第一章 绪论
1. 复合材料的定义：两种或两种以上具有不同的化学或物理性质的组分材料组成的一种与
组分材料性质不同的新材料。
2. 比强度：强度与密度之比 比模量：模量与密度比
3. 层间强度低：纤维增强复合材料的层间剪切强度和层间拉伸强度分别低于基体的剪切强
度和拉伸强度，这是由于界面的作用所致。因此在层间应力作用下很容易引起层合板分层破坏，从而导致复合材料结构的破坏，这是影响复合材料在某些结构物使用的重要因素。
4. 纤维增强复合材料是由两种基本原材料------基体和纤维组成的，构成复合材料的基体单
元是单层板。
第二章 单层的刚度与强度
5. 对于各向同性材料，表达其刚度性能的参数是工程弹性常数E 、G 、v ，他们三者之间的
关系 G=E/(2(1+v)) 所以独立的弹性常数只有2个。而对于呈正交各向异性的单层，常数将增加到5个，独立的有4个。
6. 单层正轴的应变---应力关系式
???????????????????
?--=??????????321321/1000/1/0//1σσσεεεLT T L L T T L G E E v E v E 也可用柔量分量表示应变 应力的关系式 ??
??????????????????=??????????122166222112113210000τσσεεεS S S S S 但必须写出S ij
7.例题：已知铝的工程弹性常数E=69Gpa ，G=26.54Gpa ，v=0.3，试求铝的柔量分量和模量分量。由于铝是各项同性材料，所以EL=ET=69Gpa Glt=G=26.54GPa vL=vT=v=0.3.
（1）柔量分量
S11=S22=1/E=14.49/（TPa ）
S12=-v/E=-4.348/(TPa)
S66=1/G=37.68/TPa
(2)模量分量
m=(1-vLvT)1-=(1-v 2)1
-
Q11=Q22=mE=75.82GPa
Q12=mvE=22.75
Q66=G=26.54GPa
8．单轴的偏轴应力应变关系公式。偏轴的应变应力关系公式。：课本p16 2-27 2-30
9.单层的失效准则：单层的失效准则的以判别单层在偏轴向应力作用或平面应力状态下是否失效的准则。 10. 最大应力失效准则：S
Y X 12t 2t
1===τσσ 表明单层正轴向的任何一个应力分量到达极限应力
时，单层就失效。
11. 最大应变失效准则：δ
γγεεεε===12Yt 2Xt
1 表明，当单层在平面应力的任何应力状态下，单层
的正轴向的任何一个应变分量达到极限应变时，单层就失效。
12. 强度比的定义：单层在作用应力下，极限应力的某一分量与其对应的作用应力分量之比值成为强度/应力比 ，简称强度比。
13. 单层的正轴三维应力应变关系式。
?????
?????????????????????????????????????=??????????????????????1231233216655
443332312322
21131211123123321000000000000000
000000000τττσσστττσσσC C C C C C C C C C C C 14. 例题。P41
第三章
15. 经典层合理论：假设层合板为连续的、均匀、正交各向异性的单层构成的一种连续性材料，并假设各单层之间是完全紧密粘接的，即忽略层间的影响，且限于线弹性、小形变情况下研究层合板的刚度与强度，这种层合理论成为经典层合理论。
16． 对称层合板： 所谓对称层合板，是从中间向上或向下观察各单层方向，铺设顺序是相同的，同时各单层的材料及其厚度也是相同的。
17. 层合板的表示方法。P43
18. 层合板的面内应力与面内应变关系式：
)
6,2,1,(N N N )
(2/2/000666261
262221131211y x ==????????????????????????=???????????-j i dz Q A A A A A A A A A A k ij h h ij xy y z xy εεε （★要一起写出） 正则化：
???
