一、钢筋砼连续梁设计
一钢筋砼矩形截面两跨连续梁，一类工作环境，承受均布恒载标准值为g k (不含自重)，均布活载标准值q k ，在每跨三分点处截面还承受集中恒载标准值G K ，集中活载标准值 Q K ，活载准永久值系数ψK =0.5，如图一所示。跨度、砼采强度等级，纵筋级别见表 ，箍筋采用HPB235级，按《混凝土结构设计规范（GB50010-2010）》设计该梁。要求：
(1) 进行正截面及斜截面承载力计算，并确定所需的纵筋、箍筋和弯起钢筋的数量。
（要求支座处考虑纵向钢筋弯起抗剪）
(2) 绘制抵抗弯矩图和弯矩包络图，并给出各根弯起钢筋的弯起位置。 (3) 验算裂缝是否满足要求。 (4) 验算挠度是否满足要求。
解：
１、设计计算数据
混凝土C30 2/1.20mm N f ck =；2/01.2mm N f tk =；2
/3.14mm N f c =；
2/43.1mm N f t =；482.0=b ξ； 0.11=α；8.01=β；mm c 20=；24/1000.3mm N E c ?=
纵筋HRB500 2
2/410,/435mm N f mm N f y y ='=；25/100.2mm N E s ?=
箍筋HPB235 210=yv f 2
/mm N
2、截面尺寸、荷载及内力计算
跨度：mm b l l n o 600024024060001=+-=+= ()mm l b
l l n n 60241202406000025.1025.02
02=+-?=++
= 取两者的较小者 mm l 60000= 取 mm b mm l mm h 250,40015
6000157000===>
= 5.38.2250
700
0.2<==<
b h ， 满足要求。 ;
① 恒载标准值计算
m KN M k ?=??+??=12.105660222.0610070.021
m KN M M K K ?==12.10512
m KN M B ?-=??-??-=88.164660333.0610125.02
62.52KN
V V 117.48KN V V 117.48KN 60333.1610625.052.6260667.0610375.0A C B B -=-==-=-=?-??-==?+??=左右左B A V KN V
② 活载满布时内力计算
KN
35.51V V KN 65.96V V 6.65950333.168625.035.5150667.068375.09.135650333.068125.076.8676.86650222.068070.0A C B B 21221-=-==-=-=?-??-==?+??=?-=??-??-=?==?=??+??=左右左KN V KN V m KN M m
KN M M m KN M B A B K K K
③ 仅左跨作用活载时内力计算
KN
374.1150167.068063.0V KN 374.1150167.068063.0V KN 374.8550167.168563.0626.6250833.068437.0244.68650167.068063.0016.37048.1113
1
31048.111650278.068096.0C B 21221=?+??==?+??=-=?-??-==?+??=?-=??-??-=?-=?-=-=?=??+??=右左B A B K K K V KN V m KN M m
KN M M m KN M
④ 仅右跨作用活载时内力计算
KN
626.62V KN 374.85V KN
364.11374.11244.68C B -==-=-=?-=右左B A B V KN
V m KN M
3、内力组合求最不利荷载及控制截面 ⑴ ①+②
KN
914.146V V KN 286.276V V KN 286.2764.165.962.148.117914.1464.135.512.152.62116.3884.19.1352.144.168608.247608.2474.1*76.862.1*12.105A C B B 121-=-==-=-=?-?-==?+?=?-=?-?-=?==?=+=左右左B A B V KN
V m
KN M m
KN M M m KN M
⑵ ①+③
KN
1004.594.1374.112.152.62V KN 8996.1564.1374.112.148.117V KN 4996.2604.1374.852.148.1177004.1624.1626.622.152.623976.2934.1244.682.188.164M KN 3216.744.1016.372.112.105M m KN 6112.2814.1048.1112.1105.12M C B B 21-=?+?-==?+?=-=?-?-==?+?=?-=?-?-=?=?-?=?=?+?=右左B A V KN V m KN m
⑶ ①+④
m
KN ?=?-=048.111M m KN 016.37M 2K 1K
KN
KN KN V KN
V m
KN M m KN M m M B A B 7004.1624.1626.622.152.62V 4996.2604.1374.852.148.117V 8996.1564.1374.112.148.1171004.594.1374.112.152.623976.2934.1244.682.188.1646112.2814.1048.1112.112.105KN 3216.744.1106.372.112.105C B 21-=?-?-==?+?=-=?-?-=-=?+?-=?-=?-?-=?=?+?=?=?-?=右左
剪力和弯矩包络图如下：
剪力图
弯矩图
由图可知剪力的控制截面在Ａ、Ｂ、Ｃ支座截面，弯矩的控制截面在１、２、Ｂ截面处。
4、验算控制截面尺寸
按配置两排纵筋验算；取mm a s 60=；mm h h w 640607000=-==
456.2250
640≤==b h w m
KN M m
KN bh f KN
V N bh f c b b c c ?=≥?=??????-?=-=≥=????=-116.3887.535106402503.140.1)482.05.01(482.0)5.01(286.2765720006402503.140.125.025.0max 62201max 0αξξβ 所以截面尺寸满足要求。
5、根据正截面承载力计算纵向钢筋
跨中最大正弯矩m KN M ?=6112.281max ，按单筋截面设计，采用一排布置。 mm a s 35=；
mm h 665357000=-=；mm h x b b 53.320665482.00=?==ξ
s
y t y c s c A mm bh A f f mm f bx f A mm
mm bh f M h x ≤=??======???=
=≤=????--?=--=2min min max max min 212
6
2010350700250002.0002.0]435
43
.145.0%,2.0[]45
.0%,2.0[660.1039435
504
.1262503.140.153.320504.126)6652503.14106112.281211(665)211(ρραα
满足要求，即在截面受拉区配置4根直径为22mm 的二级钢筋 2
1520mm A S =
中间支座为最大负弯矩处，m KN M ?-=116.388max ， 若按单筋截面设计：
482
.0314.0265.021*******.06652503.140.110116.3882
6
20
1=≤=?--=--==????==b s c s bh f M ξαξαα
2min 20
1350082.1716435
665
314.02503.140.1mm A mm f h b f A y
c s =≥=????=
=
ξα
选用5根直径为22mm 的二级钢筋，2
2082.17161900mm mm A s >=
6、根据斜截面承载力配置箍筋和弯起钢筋
支座边缘处最大剪力设计值为KN V 9164.159=，而在集中荷载作用下支座边缘的剪力为=集V 115.0KN ，
%75688.0159.9164
5.0
11V
V ≤==
集。所以不需要考虑剪跨比。
全长按一排配筋。 mm h 65910202
22
7000=---
= KN N bh f t 502.27316491407565925043.17.07.00≤=???=，需按计算配置腹筋
选用双肢箍6φ@100,。 （1）不配弯起钢筋。
%
163.0210
43.1*24.0%228.0100*250579164.159243797659100
5721065925043.17.07.0min ,00==>==?==>=??+???=+=sv sv sv sv yv
t cs s b A N
V N h S A f bh f V ρρ 可得两端支座不需配置弯起钢筋。
N V N h S
A f bh f V sv
yv
t cs 27050226351825.17.0100=<=+= 其中1V 为中间支座处边缘剪力设计值，可见中间支座处需配置弯起钢筋。 （2）中间支座处配置弯起钢筋。
取
45=s α；则211573.4045
sin 4358.0263518
273502sin 8.0mm f V V A o
s y cs sb =??-=-=
α 在下边缘弯起一根φ22的纵筋，2
1.380mm A s =
钢筋弯起点距中间支座边缘的距离为mm 800600200=+，弯起点处的剪力设计值为
cs V KN V <=?-=942.2548.02.23502.2732。所以不需弯起第二排钢筋。
7、裂缝验算
该构件允许出现裂缝，按三级抗裂计算。
（1）在中间支座边缘处 m KN M k ?-=--=78.3009.13588.164
钢筋应力为 26
0/115.2671900
65987.01078.30087.0mm N A h M s K sk =???==σ
矩形截面受弯件上半截面受拉
01.00217.0250
7005.019005.0≥=??===
bh A A A s te s te ρ 又因为 882.0115
.2760217.001
.265.01.165.01.1=??-
=-
=sk
te tk
f σρψ
换算钢筋直径 mm d v n d n d i i i i i eq 2222
0.152252
2=???=∑∑=
)08
.09.1(max te
eq
s
sk
cr d c E ρσψ
αω+=
)0217
.022
08.0209.1(100.2115.276882.09.15?+????
