、、、; ②假设、(一般按双排布置取假设值); ③计算;

混凝土结构设计原理试卷之计算题题库 ()

1、某现浇多层钢筋混凝土框架结构,地层中柱按轴心受压构件计算,柱高H=6.4m ,承受轴向压力设计值N=2450kN,采用C30级混凝土,HRB335级钢筋,求柱截面尺寸(设配筋率 '0.01,1ρ?==),并试计算需配置的纵向受力钢筋。 (已知:2 14.3N/mm c f =,21.43/t f N mm =,'2300/y y f f N mm ==) 附表:钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数? 设配筋率' 0.01,1ρ?==,由公式知 正方形截面边长396.7b mm ==,取b=400mm 。 (2)求稳定系数 柱计算长度0 1.0l H =, 06400 16400 l b ==,查表得0.87?=。 (3)计算配筋 由公式知 2、某梁截面尺寸b×h=250mm×500mm ,M=2.0×108N·mm ,受压区预先已经配好HRB335级受压钢筋2φ20(' s A =628mm 2 ),若受拉钢筋也采用HRB335级钢筋配筋,混凝土的强度等级为C30,求截面所需配置的受拉钢筋截面面积s A 。 (已知:2 14.3N/mm c f =,21.43/t f N mm =,'2300/y y f f N mm ==,1 1.0α=, ,max 0.55,0.399b s ξα==) 解:(1)求受压区高度x 假定受拉钢筋和受压钢筋按一排布置,则' 35mm s s a a == 且' 2235mm 70mm s x a >=?= (2)计算截面需配置的受拉钢筋截面面积 四、计算题 1、已知某屋架下弦,截面尺寸b=220mm ,h=150mm ,承受轴心拉力设计值N=240kN ,混凝土为C30级,纵筋为HRB335级,试计算需配置的纵向受力钢筋。 (已知:2 14.3N/mm c f =,21.43/t f N mm =,'2300/y y f f N mm ==) 参考答案: 解:,u N N =令 2、已知梁的截面尺寸b=250mm ,h=500mm ,混凝土为C30级,采用HRB400级钢筋,承

《结构设计原理》述课

《结构设计原理》述课 一、前言 (一)课程基本信息 1.课程名称:结构设计原理 2.课程类别:专业平台课 3.学时:两学期总计84学时,2周课程设计 4.适用专业:交通工程 (二)课程性质 1.课程性质 结构是土木工程中最基本的元素,《结构设计原理》课程围绕着工程中常用的钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、圬工结构的设计计算进行理论和实践性的教学。 《结构设计原理》是土木工程专业的一门重要的专业必修课程,是学生运用已学的《工程制图》、《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》、《工程材料》等知识,初步解决结构原理及结构设计问题的一门课程。其特点是:兼具理论性和实用性且承前启后,为学好专业课打好基础的课程,也是学生感到比较难学的一门课程。所以《结构设计原理》及其系列课程一直是土木工程专业的主干课,从开设的《结构设计原理》、《结构设计原理》课程设计,到毕业设计都渗透结构设计的理论,课程贯穿交通工程专业教学的所有环节。 本课程主要介绍钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和圬工结构的各种基本构件受力特性、设计原理、计算方法和构造设计。 2.本课程的作用 本课程主要培养学生掌握钢筋混凝土基本构件和结构的设计计算方法和与施工及工程质量有关的结构的基本知识,培养学生具有识读桥梁结构图纸的识读能力、基本构件的设计能力、使用和理解各种结构设计规范能力、解决工程结构实际问题的能力、综合分析问题的能力、学习能力和与人合作等能力,从而为继续学习后续专业课程奠定扎实的基础,以进一步培养学生树立独立思考、吃苦耐劳、勤奋工作的意识以及诚实、守信的优秀品质,为今后从事施工生产一线的工作奠定良好的基础。 本课程以“材料力学”、“理论力学”和“工程材料”的学习为基础共同打造学生的专业核心技能。

