长安大学结构设计原理课程设计报告书

长安大学结构设计原理课程设计1. Known:（1）Span of SSB: 28m ；Computed span L =26.66m ；（2）Design load ：Vehicular Load -Ι；Pedestrian Load=3.0kN/m 2；Coefficient of Importance γ0=1.0；（3）Environment ：Bridge locates in a common field, environment І; Relative humidity (average of per year)= 75％；（4）Materials ：Tendon: low relaxation strands(1×7)；Standard value of tension strength1860MPa pk f =；Design value of tension strength 1260MPa pd f =；Nominal area= 140mm 2,nominaldiameter15.2mm;Elastic modulus MPa 1095.15⨯=p E ；Strand tapered of group anchors. Nonprestressed reinforcement:HRB400,f sk =400MPa,f sd =330MPa.HRB335：(d<12mm)normal value of tension strength 335MPa sk f =；design value of tensionstrength 280MPa sd f =；Elastic modulus s E =2.0×105MPa; Concrete ：C50；E c =3.45×104MPa ； normal value of compress strength ck f ＝32.4MPa ； design value of compress strength cd f ＝22.4MPa ；normal value of tension strengthf＝2.65MPa；tkdesign value of tension strengthf＝1.83MPa.td(5)Design requirements：JTG D62-2004 ,Total Pre-stress Concrete.(6)Construction method：Post-tension; Pre-cast girder; TD Jack; Cast-in-site wet connection joint with width of 400mm; Asphalt layer with 80mm thickness.2. Size3.Geometric features of all cross-section1) Calculation of effective width bf´According to the high way bridge gauge,obtaining minimum value of the following three values:(1): Simple supported beam span’s l/3, l/3=26660/3=8887mm;(2): Average distance of the two adjacent beams, to the middle beam is 2200mm;(3): (b+6b h+12h f´), b h=0,we can let h f́ is equivalent with average of web thickness about middle span section. So ,we have÷hf'=÷=(⨯+⨯1201000228mm1000)2180800(b+6b h+12h f´)=200+6×0+12×228=2936mm;b f´=2200mm;2) Calculating geometric features of all cross-section:Generally, geometric features of main beam often use block numerical summation method, Area of all cross section: A= A iDistance between gravity center line of the all cross section and the top of beam:y u=Ai---------the area of separated sectionsyi---------the distance between the center of gravity of separated sections and edge ofbeamAccording to size figure,section of changed point and middle span section has same geometric features.4. The main beam inner force of calculation,cased by permanent action and variable action.5.Estimation of reinforcement area and layout steel cable1)Estimation of pre-stressed reinforcement of cross-section area.According to the requirement of resistance crack from normal section to estimate number pre-stressed rebar.Full pre-stressed concrete structure of the effective pre-stress in middle span cross-section is:)1(85.0/we A w M N p s pe +≥Ms is a moment of the ultimate limited state under short term loading.=++=QS G G s M M M M 213692.65 (KN·m)Assume mma p100=；then the length from the point of resultant force to the cross gravity axis is:mm a y e p b p 1156=-=； According to the features of all cross section to estimate rebar,the area of middle span cross-section is: A=8760002mm ；The elastic resistance moment of the all cross section to the resistance cracking edge:36910927.239125610348.301mm y I W b ⨯=⨯==.So the resultant force of effective pre-applied force is:N pe >=(Ms/W-0.7ftk)/(1/A+e p /W)=(3823×106/239.927×106-0.7×2.65)/(1/876000+1156/239927000)=2359158NThe control stress of pre-stressed rebar is a pk con Mp f 1395186075.075.0=⨯==σ.The pre-stress losses are estimated as 20% con σ,We can get the area of pre-stressed reinforcement is:A p =N pe /(1-0.2)σcon =2359158/(0.8×1395)=2114(mm 2)To use 3 bundle 6Φs 15.24 strands, the area of pre-stressed reinforcement is :Ap=3×6×140=2520(mm2).And use the strand tapered group anchors,70φ metal corrugated pipe into the hole.2)Lay out pre-stressed reinforcement.(1)Arrangement of pre-stressed rebar in mid-span section:According to the requirement of The Road Bridge Gauge,arrangement of pre-stressed reinforcement in mid-span section shown Figure 3.(2)Lay out steel cable of anchor cross-section:Fig1. End of pre-stressed beam Fig.2 anchor position in the end Fig.3 cable position in mid-spanIn order to be convenient for construction,three steel cables anchor end of beam,which fits principle of homogeneous disperse and requirement of tension.It will offer much pre-shear force by bending more depth of N1 and N2 in end of beam. The all shown Fig1 and Fig2.(3):Location and angle of steel cable from other sections.①Bending shape、angleθ and radius of bending.Obtain interpolate curve between straight lines.In order to make pre-applied force be perpendicular to anchor bearing plate,bending angle of N1, N2, N3 are 。