?=
mm mm 3.0275.0lim =<=ω
满足抗裂要求。
（2）跨中抗裂验算 KN M k 168.226048.11112.105=+=
钢筋应力为：26
0/53.2591520
65987.010168.22687.0mm N A h M s K sk =???==σk
矩形截面受弯构件下半截面收拉 01.00174.0250
7005.015205.0≥=??===
bh A A A s te s te ρ 又因为 811.053
.2590174.001
.265.01.165.01.1=??-
=-
=sk
te tk
f σρψ
换算钢筋直径 mm d v n d n d i i i i i eq 2222
0.152252
2=???=∑∑=
)08
.09.1(max te
eq
s
sk
cr d c E ρσψ
αω+=
)0174
.022
08.0209.1(100.253.259811.09.15
?+????
?= mm mm 3.0278.0<= 满足抗裂要求。
8、挠度验算 （1）短期刚度s B
667.610
*0.3100.24
5
=?==c s E E E α 0115.0659
25019000=?==
bh A s ρ 则 f
E s s s h A E B γρ
αψ'++
+=
5.3162.015.12
5.310115
.0667.662.0882.015.16591900100.22
5?+??+
+????=
2
13
/10856.9mm N ?= （2）挠度增大系数θ 根据《规范》，取0.2=θ （3）受弯构件的刚度B
2
1313/10900.510856.9168
.21639.150)10.2(168
.216)1(mm N B M M M B s k q k ?=??+?-=+-=
θ（4）跨中挠度
mm B l M f k 74.1310900.5600010168.21648513
2
62=????==α
允许挠度为 mm f mm l f 74.1324250
60002500lim =>=== 故挠度满足要求。
二、 预应力混凝土简支梁设计
一多层房屋的预应力混凝土屋面梁，构件及截面尺寸如图二所示。先张法施工时在工地临时台座上进行，在梁的受拉、受压区采用直径10mm 的热处理45Si2Cr 直线预应力钢筋。分别在梁的受拉、受压区采用锥形锚具一端同时超张拉钢筋。养护时预应力钢筋与张拉台座温差为250C ，混凝土达到设计强度以后放松预应力钢筋，混凝土采用C40，非预应力钢筋采用HPB235钢筋。现已知该梁为一般不允许出现裂缝构件，承受均布恒栽标准值为
gk=16KN/m(含自重)，均布活载标准值qk=12KN/m ，活载准永久值系数Ψk=0.5，按《混凝土结构设计规范（GB50010-2002）》设计该梁。要求： （１） 进行正截面承载力计算，估算纵向预应力钢筋，并根据构造要求估算非预应力钢筋。 （２） 计算总预应力损失。
（３） 进行梁的正截面承载力计算，确定梁的纵向预应力钢筋和非预应力钢筋。 （４） 进行梁的斜截面承载力计算，确定梁的箍筋。 （５） 验算梁的使用阶段正截面抗裂能力是否满足要求。 （６） 验算梁的使用阶段斜截面抗裂能力是否满足要求。 （７） 验算梁的使用阶段挠度是否满足要求。
（８） 验算梁在施工阶段强度及抗裂能力是否满足要求。
解：1.设计计算条件 (1)钢筋
预应力钢筋采用热处理钢筋HT
Φ
10，且在受拉、受压区均配置此种预应力钢筋，
ptk f =1470N/mm 2 py f =1040N/mm 2 py
f '=400N/mm 2 p E =2.0×105 N/mm 2 p A =78.5 mm 2
取con σ=0.70 ptk f =0.70×1470=1029 N/mm 2
非预应力钢筋采用HPB235级钢筋，y f = y f ' =210 N/mm 2
s E =2.1×105
N/mm 2
(2)混凝土(C40)
cu f =40 N/mm 2 c f =19.1N/mm 2 1α=1.0 t f =1.76N/mm 2 ck f =26.8N/mm 2 tk f =2.39N/mm 2 c E =3.25×105 N/mm 2
(3)施工及其他条件
构件为“一般不允许出现裂缝构件”，允许挠度为L/250,当cu f =cu
f '时，张拉预应力筋。 2.内力计算
计算跨度 0l =8.75
跨中最大弯矩： M=81(1.2g k +1.4q k )2
0l =81×(1.2×16+1.4×12) ×8.752 =344.5kN ·m M k =81(g k +q k )2
0l =81×(16+12) ×8.752 =268.0kN ·m
M q =81(g k +ψq q k )2
0l =8
1×(16+0.5×12) ×8.752 =210.5kN ·m
支座截面处最大剪力：
V =
21(1.2g k +1.4q k )l n =21
×(1.2×16+1.4×12) ×8.5=153kN V k =21(g k +q k )l n =2
1
×(16+12) ×8.5=119 kN
3.根据正截面承载力计算，估算纵向预应力钢筋，并根据构造要求估计非预应力钢筋，先令
0A ='p , 0='=s s A A ,计算p A
先假定中和轴位于翼缘内，则可按宽度为b ′f =360mm 的矩形截面梁计算，由于弯矩较大，故考虑预应力筋做两排布置，根据构造要求取mm a s 60=, 则 mm a h h s 740608000=-=-=
ξ=096.0740
3601.195.0105.344115.0112
6
201=????--='--h b f M f c αmm ﹤f b '/h 0 与假定相符合。∴ 20
14701040
740
3601.190.1096.0mm f h b f A py
f c p =????=
'=
ξα
考虑到抗裂等要求，选配p A =628(8HT
Φ
10)，并选)102(1572
HT
p mm A Φ
='
根据构造要求，预拉区纵向钢筋配筋率应满足
(p s A A '+')/%2.0≥A
即 2
6.234117300%2.0mm A A p s =?≥'+'
26.771576.234mm A s
=-≥'， 可取)82(6.1002Φ='mm A s
，
)82(6.1002Φ='=mm A A s
s 。
4.截面几何特征
截面划分和编号见下图，截面几何特征列表计算如下：
a ：为各截面i A 的重心至底边的距离
i y ： 为各截面的重心至换算截面重心的距离 i I ： 为各截面对其自身重心的惯性矩
15.61025.3100.2/45
=??==c P EP
E E α
46.610
25.3101.2/4
5
=??==c S ES
E E α 换算截面面积：2
0m 224411m A A i =∑=
换算截面重心至底边的距离：mm A S y 443/00=∑= 换算截面惯性矩：
444420109153451020176110713584mm I y A I i i i ?=?+?=∑+∑=
5.预应力损失
251/111100.29000
5mm N E l a p l =??==
σ 2553/502522100.2100.1mm N t t t E s s l =?=?=????=?=-ασ 24/361029035.0035.0mm N con l =?==σσ
第一批预应力损失：2
/1973650111mm N l l =++='=I I σσ
扣除第一批预应力损失后：
p l con p l con p A A N ''-'+-=I I I )()(σσσσ
653120N 157)1971029(628)1971029(=?-+?-=
p l con
p p l con p p y A y A e N '''-'--=I I I )()(0σσσσ 317157)1971029(413628)1971029(??--??-= mm 174383040N ?=
受拉区、受压区预应力钢筋合力点处的混凝土法向应力
2
4
00
2
4
000/0.731710915345174383040122441653120/13.241310915345174383040122441653120mm
N y I e N A N mm
N y I e N A N p p p p pc p p p p pc -=??-=
'-
=
'=??+=+=I
I I I I
I I I σσ
配筋率：
0.0021
122441
6
.1001570.0043
122441
6
.1006280
0=+=
'+'=
=+=+=
A A A A A A s
p s
p ρρ
∵ 2/40mm N f cu
=' ∴
2
'52
5/390021
.015140)
7.0(28045151280
45/1290043
.0151402
.1328045151280
45mm N f mm N f cu pc
l cu pc
l =?+-?
+=
'+'+=
'=?+?
+=
+'+=
ρσσρσσ
∴ 第二批预应力损失
2
525/39/129mm
N mm N l l l l ='='==σσσσ
总预应力损失为
2/326129197mm N l l l =+=+=I σσσ﹥1002
/mm N
2/23639197mm N l l l =+='+'='I σσσ﹥1002/mm N
第二批预应力损失后的po σ，0p σ'，po N 和po e
?