钢桥设计计算理论 苏庆田

第二章钢桥设计计算理论

一般规定 ①钢桥按照极限状态方法进行设计; ?承载能力极限状态设计:包括构件和连接的强度破坏,结构、构件丧失稳定及结构倾覆 ?正常使用极限状态:包括影响结构、构件正常使用的变形、振动及影响结构耐久性的局部损坏 ?疲劳极限状态:疲劳破坏 ②公路钢结构桥梁应考虑以下三种设计状况及其相应的极限状态设计; 1 持久状况:桥梁建成后承受结构自重、车辆荷载等持续时间很长的状况。该状况 应进行承载能力极限状态、疲劳极限状态和正常使用极限状态设计。 2 短暂状况:桥梁在制作、运送和架设过程中承受临时荷载的状况。该状况应进行 承载能力极限状态设计,必要时进行正常使用极限状态设计。 3 偶然状况:桥梁在使用过程中偶然出现的状况。该状况只需进行承载能力极限状 态设计。

一般规定 1桥梁杆件的强度和稳定应按有效截面计算(???)。 2 受拉翼缘的强度计算有效截面应考虑剪力滞和孔洞的影响。 3 受压翼缘和腹板的强度计算有效截面应考虑剪力滞、孔洞和板件局部稳定的 影响。 4 杆件稳定计算应考虑板件局部稳定的影响。

有效截面 有效截面规定 1) 考虑受压加劲板局部稳定影响的有效截面按下式计算: 图5.1.7 考虑受压加劲板局部稳定影响的受压板件宽度示意图(刚性加劲肋)

有效截面 有效截面规定 1) 考虑受压加劲板局部稳定影响的有效截面按下式计算: 图5.1.7 考虑受压加劲板局部稳定影响的受压板件宽度示意图(柔性加劲肋)

有效截面规定 有效截面 2) 考虑剪力滞影响的有效截面面积按下式计算: (5.1.6-1) 式中: 图5.1.8 考虑剪力滞影响的第i块板件的翼缘有效宽度示意图

结构设计原理 习题题库 18套

《结构设计原理》习题题库 第一套习题 一、选择题 1. 高碳钢筋采用条件屈服强度,以σ0.2表示,即 (A)取极限强度的20% (B)取应变为0.002时的应力 (C)取应变为0.2时得应力(D)取残余应变为0.002时的应力 2. 砼在双向应力下 (A)双向受压的强度基本等于单向受压 (B)双向受拉下,一向的抗拉强度随另一向拉应力的增加而提高 (C)双向受压下,一向的抗压强度随另一向压应力的增加而提高 (D)双向受拉下,一向的抗拉强度随另一向拉应力的增加而下降 3. 用螺旋筋约束砼,使 (A)砼的强度和延性均提高 (B)强度能提高,延性并不能提高 (C)延性可以提高,强度不能提高 (D)强度和延性均不能提高,计算中也不考虑 4. 我国砼规范以何种概率法为基础? (A)半概率 (B)近似概率 (C)全概率 (D)伪概率 5. 结构的功能包括 (A)强度, 变形, 稳定 (B)实用, 经济, 美观 (C)安全性, 适用性和耐久性 (D)承载能力,正常使用 6.金属锰可提高钢材的强度,对钢材的塑性 (A)提高成分 (B)提高较多 (C)降低不多 (D)降低很多 7.建筑钢材单向受拉时屈服点f y与单向受压的屈服点f yˊ之间满足 (A)f y> f yˊ (B) f y< f yˊ (C) f y= f yˊ (D) f y= 0.58f yˊ 8. 实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的失稳是 (A)弯扭屈曲 (B)弯曲屈曲 (C)扭转屈曲 (D)局部屈曲 9. 钢结构有哪三种常用的连接方法 (A)搭接、对接和T型 (B)焊接、铆接及螺栓 (C)焊接、对接及螺栓 10. 梁刚度不足的后果为 (A)不满足承载力要求 (B)不满足使用要求 (C)耐久性较差 (D)易脆性破坏 11、轴心受压RC柱在长期荷载下发生徐变, 使: (A)混凝土压应力减小, 钢筋压应力增大 (B)混凝土压应力增大, 钢筋压应力增大 (C)混凝土压应力减小, 钢筋压应力减小 (D)混凝土压应力增大, 钢筋压应力减小 12、适量间接配筋柱进入极限状态的标志是 (A)混凝土压碎, (B)外层混凝土剥落 (C)间接钢筋屈服 (D)纵筋屈服 13.受弯构件的变形和裂宽计算是以哪个阶段作为计算依据的 (A)Ⅰa (B)Ⅱ (C)Ⅱa (D)Ⅲa 14、超筋梁破坏时,受拉钢筋应变εs和压区边缘混凝土应变ε c (A)εs>εy, εc=εcu (B)εs<εy, εc=εcu (C)εs<εy, εc>εcu (D)εs>εy, εc<εcu 15、条件相同的无腹筋梁, 由于剪跨不同发生剪压、斜压和斜拉破坏, 其承载力