结构设计原理课程设计cad一、课程目标知识目标：1. 让学生理解结构设计的基本原理，掌握CAD软件在结构设计中的应用。

2. 使学生能够运用CAD软件绘制结构设计图纸，并准确标注尺寸、材料及工艺要求。

3. 帮助学生了解我国建筑行业的相关标准和规范，提高学生在结构设计中的规范意识。

技能目标：1. 培养学生熟练使用CAD软件进行结构设计绘图的操作能力。

2. 培养学生分析结构设计问题、提出解决方案的能力，提高学生的创新意识和实践能力。

3. 培养学生团队协作和沟通能力，能在项目中进行有效交流与协作。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对结构设计的兴趣和热情，激发学生主动探索和研究的欲望。

2. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度，养成良好的学习习惯。

3. 增强学生对我国建筑行业的自豪感，培养学生的社会责任感和职业道德。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够独立完成简单结构设计的CAD绘图。

2. 学生能够根据设计要求，提出合理的结构设计方案，并进行CAD绘图。

3. 学生能够在团队项目中发挥自己的作用，与团队成员共同完成复杂结构设计的CAD绘图。

4. 学生能够关注国内外结构设计的发展动态，了解行业新技术、新材料和新工艺。

5. 学生在课程学习过程中，形成积极向上的学习态度，具备良好的职业道德和团队协作精神。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 结构设计基本原理：讲解结构设计的基本概念、原理和方法，使学生掌握结构设计的基本知识。

2. CAD软件应用：介绍CAD软件在结构设计中的应用，包括软件界面、基本操作、绘图工具等，使学生能够熟练使用CAD软件进行结构设计。

3. 结构设计绘图：结合教材章节，教授如何使用CAD软件绘制结构设计图纸，包括平面图、立面图、剖面图等，以及尺寸标注、材料符号等。

4. 结构设计规范与标准：讲解我国建筑行业的相关规范和标准，使学生能够在结构设计中遵循规范要求。

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。

结构设计原理下篇课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解结构设计的基本原理，掌握结构稳定性和强度的计算方法。

2. 使学生能够运用力学知识分析简单工程结构的问题，并具备解决实际问题的能力。

3. 引导学生了解不同材料在结构设计中的应用，并能进行材料选择和评估。

技能目标：1. 培养学生运用计算机辅助设计软件进行结构设计与分析的能力。

2. 培养学生运用数学和力学知识解决实际工程问题的能力。

3. 提高学生的团队合作能力，能在小组项目中发挥各自优势，共同完成结构设计任务。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对工程技术的兴趣，激发他们探索未知、创新实践的热情。

2. 培养学生的安全意识，使他们认识到结构设计在工程中的重要性。

3. 增强学生的环保意识，让他们在设计过程中注重资源的合理利用和生态环境保护。

本课程针对高中年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实践应用的结合。

在教学过程中，充分考虑学生的认知水平、兴趣和特长，以激发学生的学习积极性。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程问题，培养他们的创新精神和实践能力。

课程目标的设定旨在使学生在掌握结构设计原理的基础上，提高解决实际问题的能力，同时培养他们的情感态度和价值观。

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、原理和方法，包括结构稳定性、强度、刚度的计算与分析。

2. 材料力学性质：讲解不同材料的力学性质，如弹性模量、屈服强度等，以及材料在结构设计中的应用和选择。

3. 结构分析：教授结构受力分析的方法，如截面力法、节点力法等，以及计算机辅助设计软件在结构分析中的应用。

4. 结构设计实例：分析典型工程结构的设计过程，包括梁、板、柱等结构的设计计算。

5. 结构设计规范：介绍我国现行的结构设计规范，让学生了解规范在工程实践中的重要性。

教学内容的安排如下：1. 第1周：结构设计基本原理及稳定性分析；2. 第2周：强度计算及材料力学性质；3. 第3周：结构分析方法和计算机辅助设计软件应用；4. 第4周：结构设计实例及规范解读。