?=??-??='''-==?+?=''+==-='-='=-=-=mm 142866075N 317157793413628703565985157793628703/7932361029/70332610292
'2
p p p p p p p p p p p p p l con p l con p y A y A e N N
A A N mm N mm N σσσσσσσσσσ
6.使用阶段正截面及斜截面承载力计算 （1）正截面承载力计算 鉴别中和轴位置
2
1721980N/mm
1053601.190.1=???=''f f c h b f α 2
/6531206281040mm N A f p py =?=≥
∴属于第一类T 型截面梁，中和轴位于受压翼缘内。
mm b
f A f x c p
py 95.0360
1.190.1628
10401=???=
=
α
mm h 7400=
m
kN M m kN mm
N x
h bx f M c ?=>?=?=-???=-=5.3443.480480280005)2/0.95740(0.953601.19)
2
(0 ∴ 正截面承载力满足要求 （2）斜截面承载力计算
复核截面尺寸：
62.5100
520<==b h w
N V N bh f b
h c c w
153000310948740
1001.190.1)2.514(025.0)14(025.00=>=????-?=-
β ∴ 截面尺寸满足要求。
计算箍筋
N V N bh f t 1530008977510010071.17.07.00=<=???=
=>=??=00701587N 1224411.193.03.0p c N A f N 565985
要按照计算配置箍筋，采用双肢箍筋ф8@200，
sv A =2?50.3=100.6mm 2
N
h S
A f bh f V sv
yv
t cs 188876740200
6
.10021025.174010076.17.025.17.000=???+???=+= ∴N N V po p 2829956598505.005.0=?==
∴N V N V V V p cs u 15300021717528299188876=>=+=+=
斜截面承载力满足要求。 （3） 正截面抗裂验算
截面下边缘混凝土的预应力为
2
40
max
/11.510915345443
142866075122441565985mm N I y e N A N p p p pc =??+
=
+
=
σ
在荷载效应的标准组合下,截面下边缘混凝土的拉应力为
24
600/13.010*********
10268mm N y I M k ck
=???==σ 抗裂验算
mm N y I M q cq /10.210
915345443105.2104
600
=???==
σ
/3.15.112.10/39.2/5.15.110.13222<-=-=-=<=-=-mm N mm N f mm N pc cq tk pc ck σσσσ
满足一般不开裂要求。
(4) 斜截面抗裂验算
沿构件长度方向，均布荷载作用下简支梁支座边缘处剪力为最大，其主应力在截面1-1，2-2，3-3处最大，因此必须对以上3处做主应力验算。
S 1-1=28800×317+6500×260+50×100×252
+809×327+549×327
=12523666mm 3
S 2-2=28800×317+6500×260++809×327+549×327+ 100×277×277/2
=15100116mm 3
S 3-3=18000×393+2000×326+50×100×318+2021×383+1213×413+549×413
=10818988mm 3
由材料力学中剪应力计算公式b
I S
V k 0=
τ得 2
4
3
324
222
4
11/1.41100
1091534510818988119000/1.961001091534515100116119000/1.631001091534512523666
119000mm N mm N mm N =???==???==???=---τττ 在支座截面处，荷载引起的弯矩为零，所以其正应力也应为零，而由预应力引起的正应力 pc σ按下式计算：
y I e N A N p p p pc 0
00
±
=
σ
则 2
4
11,/1.122710
915345142866075122441565985mm N pc =??-=
- σ 同理可得
2
4
3
3,2
4
22,/9.229310
915345142866075122441565985/4.6010915345142866075122441565985mm N mm
N pc pc =??+==??-=-- σσ
因此可由公式2
2
22τσσσσ+???
? ??±= pc pc cp tp 计算斜截面主拉应力为
222
233,33,2
22
222,22,222
2
11,11,/9.4/0.241.122.922.9/5.6/0.196.126.426.4/2.3/1.263.121.121.1mm N mm N mm N mm N mm N mm N cp tp cp tp cp tp -=+??
? ??-±-=-=+??? ??-±-=-=+??? ??-±-=------σσσσσσ ∴
2
2
max .,22max .,/08.168.266.06.0/4.9/27.239.295.095.0/2.1mm
N f mm N mm N f mm N ck cp tk tp =?=<==?=<=σσ
因此，斜截面抗裂满足要求。
7.变形验算
由前述抗裂验算结果表明，tk pc ck f <- σσ，即该梁在使用阶段一般不出现裂缝，其短期刚度为
414440102.529109153451025.385.085.0mm I E B c s ?=????==
受弯构件的刚度
4
141410416.110529.2268
)12(5.2100
.268)1(mm M M M B k q k ?=??+-?=+-=
θ
由荷载产生的挠度
mm B ql f l 1.1510
416.11075.8283845384514
12
441=????=?= 由预应力引起的反拱
mm I E l e N f c p p l 2.910
9153451025.348750142866075822442
2
02=?????=?
= 总的长期挠度为
mm l mm f f f l l l 35250
87502509.52.91.15221==<=-=-= 故变形满足要求。
8.施工阶段验算
施加预应力时，截面上边缘混凝土应力
00
y I e N A N p p p ct '-
=
I
I I σ （拉应力） 35710
915345174383040
1224416531204
??-=
2/1.47mm N -=（拉应力）
因为 2
/78.439.222mm N f tk =?=
则 tk ct f 2<σ（可以）
截面下边缘混凝土应力 00
00
y I e N A N p p p cc I
I I +
=
σ
44310
915345174383040
1224416531204
??+=
2/13.77mm N =
2/4.218.268.08.0mm N f ck =?=<(可以)
三、 铁路桥梁钢筋混凝土简支梁设计
一钢筋混凝土工字形截面简支梁，承受均布恒载为g=48kN/m （含自重），均布活载q=76kN/m ，计算跨度15m ，截面尺寸如图三所示。混凝土采用C25，受力纵筋Ι级，箍筋Q235级，按《铁路桥涵设计规范（TB10002.3-2005）》设计该梁。要求： （1） 按抗弯强度确定所需的纵筋数量。
（2） 设计腹筋，并绘制抵抗弯矩图和弯矩包络
图，并给出各根弯起钢筋的弯起位置。
（3） 验算裂缝是否满足要求。 （4） 验算挠度是否满足要求。 解：
1. 相关计算数据
混凝土C25，[σb ]=9.5MPa ，n=10（其他构件） 钢筋Ι级钢筋，[σs ]=130MPa ，μmin =0.20% 2. 内力弯矩计算
m
kN ql M ?=?+?==5.348715)7648(8
1
812
2 3. 选用钢筋
假设两排布置，直径d=50mm ，则
;1802
120
120179510519001052
50
5030'0mm h mm a h h mm a i =+
==-=-==++= mm h h z i 17059017952
'
0=-=-=
则 []26
3.157341705
130105.3487mm z M
A s s =??==σ
0.81964
3
.15734==
n ，取n=12
采用12ф50，A 实=23568mm 2
，布置两排，a=105mm ，h 0=1795mm 4. 正截面承载力验算
先假定中性轴在翼板中，按h b i ?'的矩形计算
()mm
h mm h n n n x n bh A i s 1807.5541795)0691.00691.020691.0(20691
.000691.010%2.000691.01795
190023568'202
min 0=>=?-?+=??? ??-+==?==>=?==
μμμμμμ
中性轴位于腹板内，与假定不符，应重新计算x 值。 由Sa=Si 得
有
)())((212102''
2'x h nA h x b b x b s i i i -=--- 即)1795(2356810)180)(3001900(2
11900212
2x x x -??=--?-? 整理得04489656005236801502
=-+x x 解得 x=712mm
mm
h x b b x b h x b b x b y i i i i i i 581)180712)(3001900(21
712190021)180712)(3001900(31
71219003
1))((2121))((313
1223
32''
2'3
''
3'=---??---??=------=
[][][]2
202
201max 2
26
0/5.9/8.5712
1795712109.88/130/0.93712
179555
71219009.88/130/9.881664
23568105.348716645817121795mm N mm N x h x n
mm N mm N x h a x h mm N mm N z A M mm
y x h z b s
c s s
s s s s =<=-?=-?
=
=<=---?