?????????????????????=??????????????000*66*62*61*26*22*21*16*12*11***xy y x xy y x A A A A A A A A A N N N εεε h N N h A ij ij //A **== 19.斜交铺设对称层合板;凡是各个单层只按?±两种方向铺设的对称层合板称为斜交铺设对称层合板。
20.复合材料一般π/4层合板*
11A 的变化图线：课本p51
21.对称层合板的弯曲力矩与曲率的关系式：
ji
ij k ij h h ij xy y x xy y x D D ij dz z Q
D k k k D D D D D D D D M M M ===????????????????????=???????????-系数，而且称为层合板的弯曲刚度 式中：)6,2,1(D 2)
(2/2/666261
262221161211 【要一块写出】
22.正交铺设对称层合板： ??900与层的层数比一定情况下，总层数为16，可得到如下正交
铺设层合板：[][][]s s s 42224490/090/090/0、、
它们的单层组数分别为m=2、m=4、m=8.正则化几何因子: m
V D 23*1= 1*2=D V 0*4*3==D D V V 则，规则正交铺设层合板的正则化弯曲刚度系数为：
??????????????????????????????????
????????---=??????????????????????)(3)(2)(5
)(4)(1)(1
*26*16*66*12*22*111000*********/312/3Q Q Q Q Q Q U U U U m U m
U D D D D D D 23.斜交铺设对称层合板：
[][][]s s s 422244///??????---、、
。他们的单层组数分别为 m=2 、m=4、m=8。正则化几何因子如下：
??2s i n 232c o s
*
3*1m V V D D == ??
4sin 234cos *4*2m
V V D D == 24. 准各向同性层合板：正则化几何因子如下：
m V m V D D 88.131*32*1-==
m
V m V D 88.131*42*D 2=-= 25. 规则反对称层合板：所谓规则反正对称层合板是指包含两种铺设方向，且相对于中面
其铺设角额大小相同，符号相反。
26. 最先一层失效强度：最先一个单层失效时的层合板正则化内力（注意，其量纲应为应
力量纲）为层合板的最先一层失效强度。
27. 极限强度：层合板在外力作用下一般是逐层失效的，导致层合板各层全部失效时的层
合板正则化内力为层合板的极限强度。
第四章 复合材料结构分析
28. 弹性体受力变形的位移与应变关系：
设u 、v 、w 为直角坐标系下的位移分量，xy zx yz z y γγγεεε、、、、、x 为应变分量，则在小变形条件下，它们之间的关系为：
x
v y u z u x w z v y w z w y v x u xy zx yz z y x ??+??=??+??=??+??=??=??=??=
γγγεεε 29. 平衡方程：图见p98.
对于单元体dxdydz 有： 000x =??+??+??=??+??+??=??+??+??z
y x z
y x z
y x z yz xz xy y xy xy yx στττστττσ 30. 复合材料受拉直杆分析 图见p101
求解单向杆受拉的变形问题：
036035034033023013u σσσσσσS x
v y u S x w z S y w z v S z w S y v S x u +??+??=??+??=??+??=??=??=?? 第五章 复合材料连接
31. 胶接与机械连接的比较;
胶接具有以下优点：
① 不削弱构件截面以及由此引起的应力集中等；
② 连接部位的质量较轻；
③ 成本低
④ 耐腐蚀性好
⑤ 永久变形小
缺点：
① 胶接面必须仔细清理
② 强度分散大，且胶接强度受温湿环境的影响也较大
③ 胶接质量的检验较困难
④ 在多数情况下胶接具有不可拆卸性
机械连接具有与胶接相反的特点。
32. 由于复合材料易产生分层，故连接时应尽量避免过盈配合。
