结构设计基础知识点总结

结构化学基础

第一章量子力学基础：

经典物理学是由Newton（牛顿）的力学，Maxwell（麦克斯韦）的电磁场理论，Gibbs（吉布斯）的热力学和Boltzmann（玻耳兹曼）的统计物理学等组成，而经典物理学却无法解释黑体辐射，光电效应，电子波性等微观的现象。

黑体：是一种可以全部吸收照射到它上面的各种波长辐射的物体，带一个微孔的空心金属球，非常接近黑体，进入金属球小孔的辐射，经多次吸收，反射使射入的辐射实际全被吸收，当空腔受热，空腔壁会发出辐射，极少数从小孔逸出，它是理想的吸收体也是理想的放射体，若把几种金属物体加热到同一温度，黑体放热最多，用棱镜把黑体发出的辐射分开就可测出指定狭窄的频率范围的黑体的能量。

规律：频率相同下 黑体的能量随温度的升高而增大，

温度相同下 黑体的能量呈峰型，峰植大致出现在频率范围是0.6-1.0/10-14S-1。

且随着温度的升高，能量最大值向高频移动.

加热金属块时，开始发红光，后依次为橙，白，蓝白。

黑体辐射频率为v的能量是hv的整数倍.

光电效应和光子学说：

Planck能量量子化提出标志量子理论的诞生。

光电效应是光照在金属表面上使金属放出电子的现象，实验证实：

1.只有当照射光的频率超过金属最小频率（临阈频率）时，金属才能发出电子，不同金属的最小频率不同，大多金属的最小频率位于紫外区。

2.增强光照而不改变照射光频率，则只能使发射的光电子数增多，不影响动能。

3.照射光的频率增强，逸出电子动能增强。

光是一束光子流，每一种频率的光的能量都有一个最小单位光子，其能量和光子的频率成正比，即 E=hv

光子还有质量，但是光子的静止质量是0，按相对论质能定律光子的质量是

m=hv/c2

光子的动量：p=mc=hv/c=h/波长

光的强度取决于单位体积内光子的数目，即光子密度。

光电效应方程：hv（照射光频率）=W（逸出功）+E（逸出电子动能）

nPtPC

D A B

P12ths12thv02a21222ths12124thv22124tha2122)(2tthhs)(41212tthv22124tha绪论：机械：机器与机构的总称。机器：机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。机构：是具有确定相对运动的构件的组合。用来传递运动和力的有一个构件为机架的用构件能够相对运动的连接方式组成的构件系统统称为机构。构件：机构中的（最小）运动单元一个或若干个零件刚性联接而成。是运动的单元，它可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。零件：制造的单元。分为：1、通用零件，2、专用零件。

一：自由度：构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束：对构件独立运动所施加的限制称为约束。运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。低副：两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式，可分为转动副和移动副。F = 3n- 2PL-PH机构的原动件（主动件）数目必须等于机构的自由度。复合铰链：三个或三个以上个构件在同一条轴线上形成的转动副。由m个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应

为（m-1）个。虚约束：重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。局部自由度: 与输出件运动无关的自由度，计算机构自由度时可删除。

二：连杆机构：由若干构件通过低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。优点：(1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传力大。(2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低。(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。缺点：(1)低副中存在间隙，精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。铰链四杆机构：具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。整转副：存在条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。构成：整转副是由最短杆及其邻边构成。类型判定：(1）如果：lmin+lmax≤其它两杆长度之和，曲柄为最短杆；曲柄摇杆机构：以最短杆的相邻构件为机架。双曲柄机构：以最短杆为机架。双摇杆机构：以最短杆的对边为机架。(2)如果： lmin+lmax＞其它两杆长度之和；不满足曲柄存在的条件，则不论选哪个构件为机架，都为双摇杆机构。急回运动：有不少的平面机构，当主动曲柄做等速转动时，做往复运动的从动件摇杆，在前进行程运行速度较慢，而回程运动速度要快，机构的这种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。