=---==<=??===+-=+-=σσσσσσσσ
应力满足要求，截面安全，所需12ф50的受拉钢筋满足要求。
5. 斜截面承载力计算 （1）剪应力计算 支座出最大剪应力为
kN l q g V 93015)7648(2
1
)(21=?+?=+=
假定Z 沿梁长不变，取最大弯矩即跨中截面的内力臂Z=1664mm 。
23
0/863.11664
30010930mm N bz V =??==τ
（2）绘剪应力图，确定计算配腹筋的区段
当混凝土为C25时，查得[]
MPa tp 78.11=-σ，[]
MPa tp 66.02=-σ，
[]MPa tp 33.03
=-σ最大主拉应力[]
10max
863.1->==tp ec MPa στσ
，
故需要加大梁截面或提高混凝土强度等级，考虑到工程需要实际，采用提高混凝土等级的措施，取混凝土强度等级为C30，重新设计该梁。
因为在斜截面承载力计算之前的各步计算过程中，没有用到混凝土等级有关数据
故改用C30混凝土后，之前计算过程无影响，只须从斜截面承载力计算开始重新设计。
当改用C30的混凝土时，查得[]
MPa tp 99.11=-σ，[]
MPa tp 73.02=-σ，
[]MPa tp 37.03
=-σ最大主拉应力[]
10max
833.1-<==tp ec MPa στσ
，故不必加大
梁截面或提高混凝土强度等级，但[]
2max ->tp ec σσ，则必须计算腹筋。在[]
3tp 0-<στ区段内，则可由混凝土承受主拉应力。
由下图可知，需按计算设置腹筋的区段长度为
m 01.6863
.1)
37.0863.1(5.7=-?
微机课程设计报告
目录 一、需求分析 1、系统设计的意义 (3) 2、设计内容 (3) 3、设计目的 (3) 4、设计要求 (3) 5、系统功能 (4) 二、总体设计 1、交通灯工作过程 (4) 三、设计仿真图、设计流程图 1、系统仿真图 (5) 2、流程图 (6) 3、8253、8255A结构及功能 (8) 四、系统程序分析 (10) 五、总结与体会 (13) 六、参考文献 (13)
一、需求分析 1系统设计的意义： 随着社会经济的发展，城市问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据检测、交通信号灯控制与交通疏通的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。 随着城市机动车量的不断增加，组多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速通道，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速通道，缓解主干道与匝道、城市同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通灯的控制方式很多，本系统采用可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现本系统的各种功能。同时，本系统实用性强，操作简单。 2、设计内容 采用8255A设计交通灯控制的接口方案，根据设计的方案搭建电路，画出程序流程图，并编写程序进行调试 3、设计目的 综合运用《微机原理与应用》课程知识，利用集成电路设计实现一些中小规模电子电路或者完成一定功能的程序，以复习巩固课堂所学的理论知识，提高程序设计能力及实现系统、绘制系统电路图的能力，为实际应用奠定一定的基础。针对此次课程设计主要是运用本课程的理论知识进行交通灯控制分析及设计，掌握8255A方式0的使用与编程方法，通从而复习巩固了课堂所学的理论知识，提高了对所学知识的综合应用能力。 4、设计要求： （1）、分别用C语言和汇编语言编程完成硬件接口功能设计； （2）、硬件电路基于80x86微机接口；
铁路山岭隧道课程设计指示书 . 隧道教研室. (注：可供公路隧道设计者参考，基本方法一样。) 一、原始资料 (一) 地质及水文地质条件 沙口坳隧道穿越地段岩层为石灰岩，地下水不发育。其地貌为一丘陵区，海拔约为150米。(详细地质资料示于隧道地质纵断面图中)。 (二) 线路条件 本隧道系Ⅰ级干线改造工程，单线电力（或非电力）牵引，远期最高行车速度为160公里/小时,外轨最大超高值为15厘米,线路上部构造为次重型，碎石道床,内轨顶面标高与路基面标高之间的高差为Δ=70厘米，线路坡度及平、纵面见附图，洞门外路堑底宽度约为11米，洞口附近内轨顶面标高： 进口：52.00米出口:50.00米 (三) 施工条件 具有一般常用的施工机具及设备, 交通方便, 原材料供应正常, 工期不受控制。附：(1) 1:500的洞口附近地形平面图二张； (2) 隧道地质纵断面图(附有纵断面总布置图)一张。 二、设计任务及要求 (一) 确定隧道进、出口洞门位置，定出隧道长度； (二) 在1:500的地形平面图上绘制隧道进口、出口边坡及仰坡开挖线； (三) 确定洞身支护结构类型及相应长度，并绘制Ⅳ类围岩地段复合式衬砌横断面图一张(比例1:50)； (四) 布置避车洞位置； (五) 按所给定的地质资料及技术条件选择适当的施工方法，并绘制施工方案横断面
分块图及纵断面工序展开图； (六) 将设计选定的有关数据分别填入隧道纵断面总布置图的相应栏中，并写出设计说明书一份。 三、应完成的设计文件 所有的图纸均应按工程制图要求绘制，应有图框和图标。最后交出设计文件及图纸如下： (一) 标明了洞门位置及边、仰坡开挖线的1:500洞口附近地形平面图两张，图名为“沙口坳隧道进口洞门位置布置图”和“沙口坳隧道出口洞门位置布置图”； (二) 参照标准图绘制的1:50衬砌横断面图一张，图名为“Ⅳ类围岩衬砌结构图”； (三) 隧道纵断面总布置图一张，图名为“沙口坳隧道纵断面布置图”； (四) 设计说明书一份，主要内容有： 1.原始资料 ①地质及水文地质条件； ②线路条件； ③施工条件等。 2．设计任务及要求 3.设计步骤 ①确定洞口位置及绘制边仰坡开挖线的过程 应列出有关参数如b、c、d等值的计算，详细表述清楚各开挖面的开挖过程； ②洞门及洞身支护结构的选择，标明各分段里程、不同加宽的里程； ③大小避车洞的布置； ④施工方案比选： 包括施工方法的横断面分块图及纵断面工序展开图。 四、设计步骤 (一) 隧道洞门位置的确定 洞门位置的确定与洞门结构形式、边仰坡开挖方式、洞口附近地形、地质及水文地质条件有关。通常采用先在1:500的洞口地形平面图上用作图法初步确定洞门位置, 然后在实地加以核对和修正。 为了保证施工及运营的安全, 《隧规》提出了“在一般情况下，隧道宜早进洞，
中南大学课程设计报告 课程：计算机网络课程设计 题目：基于Winpcap的网络流量统计分析 指导教师：张伟 目录 第一章总体设计 一、实体类设计 --------P3 二、功能类设计 --------P3 三、界面设计 --------P3
第二章详细设计 一、实体类实现 --------P4 二、功能类实现 --------P4 三、界面实现 --------P5 第三章源代码清单及说明 一、CaptureUtil.java --------P7 二、MyPcapPacketHandler.java --------P9 三、PacketMatch.java --------P9 四、Windows.java --------P13 第四章运行结果 --------P19 第五章心得体会 --------P21 第一章总体设计 一、实体类设计 TCP、UPD、ICMP、ARP、广播数据包五个包的数据结构设计 二、功能类设计 （1）网卡获取 （2）包的抓捕
（3）包的处理 三、界面设计 （1）布局 （2）按钮功能连接 第二章第二章详细设计 一、实体类实现 TCP、UPD、ICMP、ARP、广播数据包五个包的数据结构设计。 本程序采用Java编写，基于win10pcap。Win10pcap是winpcap在win10系统上的适用版本。Java对于winpcap使用jnetpcap进行支持。对于TCP、UPD、ICMP、ARP、广播数据包五种类型的包，在jnetpcap的jar包中大部分已经封装好了相关的实体类型。对应如下：ARP 实体类：https://www.doczj.com/doc/d513051710.html,work.Arp; UPD 实体类：https://www.doczj.com/doc/d513051710.html,work.Icmp;