33. 胶接连接的形式有单面搭接、双面搭接、斜面搭接以及阶梯型搭接等
34. 搭接长度一定的条件下，为了提高搭接接头抗剪切破坏的强度，应使粘结剂的剪切弹
性模量G 低些，胶层厚度η大些。
35. 胶接连接设计的一般原则：在任何载荷作用下，对于各种形式的破坏，都不应该使胶
接面成为最薄弱的环节，且使胶接接头强度要高于胶接构件的强度，至少为同量级。
36. 从强度来看，当胶接构件较薄弱时，宜采用简单的单面搭接或双面搭接形式。当胶接
构件较厚时，由于偏心载荷产生的偏心力矩较大，宜采用阶梯搭接或斜面搭接形式。
37. 机械连接的形式主要有搭接和对接两种
38. 机械连接接头的破坏包括紧固件破坏和连接板破坏。
39. 连接板的破坏分析：主要有三种破坏形式，拉伸破坏、剪切破坏和挤压破坏。
40. 机械连接的设计原则：在任何载荷作用下，对于各种形式的破坏，都不应该使连接板
发生拉伸或剪切破坏，而使接头产生挤压破坏，且使机械连接接头强度要高于连接构件的强度，至少为同量级。
第六章 复合材料的结构设计
41. 复合材料的设计过程，大致可分为三个步骤；
①明确设计条件。
②材料设计。
③结构设计。
41. 确定单层的弹性工程常数。和T L E E
㈠、 的确定：L E
利用静力、几何和物理三个方面关系的材料力学来解决。
① 静力关系
A
A V A A V A V A A A A A m
m f
f m
m f f m
m f f ==+=+= 上式也可写成：
基体的横截面面积—纤维的横截面面积
—单元的横截面面积
—.A f 1m 1σσσσσσ
② 几何关系
按照材料力学平截面假设，纤维和基体具有相同的线应变，且等于单元的纵线向应变，即 m εεε==f 1
③物理关系 根据基本假设，单层、纤维、基体都是线弹性的，因而都服从胡克定律，即m m m f f f L E E εσεσεσ=== 11E
综合①②③即得：
)
1(1E f m f f L m f m
m f f L V E V E E V V V E V E -+==++=
42. E T 的确定
对材料作用应力2σ，单元的变形量为W W 2ε=? 从细观角度来看 m m f W W εε+=? 所以 m m f f V V εεε+=2 再利用胡克定律得：
)1(f f f m m f T m T f T V E V E E E E Em V E V E -+=
+=
CAD绘图技巧与建筑识图 入门级
一、CAD基础知识 二、宿舍楼平面图 三、宿舍楼立面图 四、宿舍楼剖面图 五、建筑行业就业形势论文 第一节AutoCAD的基础知识 CAD是Computer Adide Deignde简称（计算机辅助设计） CAD对我们建筑行业的人来说是非常重要的工具好比我们日常生活中吃饭用的筷子，不管以后是从事设计还是施工、监理等等都要用到CAD。事实论事我们以后进入社会的从事设计的人不会很多，大多数都要从施工做起，要想做好一个好的施工人员识图是必备的能力也是最基本的能力，对于我们刚刚接触建筑行业的人员，只有通过不短的画图联系才能掌握好识图的要领，可能一个施工员不是很会画图纸，但一个会画图纸的施工员必定是一个好的施工员，施工员在工地上是知道施工的人员，这就要求施工员掌握图纸上的每一个细节，建筑CAD就是绘制各种建筑图纸的（建筑施工图、结构施工图、水电施工图等等）所以CAD 应该是我们每一个专业人士应该掌握的技能。 一、安装要求： 为了给CAD一个优越的工作环境。用户的计算机，应采用高档的CPU（最低512的如pentiun133以上的处理器如果性能太低CAD将运行缓慢影响绘图速度，其优越性无法体现CAD安装的时候提供了一个很好的安装向导，可以按照安装向导的操作提示逐步进行安装。 提示：1安装完成后一定要重启计算机才能是配置生效 2拷贝资料是一定要安装程序快捷方式没用一默认般在C盘 3CAD2006的安装序列号：191-75444444（有注册机） CAD2007的安装序列号111-11111111
二CAD的界面组成 三、CAD的基本操作 1灵活的使用鼠标对提高绘图速度和绘图质量有着至关重要的作用，当鼠标在垫板上动时，鼠标的光标会在屏幕上不断的移动，光标所在屏幕上的位置不同，起形状也不同，所代表的含义也就不同，下面是各种光标形状所表示的含义： 光标形状含义光标形状含义 选择目标垂直移动 正常选择水平移动 正常绘图形状上右下移动 输入状态上左下移动 等待符号输入文本符号 应用程序启动任意平移