混凝土结构设计原理 课件及试题10

第十章混凝土结构按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规 范》的设计计算 本章的意义和内容: 本章讲述了桥涵工程混凝土结构的材料、计算原理、基本构件(受弯构件、轴心受力构件、偏心受力构件、受扭构件、预应力混凝土构件)的承载能力计算和构件裂缝宽度、挠度验算以及构造要求。通过本章的学习,使学生了解混凝土按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》进行构件设计计算的方法、这种方法与房屋工程中混凝土构件的设计计算方法有何相同和不同之处,为进行桥涵工程混凝土结构设计计算奠定基础。并掌握以下重点、难点。 1.桥涵工程混凝土结构设计也采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,但是由于涵桥结构所处环境、荷载性能以及结构的特点与房屋结构有较大的差异,因此《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定的结构目标可靠指标比房屋结构的大;桥涵工程的材料强度设计值比房屋结构的小。 2.涵桥工程受弯构件不但要进行持久状态下的设计计算,而且还要进行短暂状态下的计算,受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率与房屋建筑有所不同。 3.土木工程中一般受弯构件斜截面抗剪承载力计算基于同一基本理论,但涵桥工程受弯构件斜截面抗剪承载力计算方法与房屋建筑工程不同。涵桥工程受弯构件斜截面抗剪承载力计算是采用单一公式(房屋建筑是两套公式),该公式适用矩形、T形、I字形截面构件,并且考虑了构件截面受压翼缘的抗剪作用,也考虑了受弯纵向受力钢筋的抗剪作用 4.由于桥梁结构受弯构件截面形式、剪力图的特点,桥涵工程受弯构件斜截面抗剪承载能力计算时,首先按斜截面始端的截面尺寸和规定的剪力值进行计算,然后确定斜截面末端的位置,再根据斜截面末端截面尺寸和规定的剪力取值对斜截面末端进行抗剪承载能力验算。 5.桥涵工程偏心受压构件正截面承载能力计算时,混凝土强度采用棱柱体抗压强度,而且不考虑附加偏心距的影响。 6.桥涵工程混凝土构件的裂缝宽度、受弯刚度计算公式的建立方法、计算方法与房屋建筑工程不同,为了减少受弯构件的挠度,经常需要设置预拱度,预拱度的大小为永久荷载与一半可变荷载频遇值引起的挠度。 在预应力混凝土构件的设计当中,桥涵工程中预应力混凝土构件的预应力损失的排序、预应力损失的组合与房屋建筑工程不同。 一、概念题 (一)填空题 1.《桥规》规定,钢筋混凝土构件的混凝土标号不应低于,当采用HRB400、KL400级钢筋时不应低于;预应力混凝土构件的混凝土标号不应低于; 2.《桥规》规定,钢筋混凝土构件中的普通钢筋应选用、、及。 3.桥涵工程结构设计采用以概率论为基础的方法,极限状态分为和。桥涵工程设计基准期为。 4.《桥规》规定,在进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计时,应考虑、和三种设计状态。 5.和房屋建筑工程相比,桥涵结构的目标可靠度指标值相对。