机械设计制造及其自动化专业本科培养方 案 一、专业简介 本专业依托中南大学“机械工程”国家一级重点学科与“高性能复杂制造”国家重点实验室,2001年被确定为湖南省重点专业,并在湖南省“十五”重点学科建设验收中被评为优秀,2009年被评为国家特色专业。本专业下设“机械电子工程”、“机械制造及其自动化”、“机械设计”、“现代装备设计与控制”、“模具设计与制造”、“材料成型及控制”6个专业方向,具有博士、硕士学位授予权与博士后流动站,拥有以中国工程院院士、973首席科学家、长江学者为代表的强大的师资队伍,与以山河智能为代表的一批学科性公司,在复杂装备与极端制造领域拥有学科特色与行业优势。 二、培养目标 贯彻“宽口径、厚基础、强实践、重创新”的培养方针,以社会需求为导向,以实际工程为背景,以工程技术为主线,结合机电工程学院在复杂装备与极端制造工程学科上的优势与特色,着力培养具有良好的思想品质与职业道德,掌握坚实的基础理论、系统的专业知识及丰富的生产实践,了解本学科前沿发展动态与方向,并具备较强的工程实践能力、自我获取知识能力、创新思维及设计能力、组织管理能力、团队协作能力与国际视野的机械工程领域高素质人才。 本专业毕业的学生,主要在现代制造及相关领域内从事机电产品设计与制造、机电系统研究与开发、设备运行与维护、生产技术管理、企业市场运营等工作,也可在高等院校、科研院所从事相关教学与科研工作。 三、培养要求 按本方案培养的学生应具备的知识、能力与素质为: 1.德、智、体、美全面发展,具有良好的沟通能力、协调组织能力与较强的团队合作精神。 2.具有较扎实的自然科学基础,较好的人文、艺术、社会科学基础与良好的心理素质。 3.较系统地掌握本专业领域的技术理论基础知识,主要包括力学、机械学、电工与电子技术、计算机应用、机械设计理论与制造学、自动控制理论与技术、市场经济及企业管理等基础知识。 4.具有本专业必须的设计、制造、运行及管理等方面的综合能力。 5.具有本专业领域某个专业方向必须的专业知识,并了解其科学前沿与发展趋势。 6.具有初步的科学研究、科技开发及组织管理能力。 7.具有较强的创新意识与获取新知识的能力。 8.能熟练使用一门外语。
电气工程基础课程设计 车间动力及照明设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间：
目录 摘要 (3) 1设计任务 (4) 1.1设计题目 (4) 1.2设计要求 (4) 1.3设计依据 (4) 2车间变电所负荷计算 (5) 2.1车间负荷计算 (5) 2.2 无功补偿计算 (8) 3车间变电所系统设计 (9) 3.1变电所主变压器台数和容量确定 (9) 3.2车间变电所的所址和型式 (11) 3.3车间变电所主接线方案设计 (12) 3.4短路电流的计算 (14) 3.4变电所一次设备的选择 (16) 3.5电缆型号与敷设方式选择 (20) 4二次回路与继电保护 (23) 4.1二次回路方案的选择 (23) 4.2二次回路方案的选择与继电保护的整定 (24) 4.3变电所防雷保护和接地装置 (26) 4.4变电所电气照明 (28) 4.5车间配电线路布线方案的确定 (28) 4.6线路导线及其配电设备和保护设备的选择 (29) 5结束语 (33) 6参考资料 (34)
电气工程课程设计——车间动力及照明设计 摘要 电能是现代工业生产的主要能源和动力。随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。本次设计的题目为车间动力及照明的设计，考虑到题目的条件，决定采用建立车间变电所的方式给车间动力及照明供电。 因此，本次课程设计的主要工作为车间变电所的设计。一个安全、经济的变 电所，是极为重要的。次车间的供电设计包括：负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容量、型式的确定；变电所主接线方案的选择；进出线的选择；短路计算和开关设备的选择；二次回路方案的确定及继电器保护的选择和整定；防雷保护与接地装置的设计；车间配电线路布线方案的确定；线路导线及其配电设备和保护设备的选择；以及电气照明的设计。最后用autoCAD 给出了 电路图的绘制。
中南大学基础工程专业课程设计解说
《基础工程》课程设计 设计说明书 班级：交建1305班 姓名：王俊杰 学号：0403130526
一、设计资料 1、地质及水文 （1）河床土质：从地面（河床），以下为密实粗砂，深度达30米。 （2）水文：地面（河床），，，。 2、土质指标 表1 土质指标 类型地基系数 m（KN/m4）极限摩阻 力τ （KPa） 内摩 擦角ф 容重 （扣除 浮力） （KN/ m3） 软塑 粘土 8×10330 20o12 密实 粗砂 25×103110 38o12 3、桩、承台尺寸与材料 规范规定：钻（挖）， 所以取： 承台尺寸：××。
（1）拟定采用四根桩，。 （2）桩身及承台混凝土用20号，其受压弹性模量E h =×104Mpa。 （3）平面布置图如下图1所示： 图 1 平面布置图 4、荷载情况 (1)上部为等跨25m的预应力梁桥，混凝土桥墩，承台顶面上纵桥向荷载为： 恒载及一孔活载时： ∑N= ∑H=(制动力及风力) ∑M=（竖直力偏心、制动力、风力等引起的弯矩）
恒载及二孔活载时 ∑N= （2）桩（直径 ）自重每延米为 78.11154 )0.1(2 =??= πq KN/m (已扣除浮力) (3) 故,作用在承台底面中心的荷载力为: ∑N=+(×××25)= KN ∑H= ∑M=+×=?M 恒载及二孔活载时: ∑N=+(×××25)= (4)则拟定桩基础采用冲抓钻孔灌注桩基础,为摩擦桩。 二、 单桩容许承载力的确定 根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式初步反算桩的长度，设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h ，一般冲刷线以下深度为h 3，则： N h =[P]=2 1 U ∑i i l τ +λm 0 A{[σ0]+K 2γ2(h 3-3)} 当两跨活载时： N h = 4 24.8253 + () × +21 × (kN) = + (kN) 计算[P]时取以下数据：
中南大学 《C语言程序设计》 课程设计报告课题名称：学生成绩管理系统 专业电气信息 学生姓名舒畅 班级0914 学号0909091424 指导教师穆帅 完成日期2010年7月10日 信息科学与工程学院
目录 1 课程设计的目的 (1) 2 设计内容与要求 (1) 3 主要技术指标及特点 (2) 3.1 登录界面显示 (2) 3.2登记学生资料 (4) 3.3保存学生资料 (5) 3.4 删除学生资料 (6) 3.5修改学生资料 (7) 3.6 查询学生资料 (8) 3.6统计学生资料（自加功能） (8) 3.8对学生资料进行排序 (9) 3.9程序主要代码 (9) 4 设计小结 (31)
成绩管理系统 1 课程设计的目的 1．加深对《C语言程序设计》课程知识的理解，掌握C语言应用程序的开发方法和步骤； 2．进一步掌握和利用C语言进行程设计的能力； 3．进一步理解和运用结构化程序设计的思想和方法； 4．初步掌握开发一个小型实用系统的基本方法； 5．学会调试一个较长程序的基本方法； 6．学会利用流程图或N-S图表示算法； 7．掌握书写程设计开发文档的能力（书写课程设计报告）。 2 设计内容与要求 设计内容：成绩管理系统 现有学生成绩信息，内容如下： 姓名学号 C 数学英语 shuchang 12 99 98 99 jiutian 32 87 68 87 changzi 33 98 89 99 jiutia 13 7 43 45 设计要求： ?封面（参见任务书最后一页） ?系统描述：分析和描述系统的基本要求和内容； ?功能模块结构：包括如何划分功能模块，各功能模块之间的结构图，以及各模块 的功能描述； ?数据结构设计：设计数据结构以满足系统的功能要求，并加以注释说明； ?主要模块的算法说明：即实现该模块的思路； ?运行结果：包括典型的界面、输入和输出数据等； ?总结：包括C语言程序设计实践中遇到的问题，解决问题的过程及体会、收获、
---○---○--- ---○---○--- … ……… 评卷密封线 ……………… 密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理 ……………… 评卷密封线 ………… 中南大学考试试卷 机械设计基础A 课程 时间100分钟 64学时，4学分，闭卷，总分100分，占总评成绩 70 % 一、判断题(本题10分，每小题1分) （ ）1.一对齿轮传动的相对瞬心位置是在连心线上； （ ）2. 曲柄为主动件的偏置曲柄滑块机构，当曲柄与滑块移动路线垂直时，传动角最小； （ ）3. 凸轮机构的推程压力角越大，机构的传力性能越好； （ ）4. 标准渐开线直齿外啮合齿轮的啮合线即是两基圆的内公切线，又是齿廓啮合接触点的公法线； （ ）5.斜齿圆柱齿轮传动的重合度随着齿轮螺旋角的增加而增大； （ ）6. 当被联接件之一很厚，联接需常拆卸时，常用螺钉联接； （ ）7. 带传动在工作时产生弹性滑动时，是由于带的速度太大引起，可以避免； （ ）8. 在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷，应减小链条节距及链轮齿数； （ ）9. 轴的结构设计时，要考虑轴上零件的定位和固定要求； （ ）10. 公称接触角为α=0的深沟球轴承，只能承受纯径向载荷； 二、选择题(本题20分，每小题2分) 1.以对心曲柄滑块机构的曲柄做机架时，得到的是 ； A.另一曲柄滑块机构 B.导杆机构 C.摇块机构 D.直动滑杆机构 2.减小滚子半径，滚子从动件盘形凸轮实际轮廓线外凸部分的曲率半径将 ； A.减小 B.增大 C.不受影响 3.一对斜齿圆柱齿轮传动，若将其螺旋角增大，其它条件不变，则中心距 ； A.减小 B.增大 C.不受影响