专业代码：081406、085213适用专业名称：桥梁与隧道工程课程名称：结构设计原理一、考试的总体要求考察学生对结构设计原理的基础知识及概念的掌握程度：包括钢筋混凝土、预应力混凝土、圬工、钢结构及组合结构构件的受力特性及设计计算方法，对实际工程结构构件独立进行设计验算，运用基本原理和实验研究解决工程实际问题的能力等。

二、考试内容及比例1、钢筋混凝土结构。

要求掌握钢筋混凝土结构的基本概念和受力构件的强度、刚度计算原理，熟悉极限状态法设计的基本概念和现行公路混凝土桥涵设计规范，了解深梁的破坏形态及计算。

试题比例约为25%。

2、预应力混凝土结构。

要求掌握预应力混凝土结构的基本概念和受弯构件的设计与计算原理，熟悉部分预应力混凝土受弯构件受力特点及设计计算方法，了解其它预应力混凝土结构。

试题比例约为25%。

3、圬工结构。

要求掌握砖、石及混凝土结构的基本概念，熟悉受压构件的强度计算，了解其它受力构的强度计算。

试题比例约为5%。

4、钢结构。

熟悉钢结构中材料与结构的基本特性、失效类型及控制措施，要求掌握钢结构连接和基本构件的受力特性与设计计算方法，以及现行公路钢结构桥梁设计规范的相关规定。

试题比例约为30%。

第1章绪论1.1 钢结构的特点及应用1.2 我国钢结构发展现状及趋势1.3 钢结构的主要结构形式及组成杆件的分类1.4 钢结构的连接方法及分类第2章钢结构材料2.1 钢材在单向均匀受拉时的工作性能2.2 钢材在单轴反复应力作用下的工作性能2.3 钢材在复杂应力作用下的工作性能2.4 钢材抗冲击的性能及冷弯性能2.5 钢材的可焊性2.6 钢材的抗腐蚀性能2.7 钢材的延性破坏、损伤累积破坏、脆性破坏和疲劳破坏2.8 影响钢材性能的一般因素2.9 钢结构用钢材的分类2.10 钢材的规格第3章钢结构的可能破坏形式3.1 结构的整体失稳破坏3.2 结构和构件的局部失稳、截面的分类3.3 结构的塑性破坏、应（内）力塑性重分布3.4 结构的疲劳破坏3.5 结构的操作累积破坏3.6 结构的脆性断裂破坏3.7 防止钢结构的各种破坏的总体思路第4章受拉构件及索4.1 轴心受拉构件4.2 拉弯构件4.3 索的力学特性和分析方法第5章轴心受压构件5.1 轴心受压构件的可能破坏形式5.2 轴心受压构件的强度5.3 轴心受压实腹构件的整体稳定5.4 轴心受压格构式构件的整体稳定5.5 轴心受压构件的整体稳定计算5.6 轴心受压实腹构件的局部稳定5.7 轴心受压格构式构件的局部稳定5.8 轴心受压构件的刚度第6章受弯构件6.1 受弯构件的类型与截面6.2 受弯构件的主要破坏形式6.3 构件变弯时的截面强度6.4 构件扭转6.5 受弯构件整体失稳的弯扭平衡方程及其临界弯矩6.6 受弯构件中板件的局部稳定6.7 受弯构件的变形和变形能力第7章压弯构件7.1 压弯构件的类型与截面形式7.2 压弯构件的破坏形式7.3 压弯构件的截面强度7.4 压弯构件的整体稳定7.5 格构式压弯构件7.6 压弯构件的局部稳定第8章钢结构的连接8.1 钢结构的连接方式8.2 焊接连接的特性8.3 对接焊缝的构造和计算8.4 角焊缝的构造和计算8.5 焊接应力和焊接变形8.6 普通螺栓连接的构造和计算8.7 高强度螺栓连接的构造和计算第9章桁架、单层刚架与拱9.1 桁架9.2 单层刚架9.3 拱第10章组合构件10.1 组合构件的分类……第11章钢结构构件及抗震性能附录参考文献5、钢-混凝土组合结构。