高层建筑结构设计考试试卷 姓名计分 一、单选题（每题3分，共30分） 1、在相同条件下，随着建筑物高度的增加，下列指标哪个增长最快? （） A.结构底部轴力 B. 结构底部弯矩 C. 结构顶部位移 D. 结构顶部剪力 2、钢筋混凝土剪力墙的截面厚度不应小于楼层净高的多少？（） A. 1/20 B. 1/25 C. 1/30 D. 1/35 3、反弯点法的适用条件是梁柱线刚度之比值大于何值？（） A. 3 B. 2.5 C. 2 D. 1.5 4、７度抗震时的框架－剪力墙结构中横向剪力墙的最大间距是多少？（） A. 65M B. 60M C. 55M D. 50M 5、三级抗震等级的框架梁梁端箍筋加密区范围应满足下列何种条件？（） A. 不得小于2.5ｈ（ｈ为梁截面高度） B. 不得小于２ｈ（ｈ为梁截面高度） C. 不得小于500mm D. 不得小于600mm 6、C类地面粗糙度指的是下列哪项？（） A. 有密集建筑群且房屋较高的城市市区 B. 近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区 C. 有密集建筑群的城市市区 D. 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区 7、对于需要进行罕遇地震作用下薄弱层验算的框架结构，当屈服强度系数沿高度分布均匀时，则结构薄弱层位于何处？（） A. 任意一层 B. 结构顶部 C. 结构中部 D. 结构底部 8、一规则框架，其底层计算高度为4.5m，用反弯点法近似计算在风荷载作用下的内力，其底层反弯点高度为何值（单位m）？（） A．2.0m B．2.5m C．3.0m D．3.5m 9、在地震区一般不允许单独采用下列哪种结构体系？（） A. 框架－筒体结构 B. 框支剪力墙结构 C. 框架结构 D. 剪力墙结构
1机械与结构设计基础知识 第一节机械与结构设计（基础）概述 一、机械与结构设计（基础）在工业设计中的地位 工业设计的核心是产品设计，而产品设计离不开机械设计。 随着专业分工的细化，团队工作（team work）已成为产品开发设计的主要工作方式。工业设计师作为团队的一员，需要与其他成员进行交流，特别是要与机械与结构设计工程师就工业产品的原理、结构、材料、工艺及加工设备等方面进行交流与讨论。 一定的工程技术知识，包括机械设计与结构设计知识是团队合作交流的基础，特别是与工程技术人员的交流。 另外，为了使设计具有工程技术、生产加工的可能性、合理性、经济性，工业设计师需要具备一定的工程技术知识，包括机械设计与结构设计知识。 如，设计某种洗衣机时，工业设计师就要首先了解洗衣机的工作原理、结构、材料工艺与加工设备等，并在设计过程中就这方面的问题频繁地与各种工程师，包括机械与结构设计工程师进行切磋与沟通。 本课程（专业基础课）学习目的： 学习机械与结构设计基本知识，帮助同学提高工程技术素养，提高相关能力，力求实现以下目标： 1、初步具备机械与结构基本常识，有能力与机械或结构工程师就相关问题进行一般的交流沟通； 2、使产品设计方案具有更多的工程技术尤其是结构、机构方面的合理性； 3、为进一步深入学习机械与结构设计与其它工程技术知识打下初步的基础。
二、机械与结构设计（基础）研究对象和任务 （一）、机械、机器、机构、构件、零件的概念 机械--- 机器与机构的总称，如工程机械、包装机械、农业机械、矿山机械、化工机械等。机器--- 一种用来转换或传递能量、物料和信息的、能执行机械运动的装置，具有以下特征： 1、人为的实物（机件）的组合体。 2、各个部分间具有确定的相对运动。 3、能够用来转换能量，完成有用功或处理信息等。如电动工具、车辆、计算机等 机构--- 能实现预期的机械运动的各实物的组合体。常用机构：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。具有以下特征： 1、人为的实物（机件）的组和体。 2、各个部分间具有确定的相对运动。 构件--- 机构中的运动单元或构造单元，由一个或几个零件组成的刚性结构。 零件--- 制造的基本单元。零件又分：通用零件、标准件，专用零件、非标准件等，可以是各种材料制成的。 因此，机械产品(机器)由三个层面构成: 机构、构件、零件 1、内燃机分析示例