结构设计原理计算资料

1.已知翼缘位于受压区的单筋T 形截面尺寸:/f b =600mm ,b =300mm ,/f h =120mm ,h =700mm ,拟采用C30混凝土和HRB400钢筋,f cd =13.8MPa ,f sd =330MPa ,ξb =0.53,ρ min =0.2%,承受的弯矩组合设计值,M d =550kN ·m ,s a =70mm ,结构重要性系数0γ=1.0,求受拉钢筋的面积。(10分) 1.(10分)解:设a =70 mm h 0 =700-70=630mm ① 判断类型:f cd /f b /f h (h 0-/f h /2)=13.8×600×120×(630-60)=566.352(kN ·m ) >550kN ·m 属于第一类T 形截面 ② 列出基本公式: f cd / f b x = f sd A s 0γM d = f cd /f b x (h 0-x -/2) x =116.1 mm <ξb h 0=0.53×630=333.9mm A s=2913(mm 2) ③02913 300630 s A bh ρ= ==? 1.54%>ρmin =0.2% 2.已知矩形截面偏心受压短柱(η=1),截面尺寸b ×h =400×500mm ,采用C25混凝土和 HRB335钢筋,s a =/s a =40mm ,f cd =11.5MPa ,sd f =/sd f =280MPa ,ξb =0.56,/min ρ=0.002。 承受的轴向力组合设计值N d =567kN ,弯矩组合设计值M d =233kN ·m ,结构重要性系数0γ=1.0。求所需纵向钢筋截面面积(采用对称配筋) 。(15分) 2.(15分)解:1)判断偏压类型 e 0 =M d / N d =233/567 =0.411(m ) h 0 =500-40=460 mm ηe 0=1×0.411m >0.3 h 0=0.3×0.460=0.138m 先按大偏压计算 2)列出基本公式:/ /0d cd sd s sd s N f bx f A f A γ=+- ()()/ //0002d s cd sd s s N e f bx h x f A h a γ=-+- 由于采用对称配筋有: 0d cd N f bx γ= x =123.3mm >2/s a =80mm <0.56× 460=257.6mm 02s s e e h a η=+-=411+250-40=621mm () () 00/ //0 2d s cd s s sd s N e f bx h x A A f h a γ--==-=1072.9mm 2>0.2%bh 0=0.002×400×460=368 (mm 2)

现代设计理论与方法(最终版)

第一章设计方法学 1. 现代设计目标:缩短产品设计周期;提高产品质量;降低生产成本。 T--缩短产品设计周期 Q--提高产品质量 C--降低其成本 2. 传统设计法特点:静态的、经验的、手工式的、(近似计算) 现代设计法特点:动态的、科学的、计算机化的、(精确计算) 3.现代设计理论与方法的发展分为:(1)直觉设计阶段(2)经验设计阶段 (3)半理论半经验设计阶段(4)现代设计阶段 4.系统-执行特定功能而达到特定目的,相互联系,相互作用的元素。 具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体,即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是系统。 5.系统化设计的特征:由上而下、由总到细。 基本方法:系统的分析和综合。 6.黑箱法定义:把系统看成是一个不透明的,不知其内部结构的“黑箱”,在不打开黑箱的前提下,利用外部观测,通过分析黑箱与周围环境的信息联系,了解其功能的一种方法。 根据系统的某种输入及要求获得某种输出的功能要求,从中寻找出某种物理效应或原理来实现输入-输出之间的转换,得到相应的解决方法,从而推求出“黑箱”的功能结构,使“黑箱”逐渐变成“灰箱”、“白箱”的一种方法。 7.系统化设计的步骤: 8、评价的目标内容: (1) 技术评价目标——可行性,创造性,可靠性 (2) 经济评价目标——成本,利润,市场潜力 (3)社会评价目标——社会效益和影响 9.技术-经济评价法 (a)技术价Wt : Wt=(Piqi)/Pmax (Pi-各技术评分值;qi-加权系数;Pmax-最高分值5分或10分)