钢结构课程设计计算说明书 一、设计资料 1.设计条件 某厂一操作平台，平台尺寸16.000×12.000m，标高4.00m，平台梁柱布置图如图1所示。该平台位于室内，楼面板采用压花钢板，平台活载按2.0kN/m2考虑。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。 2.设计要求 (1)板的设计（板的选择、强度验算、挠度验算） (2)选一跨次梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算） (3)选一跨主梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算） (4)柱的设计（截面设计、整体稳定性验算） (5)节点设计（主梁与柱的连接、主次梁的连接） (6)计算说明书，包括（1）～（5）部分内容 (7)绘制平台梁柱平面布置图、柱与主次梁截面图、2个主梁与柱连接节点详（边 柱和中柱）、2个次梁与主梁连接节点详图（边梁、中间梁）、设计说明。(2# 图纸一张),
二、设计方案 1、板的设计 （1）确定铺板尺寸 使用压花钢板，厚度取15mm ，密度为37.85/kg m （2）验算板的强度和挠度 ①铺板承受的荷载 恒载标准值：37.859.815101 1.154/k g kN m -=????= 活载标准值： 3.01 3.0/k p kN m =?= 荷载总标准值： 1.154 3.0 4.154/k k k q g p kN m =+=+= 恒载设计值： 1.154 1.2 1.385/g kN m =?= 活载设计值： 3.0 1.2 4.2/p kN m =?= 荷载总设计值： 1.385 4.2 5.585/q kN m =+= 根据规范，6000 421500 b a = =>，1230.1250,0.0375,0.095,0.1422a a a β==== 因为1213,a a a a >> 所以22max 10.1250 5.585 1.5 1.571x M M a qa kN m ===??= ②验算强度及挠度 强度验算： 3 22max max 22 66 1.5711034.91/215/1.215 x M N mm N mm t σγ??===
中南大学 本科生课程设计(实践)任务书、设计报告 (C++程序设计) 题目学生成绩管理系统 学生姓名 指导教师 学院 专业班级 学生学号 计算机基础教学实验中心 年月日
学生成绩管理系统 关键字：学生成绩 MFC 编写系统 内容：定义一个结构体，存放下列信息： 学号、姓名、性别、系名、班级名、成绩等 1.学生成绩管理系统开发设计思想 要求： 一：数据输入：输入学生的相关信息，若用户输入数据或信息不正确，给出“错误”信息显示，重复刚才的操作；至少要输入10个学生的数据；可以随时插入学生信息记录； 二：每个学生数据能够进行修改并进行保存； 三：可以根据学号或者姓名删除某学生数据； 四：查询模块要求能按学号，按姓名，按班级等条件进行查询； 五：界面要求美观，提示信息准确，所有功能可以反复使用。 学生成绩管理程序从总体设计方面来看，基本的功能包括主控模块，数据输入模块，数据修改模块，数据查询模块等。 设计模块图：
2.系统功能及系统设计介绍 详细设计： 对于总体设计说明的软件模块，进一步细化，要说明各个模块的逻辑实现方法。下面逐个说明。 主控模块：主要完成初始化工作，包括屏幕的初始化，显示初始操作界面。初始界面中主要包括功能的菜单选择项。 输入处理：利用链表技术输入多名学生的数据，直到输入学生的学号以“@”开头，则结束数据的输入。程序运行流程图如下：删除处理：利用链表技术删除某学号的学生成绩信息，如果找到该学号则进行删除，否则输出“未找到”的信息。程序运行流程图略。 查找处理：利用链表技术根据学生学号或姓名等方式查找某学号
的学生成绩信息，其程序流程图略。 排序处理：利用链表技术根据学生学号对学生数据进行排序，其 部分源代码如下：/***********xuesheng.c***********/ /******头文件（.h）***********/ #include "stdio.h" /*I/O函数*/ #include "stdlib.h" /*其它说明*/ #include "string.h" /*字符串函数*/ #include "conio.h" /*屏幕操作函数*/ #include "mem.h" /*内存操作函数*/ #include "ctype.h" /*字符操作函数*/ #include "alloc.h" /*动态地址分配函数*/ #define N 3 /*定义常数*/ typedef struct z1 /*定义数据结构*/ { char no[11]; char name[15]; char sex[5]; char major[15]; char class[15];
中南大学2012年全国硕士研究生入学考试 《机械设计》考试大纲 I．考试性质 机械设计考试是为中南大学招收机械类硕士研究生而设置的具有选拔性质的自命题入学考试科目，其目的是科学、公平、有效地测试学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本设计计算方法的程度，以及灵活运用本学科的综合知识分析与解决常用机构、通用机械零部件和简单机械装置设计问题的能力。评价的标准是高等学校本科毕业生能达到的及格或及格以上水平，以保证被录取者具有一定的机械设计与分析素养，并有利于中南大学择优选拔机械类硕士研究生。 II．考查目标 机械设计考试涵盖机械设计和部分机械原理等高等学校机械设计基础理论课程。要求考生： 1、要求掌握的基本知识 掌握机械设计的基本知识：机构及机械零件的主要类型、性能、结构特点、应用、材料、标准等。 2、要求掌握的基本理论和方法 掌握机械设计的基本理论和方法：机构运动学的基本理论和机械设计的基本原则。 常用机构的组成原理，结构分析，运动分析，静力学分析等；机械零件的工作原理，简化的物理模型与数学模型，受力分析，应力分析，失效分析等。 常用机构的设计方法：运动设计，反转原理，主要尺寸参数确定原则。 机械零件工作能力计算准则：计算载荷，条件计算，强度计算{体积强度与表面强度，静强度与疲劳强度}摩擦、磨损与润滑，寿命以及热平衡稳定性等。 改善载荷和应力的分布不均匀性，提高零件疲劳强度，降低或增加摩擦，改善局部品质，提高零部件工艺性的途径和方法，以及预应力、变形协调原则等在设计中的应用。 3、要求掌握的基本技能 初步具有拟定机构结构、运动分析、力分析和设计机构的能力，零件设计计
算、结构设计和制图技能，实验技能，编制技术文件技能等。 III．考试形式和试卷结构 1．试卷满分及考试时间 本试卷满分为150分，考试时间为180分钟。 2．答题方式 答题方式为闭卷、笔试。 3．试卷内容结构 机械原理25% 机械设计75% IV．试卷题型结构 1．判断题15分（15小题，每小题1分） 2．选择题30分（15小题，每小题2分） 3．计算题60分（4小题，每小题15分） 5．分析题45分（3小题，每小题15分） V．考查内容 一、机械原理 1、机构的结构分析 机构的组成及机构运动简图；机构具有确定运动的条件；机构自由度的计算；计算平面机构自由度时应注意事项；平面机构的组成原理、结构分类及结构分析。 2、平面机构的运动分析 速度瞬心的概念，三心定理，瞬心的求法；用速度瞬心法作机构的速度分析。 3、平面机构的力分析和机械的效率及自锁 运动副中摩擦力的确定，考虑摩擦时简单机构的受力分析。机械效率的概念、表达式及求法；机械自锁的概念及机械自锁的条件判断。 4、平面连杆机构及其设计 连杆机构及其传动特点；平面四杆机构的类型和应用；平面四杆机构的基本知识；平面四杆机构的设计。 5、齿轮机构及其设计 齿轮机构的应用及分类；齿轮的齿廓曲线；渐开线齿廓的啮合特点；渐开线
轨道工程课程设计 直线尖轨直线辙叉 60kg钢轨12号单开道岔平面布置设计 班级： 姓名：