建筑结构设计 一、选择题（每小题1分，共20分） 1、单层厂房下柱柱间支撑设置在伸缩缝区段的（ ）。 A 、两端，与上柱柱间支撑相对应的柱间 B 、中间，与屋盖横向支撑对应的柱间 C 、两端，与屋盖支撑横向水平支撑对应的柱间 D 、中间，与上柱柱间支撑相对应的柱间 2、在一般单阶柱的厂房中，柱的（ ）截面为内力组合的控制截面。 A 、上柱底部、下柱的底部与顶部 B 、上柱顶部、下柱的顶部与底部 C 、上柱顶部与底部、下柱的底部 D 、上柱顶部与底部、下柱顶部与底部 3、单层厂房柱牛腿的弯压破坏多发生在（ ）情况下。 A 、0.751.0 C 无论何时 q γ＝1.4 D 作用在挡土墙上q γ=1.4 12、与b ξξ≤意义相同的表达式为（）
机械结构设计基础知识 1前言 1.1机械结构设计的任务 机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。 1.2机械结构设计特点 机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求 2机械结构件的结构要素和设计方法 2.1结构件的几何要素 机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成，一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。 零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 2.2结构件之间的联接 在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外，还必须研究零件之间的相互关系。 零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线，这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的，所以，主轴与导轨之间位置相关；而刀架与主轴之间为运动相关。 多数零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。同时还必须考虑满足间接相关条件，如进行尺寸链和精度计算等。一般来说，若某零件直接相关零件愈多，其结构就愈复杂；零件的间接相关零件愈多，其精度要求愈高。例如，轴毂联接见图1。 2.3结构设计据结构件的材料及热处理不同应注意的问题 机械设计中可以选择的材料众多，不同的材料具有不同的性质，不同的材料对应不同的加工工艺，结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料，又要根据材料的种类确定适当的加工工艺，并根据加工工艺的要求确定适当的结构，只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。 设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。
P24 1.1.3如何初估各种结构构件的截面尺寸 主动记忆一些常识性的工程数据，比如梁板的跨高比，剪力墙墙厚，平时注意积累分析，多问多算，大工程做细，小工程做精。 1.1.3熟记民用建筑设计荷载 （1）多高层住宅楼（商品房），二次装修改造的荷载，落棉荷载一般取值2.0kN/m2。 （2）3个2.0kN/m2 楼面做法自重（2.0kN/m2）轻质隔墙自重（2.0kN/m2）活荷载取值（2.0kN/m2） 2.0 2.0 2.0 左右，与实际不会有太大出入；对于屋面活荷载，不上人时0.5 kN/m2，上人时为2.0 kN/m2。 1.2.3 “次要让位于主要”的原则—明确哪些钢筋的位置对结构设计来说更重要 1.3.1 钢筋的三种连接方式—焊接、搭接、机械连接“孰优孰劣” 对于结构重要的部位，《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）规定钢筋的连接宜采用机械连接，而之前规范规定为焊接，改的原因是焊接会使被焊钢筋变脆，在抗震的重要部位，反而变成了“最坏”的做法。 机械连接分为邓强连接和不等强连接，I级为等强连接，II、III级则为不等强连接，主要是针对“钢筋接头处的强度是否大于钢筋母材强度”而言的。 设计可依据《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ 107-2003）中相关的规定，选择与受力情况相匹配的接头。 I级接头：套筒挤压、镦粗接头、剥肋滚螺纹。 剪力墙之水平与竖向分布筋，因钢筋较细，不是抗震的关键部位，适合采用搭接的方式，