(b)经济价Ww:Ww=Hi/H=0.7Hz/H (Hi-理想成本;H-实际成本)(c)技术-经济综合评价:均值法:W=(Wt+Ww)/2 双曲线法:W= (Wt.Ww ) 10.产品价值V=F/C ( F-功能C-成本) 11.寿命周期成本(要会画出它的曲线图,并做分析) C=C1+C2 C1-生产成本C2-使用成本 12、提高V途径(分5种情况讨论) F ↑/C →=V ↑功能 F →/C ↓=V ↑成本 F ↑/C ↓=V ↑功能、成本 F ↑↑/C ↑=V ↑功能 F ↓/C ↓↓=V ↑成本 第二章机械优化设计 1.优化设计的数学模型 统一形式描述: min f(x) x=[x1,x2,………xn]T s.t. gi(x)<=0 i=1,2,3…m hj(x)=o j=1,2,……n(p

结构设计原理试题库

《结构设计原理》(上)试题库 一、 单项选择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个最佳答案,并将其号码填在题干 的括号内) 1.普通钢筋混凝土梁受拉区混凝土 【 】 A 不出现拉应力 B 不开裂 C 必须开裂但要限制其宽度 D 开裂且不限制其宽度 2.钢筋作为设计依据的强度指标是 【 】 A 比列极限 B 弹性极限 C 屈服强度 D 极限抗拉强度 3.混凝土立方体抗压强度试件的温度养护条件是 【 】 A C 0)315(± B C 0)320(± C.C 0)515(± D.C 0)520(± 4.混凝土立方体抗压强度试件的湿度养护条件是 【 】 A80%以上 B85%以上 C90%以上 D95%以上 5.混凝土立方体强度试验时,其他条件不变得情况下, 【 】 A 涂润滑油时强度高 B 不涂润滑油时强度高 C 涂与不涂润滑油无影响 D 不一定 6.无明显物理流限的钢筋作为设计依据的强度指标σ0.2,它所对应的残余应变是 【 】 A0.2 B0.2% C 千分之0.2 D 万分之0.2 7.混凝土的徐变变形是指 【 】 A 荷载作用下最终的总变形 B 荷载刚作用时的瞬时变形 C 荷载作用下的塑性变形 D 持续荷载作用下随荷载持续时间增加的变形 8.在钢筋混凝土构件中,钢筋与混凝土之所以共同工作,是因为它们之间有 【 】 A 胶结力 B 摩擦力 C 机械咬合力 D 黏结力 9.同一批混凝土,在不同情况下其抗压强度不同,下列情况中,抗压强度最低的是 【 】 A 立方体抗压强度 B 棱柱体抗压强度 C 局部抗压强度 D 旋筋柱中核心混凝土抗压强度 10.下列各方面计算中,属于正常使用极限状态的情况是 【 】 A 受弯构件正截面承载力计算 B 受弯构件斜截面承载力计算 C 偏心受压构件承载力计算 D 裂缝及变形验算 11.抗倾覆、滑移验算时,永久荷载分项系数取值为 【 】 A γG =0.9 B γG =1.0 C γG =1.1 D γG =1.2 12.影响轴心受拉构件正截面承载力的是 【 】 A.混凝土截面尺寸 B.混凝土强度等级