学号： 指导老师： 完成时间： 第一部分 设计任务与要求 1. 确定转辙器主要尺寸 2. 确定辙叉和护轨几何尺寸 3. 选择导曲线半径 4. 计算道岔主要几何尺寸 5. 导曲线支距计算 6. 配轨计算 7. 配置岔枕 8. 绘制道岔总平面布置图 第二部分 设计资料 一、轨道条件 钢轨60kg/m ，标准长度12.5m ，区间线路轨枕根数：1760根/公里，道岔类型：钢筋混凝土Ⅱ。 二、道岔型式 （1）转辙器 直线尖轨，跟端支距mm y 1440 ，跟端结构为间隔铁夹板连接， 夹板l =820mm
（2）辙叉及护轨 直线辙叉，N =12，辙叉角'''49454o =α，辙叉趾距mm n 2127=，辙叉跟距 mm m 3800=。 （3）导曲线 圆曲线形，不设超高。 三、物理参数： 动能损失允许值：220/65.0h km =ω 未被平衡的离心加速度容许值20/65.0s m =α 未被平衡的离心加速度时变率容许值30/5.0s m =ψ 四、过岔速度 侧向过岔速度要求：h km V s /45= 五、道岔中的轨缝值 尖轨跟端及辙叉趾端轨缝为6mm ，其余为8mm 。 第三部分 提交资料 1.计算说明书； 2.图纸； 3.如果计算说明书和图纸有电子版，需提交一份电子版。 第四部分 设计计算 一、确定转辙器的几何尺寸 1、计算尖轨长度
尖轨转折角''66.35'114565.0arcsin arcsin 0?==???? ??=s V ωβ 根据设计资料：跟端支距：mm y 1440= 则尖轨长度为：()mm y l 46.8037' '66.35'11sin 144 sin 00=?== β 根据尖轨长度的取值原则，采用接近于计算长度的整数长度，所以取 mm l 80500= 则对应的尖轨转折角''9.29'118050144 arcsin ?=?? ? ??=β 2、计算基本轨尖端前部长度 由设计资料可知mm q 2646= 3、计算基本轨后端长度'q 整个基本轨取为一个标准轨长即L=12.5m ，则： ()mm l q L q 29.1805''9.29'11cos 8050264612500cos 0'=??--=--=β 二、确定辙叉及护轨的几何尺寸 1、确定趾距n P 和跟距m P 根据设计资料知辙叉角''49'454?=α 前端长度n =2127mm 所以：趾距mm n P n 79.1762''49'454sin 212722sin 2=???=?? ? ??=α 后端长度m =3800mm 跟距mm m P m 84.3152sin 2=?? ? ??=α 2、计算护轨工作边延展长度 护轨工作边延展长度示意图如图1所示。
操作系统课程设计题目名称：银行家算法 姓名 学号 专业 班级 指导教师 编写日期
目录 第一章问题描述 (3) 1.1 课设题目重述 (3) 1.2 问题分析 (3) 1.3 实验环境 (3) 第二章系统设计 (4) 3.1 主要数据结构 (4) 3.2 银行家算法 (4) 3.3 安全性检查算法 (6) 3.4 银行家算法安全性序列分析之例 (7) 第三章源代码清单 (10) 3.1 函数清单 (10) 3.2 各函数的调用关系图 (12) 第四章运行结果测试与分析 (13) 4.1 程序的正常输出结果 (13) 4.2 程序的差错控制 (15) 第五章结论与心得 (18) [参考文献] (18)
第一章问题描述 1.1课设题目重述 设计目的：了解多道程序系统中，多个进程并发执行的资源分配。 设计要求：管理员可以把一定数量的作业供多个用户周转使用，为保证作业的安全，管理员规定：当一个用户对作业的最大需求量不超过管理员现有的资金就要接纳该用户；用户可以分期贷款，但贷款的总数不能超过最大需求量；当管理员现有的作业不能满足用户的所需数时，对用户的请求可以推迟支付，但总能使用户在有限的时间里得到请求。当用户得到所需的全部作业后，一定能在有限的时间里归还所有的作业。 1.2问题分析 银行家算法是最具有代表性的避免死锁的算法。我们可以把操作系统看作是银行家，操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金，进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。在死锁的避免中，银行家算法把系统状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终处于安全状态，便可以避免发生死锁。所谓安全状态，是指系统能按某种顺序为每个进程分配所需资源，直到最大需求，使每一个进程都可以顺利完成，即可找到一个安全资源分配序列。 所以我们需要解决问题有： 1)熟悉银行家算法的工作原理，明白如何判断系统处于安全状态，避 免死锁。 2)在Windows操作系统上，如何利用Win32 API编写多线程应用程序 实现银行家算法。 3)创建n个线程来申请或释放资源，如何保证系统安全，批准资源申 请。 4)通过Win32 API提供的信号量机制，实现共享数据的并发访问。1.3实验环境 操作系统：windows 8.1 实验语言：c++
机械设计 课程设计说明书（机械设计基础） 设计题目电动绞车传动装置的设计 学院专业班级：学号： 设计人： 指导老师： 完成日期： 中南大学
目录 一、设计任务书 (1) 二、机械传动装置的总体设计 (4) 1电机的选择 (4) 2传动装置的总传动比和分配各级传动比 (5) 3传动装置的运动学和动力学计算 (6) 三、传动装置主要零件的设计、润滑选择 (7) 1闭式齿轮传动 (7) 2开式齿轮传动 (9) 3开式齿轮传动 (11) 4轴的设计 (12) 5轴承的选择 (16) 6键的选择 (18) 7联轴器的选择 (19) 8附件选择 (19) 9润滑与密封 (21) 10箱体各部分的尺寸 (21) 四、设计总结 (23) 五、参考文献 (24)
设计计算及说明结果及依据 一、设计任务书 1 题目 电动绞车传动装置的设计 2 传动简图 3 原始数据： 表一原始数据 项目数据 运输带曳引力 F（KN）30 运输带速度 v(m/s) 0.25 滚筒直径 D（mm）350 4设计目的 （1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机 械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进 行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了 相关机械设计方面的知识； （2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计， 使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工 程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创 新能力； （3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相 关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助
设计方面的能力。 5设计内容 （1） 传动装置的总体设计； （2） 传动装置主要零件的设计、润滑选择； （3） 减速器装配图的设计； （4） 零件工作图的设计； （5）设计计算说明书的编写。 二 机械传动装置的总体设计 1 电机的选择 1.1 电机类型的选择 选择Y 系列三相异步电动机。 1.2 额定功率的确定 电动机所需功率为 η w d P P = KW P w ：工作机构所需功率； η：从电动机到工作机的传动总效率； KW 5.71000 Fv P w == F ：工作机牵引力，30kN ； V ：工作机的线速度，0.25m/s ； η=η联×η3轴承×η闭式齿轮×η2开式齿轮 ×η滚筒 =0.992×0.993×0.97×0.952×0.98 =0.826 从课程设计书p7表2-4查得联轴器、轴承、齿轮、链和滚筒的效率值。则 KW 082.9826 .05 .7P d == 额定功率值d ed P P ≥。 w P =KW 5.7 课程设计 表2-4 KW 082.9P d =