不宜采用机械接头。 搭接接头应满足： （1）选择正确的搭接部位； （2）有足够的搭接长度； （3）搭接部位的箍筋间距加密至满足要求。 （4）有足够的混凝土强度与足够的保护层厚度。 如能满足这4款要求，搭接是一种比较好接头方式，而且往往是最省工的方法。但其缺点： （1）在抗震构件的内力较大部位，当构件承受反复荷载时，有滑动的可能； （2）在构件钢筋较密集时，采用搭接方法将使浇捣混凝土较为困难。 当受拉钢筋直径大于28mm，受压钢筋直径大于32mm时，不宜采用搭接。
四 川 大 学 期 末 考 试 试 题 （2005 ——2006 学年第 1 学期） 课程号： 课序号：0 课程名称：建筑结构设计 任课教师： 成绩： 适用专业年级：土木02级 学生人数：130 印题份数：140 学号： 姓名： 311n λ??+ ?i q H ，
∑， F
（2006 —2007 学年第一学期） 课程号：课序号：0 课程名称：建筑结构设计任课教师：贾正甫成绩： 适用专业年级：03土木工程学生人数：90 印题份数：95 学号：姓名： 注：1试题字迹务必清晰，书写工整。本题共 1 页，本页为第 1 页 2 题间不留空，一般应题卷分开教务处试题编号： 3务必用A4纸打印
（2006 —2007 学年第一学期） 课程号：课序号：0 课程名称：建筑结构设计任课教师：贾正甫成绩： 适用专业年级：03土木工程学生人数：90 印题份数：95 学号：姓名： 注：1试题字迹务必清晰，书写工整。本题共 1 页，本页为第 1 页 2 题间不留空，一般应题卷分开教务处试题编号： 3务必用A4纸打印
（2006 —2007 学年第一学期） 课程号：课序号：0 课程名称：建筑结构设计任课教师：贾正甫成绩： 适用专业年级：03土木工程学生人数：90 印题份数：95 学号：姓名： 注：1试题字迹务必清晰，书写工整。本题共 1 页，本页为第 1 页 2 题间不留空，一般应题卷分开教务处试题编号： 3务必用A4纸打印
（2006—2007 学年第二学期） 课程号：课序号：0 课程名称：建筑结构设计任课教师：成绩： 适用专业年级：04土木工程学生人数：175 印题份数：200 学号：姓名： 2 题间不留空，一般应题卷分开教务处试题编号： 3务必用A4纸打印
机械结构设计 一、机械结构设计的内容 具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。 二、机械结构设计特点 机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。 三、结构件的几何要素 在功能表面之间的联结部分称为联接表面。零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 四、结构件之间的联接 零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线. 在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理
地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。同时还必须考虑满足间接相关条件，如进行尺寸链和精度计算等。 五、结构件的材料及热处理 设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。 如：钢材受拉和受压时的力学特性基本相同，因此钢梁结构多为对称结构。铸铁材料的抗压强度远大于抗拉强度，因此承受弯矩的铸铁结构截面多为非对称形状，以使承载时最大压应力大于最大拉应力. 对于需要热处理加工的零件，在进行结构设计时的要求有如下几点：（1）零件的几何形状应力求简单、对称，理想的形状为球形。