第三章结构设计原理

第三章 轴心受力构件 本章的意义和内容:在设计以承受恒荷载为主的多层房屋的内柱及桁架的腹杆等构件时,可近似地按轴心受力构件计算。轴心受力构件有轴心受压构件和轴心受拉构件。本章主要讲述轴心受压构件的正截面受压承载力计算、构造要求,以及轴心受拉构件的受拉承载力计算等问题。 本章习题内容主要涉及: 轴心受压构件——荷载作用下混凝土和钢筋的应力变化规律;稳定系数?的确定;配有纵筋及普通箍筋柱的强度计算;配有纵筋及螺旋形箍筋柱的强度计算;构造要求。 轴心受拉构件——荷载作用下构件的破坏形态;构件的强度计算。 一、概 念 题 (一)填空题 1. 钢筋混凝土轴心受压构件计算中,?是 系数,它是用来考虑 对柱的承载力的影响。 2. 配普通箍筋的轴心受压构件的承载力为u N = 。 3. 一普通箍筋柱,若提高混凝土强度等级、增加纵筋数量都不足以承受轴心压力时,可采用 或 方法来提高其承载力。 4. 矩形截面柱的截面尺寸不宜小于 mm 。为了避免矩形截面轴心受压构件长细比过大,承载力降低过多,常取≤l 0 ,≤h l 0 (0l 为柱的计算长度,b 为矩形截面短边边长,h 为长边边长)。 5.《混凝土结构设计规范》规定,受压构件的全部纵筋的配筋率不应小于 ,且不宜超过 ;一侧纵筋的配筋率不应小于 。 6.配螺旋箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件的正截面受压承载力为 sso y s y cor c u 2(9.0A f A f A f N α+''+=),其中,α是 系数。 (二)选择题 1. 一钢筋混凝土轴心受压短柱,由混凝土徐变引起的塑性应力重分布现象与纵筋配筋率ρ'的关系是:[ ] a 、ρ'越大,塑性应力重分布越不明显 b 、ρ'越大,塑性应力重分布越明显 c 、ρ'与塑性应力重分布无关 d 、开始,ρ'越大,塑性应力重分布越明显,但ρ'超过一定值后,塑性应力重分布反

基于编译原理的计算器设计与实现

基于编译原理的计算器设计与实现 首先看一下这个计算器的功能: CALC> set a = 1; b = 2 CALC> set c = 3 CALC> calc (10 + pow(b, c)) * sqrt(4) - 1 35.0 CALC> exit 如上所示,这个计算器的功能非常简单: 1.用set命令设置上下文中的变量。 2.用calc命令计算一个表达式的值。 3.用exit命令退出计算器。 我们把编译的重点放在calc命令后面的计算表达式的解析,其它的部分我们可以简单处理(如set命令可以这样简单处理:先按分号分隔得到多个赋值处理,再按等号分隔就可以在上下文中设置变量了,并不需要复杂的编译过程)。 如上的演示例子中,我们使用编译技术处理的部分是(10 + pow(b, c)) * sqrt(4) - 1,其它部分我们只使用简单的文本处理。 麻雀虽小,但五脏俱全,这个计算器包含编译技术中最必要的部分。虽然这次我们只是实现了一个计算器,但所使用的技术足以实现一个简单的脚本语言的解释器了。 这个计算器分为如下几个部分: 词法分析:把表达式的文本,解析成词法元素列表(tokenList)。 语法分析:把tokenList解析成语法树(syntaxTree)。 语义分析:把语法树转成汇编语言的代码(asm) 汇编器:把汇编代码翻译为机器码(字节码)。 虚拟机:执行字节码。 一般的编译步聚中不包含“汇编器”和“虚拟机”,而这里之所以包含这两个部分是因为:通常编译器会直接由中间代码生成机器码,而不是生成汇编代码,而这里我之所以要生成汇编代码的原因是“调试的时候汇编的可读性很好”,如果直接生成目标代码,则会非常难用肉眼来阅读。 自己实现虚拟机的原因是:现有的机器(包括物理机和虚拟机以及模拟器)的指令虽然也很丰富,但似乎都没有直接计算“乘方”或“开方”的指令,自已实现虚拟机可以任意设计计算指令,这样可以降低整个程序的复杂度。 因汇编器与虚拟机并不是编译原理的部分,所以下文中并不会描述其实现细节,但因为计算器代码编译后的目标代码就是汇编代码,所以需要把汇编指令做一下说明(以下把这个汇编语言简称为ASM)。

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