《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 。

《结构设计原理》课程设计任务书与指导书力学教研室2010．10《结构设计原理》课程设计任务书一、设计目的运用钢筋混凝土结构的基本知识，通过一根主梁的设计计算，进一步掌握钢筋混凝土结构中受弯构件的构造、受力特点和设计要点，为以后桥梁施工中布置受弯构件的钢筋和进行中小桥涵设计计算及一般构件设计计算奠定基础。

二、设计内容正截面承载力计算斜截面抗剪承载力计算全梁承载能力校核水平纵向钢筋和架立钢筋设计裂缝宽度及变形（挠度）验算钢筋长度计算三、课程设计题目装配式钢筋混凝土简支T梁设计（一）设计资料1．桥面净空：净－7m＋2×1.5m2．设计荷载：公路－Ⅱ级汽车荷载人群3.5KN/m2结构安全等级为二级内力计算结果见（二）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=19.50m主梁全长L=19.96m横断面及尺寸如图所示：（二）内力计算（结果摘抄）弯矩标准值M汇总表: kN·m四、设计依据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 中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60－2004五、提交成果及要求1．设计说明书一份要求：内容完整，设计合理，引用公式正确，计算准确，书写工整；2．一片主梁配筋图一张内容：主梁配筋图、钢筋大样图、钢筋长度明细表及材料数量要求：用白绘图纸，绘3号图(可加长)，作图规范，有图框、有标题栏，用铅笔绘图，写工程字；3．必须自己独立完成设计，不得抄袭，一经发现抄袭者按零分处理。

六、参考文献中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准（JTG B01-2003）.北京：人民交通出版社，2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62－2004中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范（JTG D60—2004）孙元桃主编.结构设计原理第二版.北京: 人民交通出版社,2005张树仁主编.钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理.北京: 人民交通出版社,2004叶见曙主编.结构设计原理.北京: 人民交通出版社,2002公路桥涵设计标准图七、设计时间要求一周内完成。

《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)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。

大学结构设计原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握大学结构设计的基本原理，理解结构设计在建筑领域的重要性。

2. 使学生了解各类建筑结构的特点、优缺点及适用范围。

3. 帮助学生掌握建筑结构设计的基本步骤和方法，具备初步的设计能力。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析建筑结构问题的能力，能针对实际问题提出合理的结构设计方案。

2. 提高学生运用计算软件进行建筑结构分析和设计的能力。

3. 培养学生团队协作、沟通表达和创新能力，以便在后续课程设计和实际工作中更好地运用所学知识。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对建筑结构设计的兴趣，培养其主动探索、积极实践的精神。

2. 培养学生严谨、负责的工作态度，使其在设计过程中注重安全、经济、美观等方面的考量。

3. 引导学生关注建筑行业的发展趋势，树立环保、节能、可持续发展等现代设计理念。

本课程针对大学本科土木工程专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标，旨在使学生通过本课程的学习，具备扎实的结构设计基础知识和技能，为后续专业课程和实际工作打下坚实基础。

同时，注重培养学生的情感态度和价值观，使其成为具有创新精神和实践能力的建筑结构设计人才。

二、教学内容1. 建筑结构设计基本原理：包括结构设计的基本概念、设计原则、设计方法等，涉及教材第一章内容。

2. 建筑结构类型及特点：介绍各类建筑结构（如框架结构、剪力墙结构、钢结构等）的组成、受力特点、优缺点及适用范围，涉及教材第二章内容。

3. 结构设计基本步骤：阐述结构设计的全过程，包括结构方案设计、结构计算、施工图绘制等，涉及教材第三章内容。

4. 结构设计计算方法：讲解结构设计中的基本计算方法，如荷载组合、内力分析、截面设计等，涉及教材第四章内容。

5. 结构设计软件应用：介绍常用结构设计软件的功能、操作方法及应用实例，如PKPM、SAP2000等，涉及教材第五章内容。

6. 结构设计实例分析：分析典型建筑结构设计案例，使学生了解实际设计过程中可能遇到的问题及解决方法，涉及教材第六章内容。

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。

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。

CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY《结构设计原理》课程设计任务书课程设计名称：结构设计原理课程设计所在学院：土木工程学院专业方向：道路桥梁与渡河工程专业使用年级： 2014级道路与桥梁工程教研室2016年10月10日预应力混凝土T梁课程设计一、课程设计的目的和意义本实践课程是土木工程（道路与桥梁工程方向）的一门专业教育实践（专业技能）课。