（2）具有不等截面的零件，其大小截面的变化必须平缓，避免突变。如果相邻部分的变化过大，大小截面冷却不均，必然形成内应力。（3）避免锐边尖角结构，为了防止锐边尖角处熔化或过热，一般在槽或孔的边缘上切出2～３mm的倒角。（4）避免厚薄悬殊的截面，厚薄悬殊的截面在淬火冷却时易变形，开裂的倾向较大。 六、机械结构设计的基本要求 下面就机械结构设计的三个不同层次来说明对结构设计的要求：1． 功能设计 满足主要机械功能要求，在技术上的具体化。如工作原理的实现、工作的可靠性、工艺、材料和装配等方面。 2． 质量设计 兼顾各种要求和限制，提高产品的质量和性能价格比，它是现代工程设计的特征。具体为操作、美观、成本、 安全、环保等众多其它要求和限制。 在现代设计中，质量设计相当重要，往往决定产品的竞争力。那种只满足主要技术功能要求的机械设计时代已经过去，统筹兼顾各种要求，提高产品的质量，是现代机械设计的关键所在。与考虑工作原理相比，兼顾各种要求似乎只是设计细节上的问题，然而细节的总和是质量，产品质量问题不仅是工艺和材料的问题，提高质量应始于设
复合材料
复合材料在海洋石油工程中的应用 一．复合材料简介 1．概述 复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复 复合是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用，代替了很多传统的材料。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为：①纤维增强复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。②夹层复合材料。由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄；芯材质轻、强度低，但具有一定刚度和厚度。分为实心夹层和蜂窝夹层两种。③细粒复合材料。将硬质细粒均匀分布于基体中，如弥散强化合金、金属陶瓷等。④混杂复合材料。由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。与普通单增强相复合材料比，其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高，并具有特殊的热膨胀性能。分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超混杂复合材料。
2.复合材料分类 复合材料主要可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。 结构复合材料是作为承力结构使用的材料，基本上由能承受载荷的增强体组元与能连接增强体成为整体材料同时又起传递力作用的基体组元构成。增强体包括各种玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金属以及天然纤维、织物、晶须、片材和颗粒等，基体则有高聚物(树脂)、金属、陶瓷、玻璃、碳和水泥等。由不同的增强体和不同基体即可组成名目繁多的结构复合材料，并以所用的基体来命名，如高聚物(树脂)基复合材料等。结构复合材料的特点是可根据材料在使用中受力的要求进行组元选材设计，更重要是还可进行复合结构设计，即增强体排布设计，能合理地满足需要并节约用材。 功能复合材料一般由功能体组元和基体组元组成，基体不仅起到构成整体的作用，而且能产生协同或加强功能的作用。功能复合材料是指除机械性能以外而提供其他物理性能的复合材料。如：导电、超导、半导、磁性、压电、阻尼、吸波、透波、磨擦、屏蔽、阻燃、防热、吸声、隔热等凸显某一功能。统称为功能复合材料。功能复合材料主要由功能体和增强体及基体组成。功能体可由一种或以上功能材料组成。多元功能体的复合材料可以具有多种功能。同时，还有可能由于复合效应而产生新的功能。多功能复合材料是功能复合材料的发展方向。 复合材料也可分为常用和先进两类。 常用复合材料如玻璃钢便是用玻璃纤维等性能较低的增用于船舶、车辆、化工管道和贮罐、建筑结构、体育用品等方面。
