结构设计原理 教学设计（精编3篇）

结构设计原理教学设计（精编3篇）【导读引言】网友为您整理收集的“结构设计原理教学设计（精编3篇）”精编多篇优质文档，以供您学习参考，希望对您有所帮助，喜欢就下载吧！工程结构设计原理1荷载设计值和标准值有什么关系？答案：荷载的设计值等于荷载的标准值乘荷载分项系数。这在荷载规范中已有明确规定，永久荷载的分项系数为或；可变荷载为或。所以设计值会比标准值要大材料强度设计值与材料强度标准值有什么关系？材料强度的设计值等于材料强度的标准值乘材料强度的分项系数。在现行各结构设计规范中虽没有给出材料强度的分项系数，而是直接给出了材料强度的设计值，但你如果仔细研究是不难发现标准值和设计值之间的系数关系的。材料强度的分项系数一般都小于1。各种分项系数在某种意义上可以理解为是一种安全系数。材料分项系数：是一个大于的系数，考虑材料强度低于标准值的可能性。例如，钢筋在受到外力作用下会产生变形，变形过程分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。在屈服阶段之前，如果卸去外力，还可以恢复到以前状态（物理变化），标准值说的就是下屈服值（例：HRB335钢筋屈服点为335Mpa。抗拉强度为最大力强度，即为455Mpa.）一般设计时都采用屈服强度为设计值，所以设计值远远小于抗拉强度，就是考虑到钢筋在收到外力作用下的变形，（即：在达到屈服强度还可以回复原来状态）。1、作用及作用效应(1)作用：引起结构内力和变形的一切原因。直接作用：直接以力的不同集结形式作用于结构，也称为荷载；间接作用：不是直接以力出现，但是对结构产生内力。(2)作用效应：作用在结构上产生的内力和变形等。由直接作用(荷载)引起的效应称为荷载效应。2、S—作用效应ActionEffect：结构上的作用是使结构产生内力、变形和裂缝的原因的总称，分为直接作用和间接作用，作用效应即为作用引起的构件内力。R—结构抗力Resistant：结构抵抗作用效应的能力，如受弯承载力Mu、受剪承载力Vu、容许挠度[f]、容许裂缝宽度[w]。SR失效2、作用的分类(1)按照随时间的变异性分类永久作用：不随时间变化，或变化幅度可以忽略；可变作用：随时间变化，且变化幅度不可以忽略；偶然作用：可能，但不一定出现，一旦出现效应很大。(2)按照随位置的变异性分类固定作用：在结构空间位置上具有固定的分布；可动作用：在结构空间位置一定范围内可以任意分布。(3)按照结构的反应分类：静态作用：对结构不产生动力效应，或小的可以忽略；动态作用：对结构产生动力效应，且不可以忽略。3荷载的代表值(1)实质：以确定值（代表值）表达不确定的随机变量，便于设计时，定量描述和运算。(2)取值原则：根据荷载概率分布特征,控制保证率。代表值取值永久荷载的代表值标准值Gk：取设计基准期内最大荷载概率分布的平均值，保证率50%；可变荷载的代表值标准值Qk：基本代表值，保证率尚未统一，依据工程经验，可查荷载规范；准永久值ΨqQk：对可变荷载稳定性的描述，在使用期内具有较长的持续时间，类似于永久荷载，等于标准值乘准永久值系数；组合值ΨcQk：两种或（以上）可变荷载作用时，都以标准值出现的概率小，因此对标准值乘以组合系数进行折减。2、材料强度的标准值(1)实质：以确定值（标准值）表达不确定值，便于应用。(2)标准值取值：根据材料强度概率分布的分位值，即95%保证率的要求确定。3、抗力的概率分布模式抗力由多个随机变量相乘而得，函数近似服从对数正态分布结构的功能（1）安全性：要求结构承担正常施工和正常使用条件下，可能出现的各种作用，而不产生破坏。并且在偶然事件发生时以及发生后，能保持必需的整体稳定性，不至于因局部损坏而产生连续破坏。（2）适用性：要求结构在正常使用时满足正常的要求，具有良好的工作性能。（3）耐久性：要求结构在正常使用和维护下，在规定的使用期内，能够满足安全和使用功能要求。如材料的老化、腐蚀等不能超过规定的限制等。2、极限状态(1)定义：极限状态是判别结构是否能够满足其功能要求的标准，指结构或结构一部分处于失效边缘的状态。(2)分类：承载能力极限状态：是判别结构是否满足安全性要求的标准，指结构或结构，构件达到最大承载能力或不适于继续加载的变形。正常使用极限状态：是判别结构是否满足正常使用和耐久性要求的标准，指结构或构件达到正常使用或耐久性的某些规定限值。1、功能函数与极限状态方程(1)功能函数Z=R-S=g(X1,X2,X3….Xn)(2)结果分析-S0：处于可靠状态；-S\-S=0：处于极限状态，此方程称极限状态方程2、结构的可靠性(1)关于结构设计本质：对比、控制R和S，即保证R-S0问题：R和S为随机变量，功能函数值Z是随机变量，绝对保证R大于S不可能！解决方法：控制可靠度，绝大多数情况下：RS允许极少数情况下：R\n(2)结构可靠度和失效概率可靠度(可靠概率)：是结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，以失效概率：结构不能完成预定功能的概率，以Pf表示。对于结构设计而言，如何设计的安全呢？荷载取值越大，内力值就越大，设计的构件截面尺寸也愈大，结构愈安全；材料强度取值越低，结构所需截面越大，结构愈安全。结构的可靠概率与失效概率的关系结构抗力R与作用效应S都是随机变量，因此功能函数Z=R-S也是随机变量Z0结构可靠；Z=0结构处于极限状态；Z\n荷载效应的表达采用荷载代表值来描述荷载的大小对于永久荷载，其代表值就是标准值，即结构自重；对于可变荷载，其代表值分别为标准值、组合值和准永久值根据建筑结构的重要性将结构分为三个安全等级，采用结构重要性系数来体现。