预应力混凝土简支梁设计 一多层房屋的预应力混凝土屋面梁，构建及截面尺寸如图二所示。先张法施工时在工地临时台座上进行，在梁的受拉、受压区均采用直径10mm 的热处理45Si2Cr 直线预应力钢筋，分别在梁的受拉、受压区采用锥形锚具一端同时超张拉钢筋，养护时预应力钢筋与张拉台座间温差为25℃，混凝土达到设计强度后放松预应力钢筋，混凝土采用C40，非预应力钢筋采用HPB235钢筋。现已知该梁 为 一般不允许出现裂缝构件，承受均布恒载标准值为m KN g k 6.18=（含自重），均 布活载标准值m KN g k 12=，活载准永久值系数5.0=q ψ，按《混凝土结构设计 规范（GB50010-2002）》设计该梁。要求： （1）进行梁的正截面承载力计算，估算纵向预应力钢筋，并根据构造要求估算非 预应力钢筋。 （2）计算总预应力损失。 （3）验算梁的正截面承载力计算，确定梁的纵向预应力钢筋和非预应力钢筋。 （4）进行梁的斜截面承载力计算，确定梁的箍筋。 （5）验算梁的使用阶段正截面抗裂能力是否满足要求。 （6）验算梁的使用阶段斜截面抗裂能力是否满足要求。 （7）验算梁的使用阶段挠度是否满足要求。 （8）验算梁在施工阶段及抗裂能力是否满足要求。
设计计算 1、计算梁的正截面承载力，估算纵向预应力钢筋，并根据构造要求估算预非应力钢筋。 1）设计计算条件 m l 75.80= m l n 5.8= C40混凝土：2/40mm N f cu = 2/1.19mm N f c = 2/76.1mm N f t = 2/8.26mm N f ck = 2/39.2mm N f tk = mm N E c /1025.34?= 0.11=α 45Si2Cr 热处理预应力钢筋：2/1470mm N f ptk = 2/1040mm N f py = 25/100.2mm N E p ?= 2/400mm N f py =' HPB235非预应力钢筋：2/210mm N f y = 2/210mm N f yv = 2/210mm N f y =' 25/101.2mm N E s ?= 2） 内力计算 ① 跨中最大弯矩： m KN l q g M k k ?=??+??=+=4.37475.8)124.16.182.1(8 1 )4.12.1(8 1 22
CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 课程设计说明书 现代铝电解槽新型阳极结构设计 题目（单槽日产量2.4t,电流密度0.76A·cm-2） 学生姓名刘冬 专业班级冶金 00906 班 学生学号0503090706 指导教师伍上元 学院冶金科学与工程学院 完成时间2012年9月11日
目录 第一章概述 1.1现代铝电解槽结构发展趋势 (3) 1.2所设计电解槽阳极结构的特点 (4) 第二章铝电解槽结构简介 2.1 上部结构 (5) 2.1.1 阳极炭块组 (6) 2.1.2 阳极升降装臵 (6) 2.1.3 承重结构 (7) 2.1.4 加料装臵 (7) 2.1.5 集气装臵 (8) 2.2 阴极结构 (9) 2.2.1 槽壳与摇篮架 (10) 2.2.2 槽内衬 (11) 2.3 母线结构 (13) 2.3.1 阳极母线 (13) 2.3.2 阴极母线 (14) 2.4 绝缘设施 (15) 第三章铝电解结构计算 3.1 阳极电流密度 (15) 3.2 阳极炭块尺寸 (15) 3.3 阳极炭块数目 (17) 3.4 槽膛尺寸 (17) 3.5 槽壳尺寸 (17) 3.6 阴极碳块尺寸 (17) 第四章阳极结构设计 4.1 阳极炭块组 (18) 4.2 换极周期与顺序 (19) 4.3 阳极炭块质量要求与组装 (20) 4.3.1 阳极炭块质量要求 (20) 4.3.2 阳极组装 (21) 第五章参考文献 (22) 2
第一章概述 1.1现代铝电解槽结构发展趋势 20世纪80年代以前，工业铝电解的发展经历了几个重要阶段，其标志的变化有：电解槽电流由24kA、60kA增加至100-150kA；槽型主要由侧插棒式（及上插棒式）自焙阳极电解槽改变为预焙阳极电解槽；电能消耗由吨铝22000kW·h降低至15000kW·h；电流效率由70%-80%逐步提高到85-90%。 1980年开始，电解槽技术突破了175kA的壁垒，采用了磁场补偿技术，配合点式下料及电阻跟踪的过程控制技术，使电解槽能在氧化铝浓度变化范围很窄的条件下工作，为此逐渐改进了电解质，降低了温度，为最终获得高电流效率和低电耗创造了条件。在以后的年份中，吨铝最低电耗曾降低到12900-13200 kW·h，阳极效应频率比以前降低了一个数量级。 80年代中叶，电解槽更加大型化，点式下料量降低到每次2kg氧化铝，采用了单个或多个废气捕集系统，采用了微机过程控制系统，对电解槽能量参数每5s进行采样，还采用了自动供料系统，减少了灰尘对环境的影响。进入90年代，进一步增大电解槽容量，吨铝投资较以前更节省，然而大型槽（特别是超过300kA）能耗并不低于80年代初期较小的电解槽，这是由于大型槽采取较高的阳极电流密度，槽内由于混合效率不高而存在氧化铝的浓度梯度；槽寿命也有所降低，因为炉帮状况不理想，并且随着电流密度增大，增加了阴极的腐蚀，以及槽底沉淀增多，后者是下料的频率比较高，而电解质的混合程度不足造成的。尽管如此，总的经济状况还是良好的。 90年代以来，电解槽的技术发展有如下特点： （1）电流效率达到96%； （2）电解过程的能量效率接近50%，其余的能量成为电解槽的热损而耗散； （3）阳极的消耗方面，炭阳极净耗降低到0.397kg/kg（Al）； （4）尽管设计和材料方面都有很大的进步，然而电解槽侧部仍需要保护性的炉帮存在，否则金属质量和槽寿命都会受负面影响； （5）维护电解槽的热平衡（和能量平衡）更显出重要性，既需要确保极距以产生足够的热能保持生产的稳定，又需要适当增大热损失以形成完好的炉帮，提高槽 寿命。 我国的电解铝工业可自1954年第一家铝电解厂（抚顺铝厂）投产算起，至2010年已有56年历史，在电解槽设计中，已掌握“三场”仿真技术，在模拟与优化方面采用了ANSYS 3
机械设计学复习题 第一章绪论1-1“设计学”从古代到现代的三个发展阶段阶段1 直觉设计阶段阶段2：半经验半理论设计阶段阶段3：半理论半经验设计阶段1-2 机械是机器和机构的统称。1-3 “设计”是把各种先进技术成果转化为生产力的一种手段和方法。它是从合理的目标参数出发，通过各种方法和手段创造出一个所需的优化系统或结构的过程。1-4由想法到产品的过程机械产品设计的一般过程：认识需求→目标界定→问题求解→分析选优→评价决策→表达→实现。设计的第一步是认识需求，由此决定要设计一种装置满足它。认识需求有时是一种很高创造性的活动。第二部是目标界定。基本目的是把需求限定在某种确定方面，并限定满足需求的一些特殊的技术和特性，以便在下一步寻求解决这一问题的解法。第三步是问题解决。就是我们所说的功能原理设计，应该把各种可能的解法尽可能多地收集起来，供下一步分析比较，这是至关重要的一步。第四部是分析和优选。第五步是评价决策，这是最困难的一步。第六步是表达，设计的表达有写说画。其中画是最重要的表达方式。第七部是实现，实现的手段是实用样机，实现的最后标准是市场，市场是检验设计成功与否的惟一标准。第一章 1.机械的概念 机械是机器和机构的统称：完成做功的各种具体机器和以传递力与运动的各类机构总称为机械。 2.机械设计主要特点 1)多解性2)系统性3)创新性4)设计与科学研究 3.“机械设计学”的学科组成 1)功能原理设计2)实用化设计3)商品化设计 4.现代设计,以功能为核心，构思实现该功能所需的方法和手段,具体方法和手段有： CAD/CAM/CAE技术，CIMS工程、并行工程、优化设计、有限元方法、可靠性设计、创新设计、快速响应设计、反求工程、逆向工程、虚拟设计方法等。 5. 近代“机械设计学”的核心内容 1）功能思想的提出2）人机工程学科的兴起3）工业设计学科的成熟 6.机械设计按其创新程度可分为以下三种类型： 1)适应性设计2）变型设计3)创新设计 第三章 1. 任何一种机器的更新换代都存在三个途径: 1）改革工作原理；2）通过改进工艺、结构和材料提高技术性能；3）加强辅助功能使其更适应使用者的心理。 2. 功能原理设计的工作特点 1).用一种新的物理效应来代替旧的物理效应，使机器的工作原理发生根本的变化的设计。 2).引入某种新技术(新材料、新工艺、……)，但首先要求设计人员有一种新想法(New Idea)、新构思。 3).使机器品质发生质的变化。 3. 功能原理设计的任务和主要工作内容 1).功能原理设计的任务：针对某一确定的“功能目标”．寻求一些（一种）“物理效应”并借助某些“作用原理”来求得一些实现该功能目标的“解法原理”。 例如：为实现直线移动的功能要求，可寻求液压、电磁或机构等物理效应，通过油缸、直线电机或刚体传动等作用原理，求得最终实现机械直线移动这个功能目标的解法原理。 2).功能原理设计的主要工作内容： (1)明确功能目标；(2)构思能实现功能目标的新的解法原理；(3)改进、完善解法。 4.根据系统工程学用黑箱来描述功能，请描述采用的哪三种流的转换。 任何技术系统都可以视为3种流的处理系统： 能量流:机械能、热能、电能、化学能、光能、核能。 物料流：气体、液体或各种形式的固体。信息流：各种测量值、输入指令、数 5.功能的分解。