结构设计新手的七种学习方法 第一种武器：熟悉结构设计的任务和内容 如果你的职业规划是结构设计，了解民用建筑结构设计的深度很重要，起码要知道结构设计不同阶段的不同设计内容，这样可以做到有的放矢，心中有数。如果连起码的设计内容都不是这里缺一点就是那里漏一点，想不被审图办打回来都难！ 结构新手必看--民用建筑结构设计深度及图样 https://www.doczj.com/doc/b618229143.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=35189&fromuid=991887 05G104民用建筑结构初步设计深度及图样 04G103民用建筑结构施工图设计深度及图样 第二种武器：扎实的结构理论基础知识要用结构理论武装自己的头脑，切忌盲目上阵: 大学本科的材料力学、结构力学、混凝土设计原理、工程结构抗震设计、土力学与地基基础等等这些和结构设计紧密相关的主干课程务必要重视。真正的高手一定是具备理论和实践相结合的素质，但如果这些理论不过关的话何谈理论与实践相结合呢？很多学生在学校的时候总是觉得学校的课程枯燥无味，不知道学这些知识和实际的设计有什么样的联系。其实当你真正地涉足设计的时候却往往发现：原来我们90%的设计总是可以从我们的大学课程中找到它的原型。我们很多学员都是在开始设计的过程中发现自己大学的主干课程学得不扎实然后恶补，与其亡羊补牢，不如未雨绸缪。如果你的职业规划是结构设计，这些和结构设计紧密相关的主干课程务是一个必须跨过去的坎，任何抱着侥幸心理而又想做好结构设计的思想都是不切实际的,在这个原则问题上是无法妥协也是没有捷径而言的。比如结构新人在画楼梯大样配筋时经常容易犯图一的错误，之所以犯这样的错误就是因为对钢筋和混凝土的材料特性不了解。
一、 计算题（每题20分, 共60分） 1. 某多层刚性方案房屋外纵墙第三层墙体的受力如图1所示，试根据所给条件验算墙体顶截面和底截面的承载能力是否满足要求？ 已知： 梁端有效支承长度0a =196mm, 窗间墙宽 1.8m, 墙厚 370mm, MU10砖, M2.5混合砂浆, f=1.3N/2mm ，计算高度0 3.3H m =, []22β=, 顶截面取 0.668?=, 底截面取0.856?=。 2. 某双跨钢筋混凝土排架柱承受风荷载如图2，试用剪力分配法计算排架的剪力和弯矩。已知条件： u H H λ=，u l I n I =， 411311131811n C n λλ????+- ? ?????=??+- ??? ， 2133uA uC I I ==×6104mm ，7200uB I =×6410mm 。 lA lB lC I I I ===12305× 6410mm 。 11i i R C q H = ， 11 1i i i n i V F F δηδ==∑ ， 3 11c l H C E I δ= 。 3. 某二跨三层钢筋混凝土框架如图3所示，梁、柱线刚度已分别标于图中，试用D 值法计算各柱剪力。 已知: 一般层：边柱24 2c i i i i +=，中柱12342c i i i i i i +++=，2i i α=+ ； 底层：边柱2c i i i =， 中柱12 c i i i i +=， 0.52i i α+=+； 1jk jk n jk D V F D =∑∑ ， 212c jk jk i D h α= 。 问答题（每小题10分, 共100分） 1. 钢筋混凝土连续梁采用塑性方法设计时，为了保证塑性铰有足够的转动能力，采用弯矩调幅法时应满足的三项基本要求是什么？（1、截面的弯矩调幅系数不宜超过25%；2、调幅洁面的相对受压区高度ξ不应超过0.35，也不宜小于0.1；如果截面配有受压钢筋，计算ξ时可以考虑受压钢筋的作用。当采用冷拉钢筋时，ξ不宜大于0.3；3、用弯矩调幅法确定调幅后相应的跨内弯矩时，应满足静力平衡条件。） 2. 欲求某四垮连续梁的第一跨跨中最大弯矩、第二支座绝对值最大负弯矩及第一支座内边缘最大剪力时, 其活荷载布置方式如何？ （请给出活荷载布置示意图）（1、求第一跨跨中最大弯矩，应将活荷载布置在第一跨和第三跨；2、求第二支座绝对值最大负弯矩，应将活荷载布置在第一、第二和第四跨；3、求第一支座内边缘最大剪力，应将活荷载布置在第一跨和第三跨。） 3. 影响混合结构房屋静力计算方案的主要因素有哪些？（影响房屋空间性能的因素很多，具体包含屋盖刚度、横墙间距、屋架的跨度、排架的刚度、荷载类型、多层房屋层与层之间的相互作用等