通过装配式预应力混凝土简支T梁桥主梁的设计，完成截面尺寸拟定、主梁截面几何特性计算、配筋设计、持久状况承载能力极限状态计算、预应力损失计算等内容的训练。

通过本次课程设计，培养学生合理设计计算装配式预应力混凝土简支T梁桥主梁的能力，培养学生遵守并运用技术标准、技术规范的能力；培养学生查阅标准图和相关技术资料以及对资料领会运用的能力；培养学生树立正确的设计思想，精确计算、实事求是、认真负责的工作作风和运用工程观点解决实际问题的能力，加强理论与实践的联系；培养学生绘制施工图的能力；提高学生文字表达能力，掌握撰写技术文件的一般规则。

通过本次课程设计，使学生熟悉装配式预应力混凝土简支T梁桥主梁设计工作的流程，培养独立分析和解决工程实际问题的能力，为学生毕业设计和毕业后从事桥梁设计或施工工作打下良好的基础。

二、课程设计的主要内容、技术要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、工作量要求等）（一）设计资料:(按学号领取)1.题目分配：题目分配按序号进行题目编号表2.材料规格混凝土强度C50；预应力钢筋采用1×7标准型j15.2预应力钢筋-1860钢绞线，单根钢绞线的公称截面积A=139mm2；3、施工要点说明（1）采用后张法施工；（2）采用金属波纹管成孔，夹片式锚具，当梁体混凝土强度的90%时方可张拉钢绞线，两端同时张拉。

4、内力计算结果如表所示：恒载内力计算结果（标准跨径20m）恒载内力计算结果（标准跨径25m）恒载内力计算结果（标准跨径30m）恒载内力计算结果（标准跨径35m）恒载内力计算结果（标准跨径40m）(二)设计任务与内容1、截面尺寸拟定2、配筋设计3、主梁截面几何特性计算4、持久状况承载能力极限状态计算5、预应力损失计算（三）设计要求1、撰写设计计算书一份，内容包括上述各项设计的简要说明、构造简图、计算步骤、计算过程和计算简图。

郑州大学专本套读道路与桥梁技术专业《结构设计原理》课程设计姓名：学号：助考学校：时间：2018 年月日《结构设计原理》课程设计任务书一、课程设计的目的课程设计是学生学完课程学习内容后进行的一次基本技能训练，是一项综合性的教案环节，它是培养高级技术人才的一个重要环节。

通过课程设计达到下述目的：1、巩固、提高、充实和运用所学过的专业理论与专业知识，尤其是无法在考试中实现的大量设计计算问题；2、培养和锻炼学生独立工作能力及分析和解决实际工程技术问题的能力；3、提高学生理解和贯彻执行国家基本建设有关方针政策的水平；4、培养学生树立正确的设计思想、观点和方法；5、在设计过程中，进一步提高学生计算、绘图、运用科技资料与编写技术文件等方面的能力。

二、课程设计要求学生对课程设计工作要严肃认真，独立思考，刻苦专研，自觉培养良好的学风与工作态度，按时完成一份完整的课程设计。

1、要以独立思考为主，同时要尊重指导教师的意见；2、设计必须符合2004年新颁布的《公路桥梁规范》有关要求；3、设计应体现技术上先进、经济上合理、安全上可靠；4、设计说明书由本人亲自编写，严禁从现有书刊文献中成段抄录。

书写文字力求工整，语言简明、扼要、通顺，计算部分必须写出公式与完整的计算过程，并要说明式中符号意义；5、说明书一律手写<A4纸），不得复印。

插图随文章绘制，插图要完整且大致符合比例；6、绘制的图纸要求大小统一，图面清晰整洁，要求正确标注尺寸、符号及图例。

三、课程设计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型主梁。

主要包括：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<正截面和斜截面承载力计算）；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、锚固局部承压计算和锚固区设计；9、绘制主梁施工图。