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范文范例 参考指导 1. 明确单向板和双向板的定义。了解单向板和双向板肋梁楼盖截面设计与构造措施。明确单向板和双向板的受力钢筋的方向，知道单向板的薄膜效应和双向板的穹顶作用。

2. 进行楼盖的结构平面布置时，应注意以下问题：受力合理；满足建筑要求；施工方便

3. 按结构型式，楼盖分为：单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖、井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖

4. 按预加应力分为钢筋混凝土楼盖和预应力混凝土楼盖。

5. 单向板肋梁楼盖结构平面布置方案通常有以下三种;a.主梁横向布置，次梁纵向布置；b.主梁纵向布置，次梁横向布置；c.只布置次梁，不设主梁

6. 现浇单向板肋梁楼盖中的主梁按连续梁进行力分析的前提条件是什么？

答：（ 1）次梁是板的支座，主梁是次梁的支座，柱或墙是主梁的支座。

（ 2）支座为铰支座--但应注意：支承在混凝土柱上的主梁，若梁柱线刚度比<3，将按框架梁计算。板、次梁均按铰接处理。由此引起的误差在计算荷载和力时调整。

（ 3）不考虑薄膜效应对板力的影响。

（ 4）在传力时，可分别忽略板、次梁的连续性，按简支构件计算反力。

（ 5）大于五跨的连续梁、板，当各跨荷载相同，且跨度相差大10%时，可按五跨的等跨连续梁、板计算。

7. 为什么连续梁力按弹性计算方法与按塑性计算方法时，梁计算跨度的取值不同？

答：从理论上讲，某一跨的计算长度应取为该跨两端支座处转动点之间的距离。以中间跨为例,按考虑塑性力重分布计算连续梁力时其计算跨度是取塑性铰截面之间的距离，塑性铰具有一定的长度，能承受一定的弯矩并在弯矩作用方向转动,即取净跨度;而按弹性理论方法计算连续梁力时，则取支座中心线间的距离作为计算跨度，即取。

8. 单向板按弹性理论计算时，为何采用折算荷载？

第一章

1642年，法国的布莱斯·帕斯卡发明了机械计算机，它标志着人类的计算工具开始向自动化迈进；1945年，冯•诺依曼提出的，是现代计算机的理论基础。

1946年，世界上第一台电子计算机ENIAC 在美国宾夕法尼亚大学研制成功。

计算机的特点：处理速度快、处理精度高、可存储、可进行逻辑判断、可靠性高、通用性强。

根据计算机所采用的物理器件，可将计算机的发展分为4个阶段：

第1个发展时期：

1946年～1957年，以电子管计算机为特征

第2个发展时期

1958年～1964年，以晶体管计算机为特征

第3个发展时期

1965年～1970年，以中小规模集成电路计算机为特征

第4个发展时期

1971年至今，以大、超大规模集成电路计算机为特征

计算机的主要特点: 运算速度快、计算精度高、具有存储和“记忆”能力、能自动连续地运行、可靠性高 具有逻辑判断能力

计算机的应用: 科学计算、信息处理、实时控制、计算机辅助设计、人工智能、娱乐与文化教育、产品艺术造型设计、计算机通信、电子商务

当前计算机的发展趋势为巨型化、微型化、网络化、多媒体化和智能化。

计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。

组成计算机的CPU的两大部件是运算器和控制器。

计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备5大部件。

计算机的硬件的功能：输入设备、运算器、控制器、存储器随机存储器（Random Access Memory，RAM）和只读存储器（Read Only Memory，ROM）、输出设备

ROM：只读存储器，断电后，ROM中的信息保持不变，用来存放固定的程序和信息。 RAM：随机存取存储器，也叫读写存储器。用来存放用户输入的程序和数据，断电后，RAM中的信息随之丢失。

内存和外存的区别：

内存和外存本质的区别是能否被中央处理器（CPU）直接访问。CPU不能直接执行外存中的程序，处理外存中的数据。