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。

结构设计及原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解结构设计的基本概念，掌握结构设计的基本原理；2. 使学生掌握各类建筑结构的特点、适用范围及其在设计中的关键要素；3. 帮助学生了解结构设计中的力学原理，能够运用力学知识分析简单结构问题。

技能目标：1. 培养学生运用结构设计原理进行简单建筑结构设计的能力；2. 提高学生运用绘图软件进行结构设计表达的能力；3. 培养学生通过小组合作、讨论与交流解决结构设计问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对结构设计的兴趣，培养其热爱专业、追求卓越的态度；2. 培养学生严谨、务实的科学精神，使其在结构设计中遵循规范，注重安全；3. 增强学生的环保意识，使其在结构设计中充分考虑可持续发展。

课程性质分析：本课程为专业核心课程，旨在培养学生掌握结构设计的基本理论、方法和技能，为今后从事相关工作奠定基础。

学生特点分析：学生为高中年级，具有一定的物理和数学基础，具备初步的绘图和设计能力，但结构设计理论知识相对薄弱。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强化基础知识教学，提高学生的实际操作能力，培养学生解决实际问题的综合素质。

通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为今后的职业生涯打下坚实基础。

二、教学内容1. 结构设计基本概念：介绍结构设计的基本定义、分类及设计原则，结合教材第一章内容，使学生理解结构设计的意义和作用。

2. 建筑结构类型及特点：分析不同建筑结构（如框架结构、剪力墙结构、桁架结构等）的受力特点、适用范围和设计要点，参考教材第二章，进行实例讲解。

3. 结构设计中的力学原理：讲解结构设计中所涉及的力学知识，如受力分析、弯矩图、剪力图等，结合教材第三章，使学生能够运用力学原理解决实际问题。

4. 结构设计方法与步骤：详细介绍结构设计的基本流程、方法和注意事项，结合教材第四章，让学生掌握结构设计的操作步骤。

5. 结构设计实例分析：选取典型建筑结构设计案例，分析其设计过程和关键问题，参考教材第五章，提高学生的实际操作能力。

结构设计原理课程设计总结一、课程目标知识目标：1. 让学生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. 使学生能够描述不同材料及形式的建筑结构特点，并了解其应用场景。

3. 引导学生了解我国建筑结构设计的相关规范和标准。

技能目标：1. 培养学生运用结构设计原理分析和解决实际问题的能力。

2. 提高学生团队协作和沟通能力，能在小组讨论中提出自己的观点和建议。

3. 培养学生运用绘图软件（如CAD）进行简单结构设计的技能。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对建筑结构设计的兴趣和热情，激发学生的创新意识。

2. 引导学生关注建筑结构设计与环境保护、资源利用的关系，培养学生的社会责任感。

3. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度，提高学生对工程质量的认识。

本课程针对八年级学生，结合学科特点，注重理论联系实际，以实际案例激发学生的学习兴趣。

在教学过程中，充分考虑学生的认知水平、学习能力和个体差异，采用任务驱动、小组合作等教学策略，确保课程目标的实现。

通过本课程的学习，使学生能够掌握结构设计的基本原理，提高解决问题的能力，培养良好的情感态度价值观。

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、原则和方法，包括结构稳定性、强度、刚度的定义和计算方法。

关联教材第三章第一、二节内容。

2. 建筑结构类型及特点：分析不同材料（如混凝土、钢材、木材等）和形式（如框架结构、剪力墙结构、拱结构等）的建筑结构特点及应用场景。

关联教材第三章第三、四节内容。

3. 结构设计规范与标准：解读我国建筑结构设计的相关规范和标准，如《建筑结构荷载规范》、《混凝土结构设计规范》等。

关联教材第三章第五节内容。

4. 结构设计实例分析：通过实际案例，分析结构设计的全过程，包括结构选型、计算、绘图等。

关联教材第三章第六节内容。

5. 结构设计软件应用：介绍CAD等绘图软件在结构设计中的应用，并进行实操训练。

关联教材第三章第七节内容。

6. 小组合作与实践：组织学生进行小组合作，完成一个简单的结构设计项目，从选型、计算、绘图到成果展示，培养学生实际操作能力。