g0——结构重要性系数一级－g0＝二级－g0＝三级－g0＝双向受拉：强度接近单向受拉强度双向受压：抗压强度和极限压应变均有所提高一拉一压：强度降低Ps表示。《结构设计原理课程设计》教学提纲2《结构设计原理课程设计》教学大纲CourseDesignforthePrincipleofStructuralDesign课程编号：总学时数：2周学分数：2授课学期：5适用专业：土木工程一、所涉及的课程及知识点涉及的课程：《结构设计原理》；知识点：作用效应组合、主梁正截面承载力计算、主梁斜截面承载力计算、全梁承载力校核、施工阶段的应力验算、使用阶段裂缝宽度和变形验算、绘制主梁钢筋构造施工图。二、目的与任务目的：该课程设计以钢筋混凝土Ｔ梁结构设计为对象，讲授工程结构设计的一般方法和要求、荷载与作用的有关概念、梁结构的分析设计方法；主要学习钢筋混凝土Ｔ梁的内力分析、设计方法、基本构造及规范的有关具体要求，施工图的绘制等内容。任务：完成钢筋混凝土简支T形梁桥一片主梁设计，包含设计计算说明书和一片T形梁配筋图。三、内容与要求模块一：计算书（一）课题内容作用效应组合、主梁正截面承载力计算、主梁斜截面承载力计算、全梁承载力校核、施工阶段的应力验算、使用阶段裂缝宽度和变形验算。（二）课题要求计算书要程序分明，文字通顺，书写工整，引出资料来源。（三）考核及报告要求1.考核本模块由学生书写完成后，按50%计入总评成绩。2.报告要求课题名称：钢筋混凝土简支T形梁桥一片主梁设计计算书目的：掌握工程结构设计的一般方法和要求、荷载与作用的有关概念、梁结构的分析设计方法；主要学习钢筋混凝土Ｔ梁的内力分析、设计方法、基本构造及规范的有关具体要求任务：完成钢筋混凝土简支T形梁桥一片主梁配筋设计课题内容：作用效应组合、主梁正截面承载力计算、主梁斜截面承载力计算、全梁承载力校核、施工阶段的应力验算、使用阶段裂缝宽度和变形验算。过程描述：逐步完成各部分计算，通过复核校验设计结果。模块二：一片T形梁配筋图（一）课题内容根据设计书设计结果绘制Ｔ梁配筋图。（二）课题要求图面整洁、紧凑，符合工程制图要求。（三）考核及报告要求1.考核本模块由学生绘制完成后，按50%计入总评成绩。2.报告要求课题名称：钢筋混凝土简支T形梁桥一片主梁配筋图；目的：掌握施工图的绘制规则及规范的有关具体要求；任务：完成钢筋混凝土简支T形梁桥一片主梁配筋图绘制；课题内容：钢筋骨架布置图、钢筋大样图；过程描述：对各类钢筋进行编号、计算钢筋的长度。四、主要仪器设备无。五、教材及参考书教材[1]《结构设计原理(第3版)》，叶见曙，人民交通出版社，2014年参考书[1]《混凝土结构混凝土公路桥设计(第6版)》，东南大学、同济大学、天津大学、清华大学合编，中国建筑工业出版社，2016年[2]《结构设计原理》，曹孝柏，机械工业出版社，2015年[3]《桥梁结构设计》，马利耕，中国铁道出版社，2013年结构设计原理3《结构设计原理》第一阶段离线作业一、判断题1．混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。（ⅹ）(注：第二章第二节)2．混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。（√）(注：第二章第二节)3．普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。（√）(注：第二章第一节)4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。（ⅹ）(注：第二章第一节)5．冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。（√）(注：第二章第一节)6．C20表示fcu=20N/mm。（ⅹ）(注：第二章第二节)7．混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展的结果。（√）(注：第二章第三节)8．混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级提高而增大。（√）(注：第二章第二节)9．混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应力的增大而增大。（√）(注：第二章第二节)10．混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。（√）(注：第二章第二节)11．线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比，而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增长与应力不成正比。（√）(注：第二章第二节)12．混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大（√）(注：第二章第三节)13．混凝土收缩、徐变与时间有关，且互相影响。（√）(注：第二章第二节)二、单选题1．与素混凝土梁相比，钢筋混凝上梁承载能力（B）。(注：第一章第二节)A．相同；B．提高许多；C．有所提高；D．不确定。2．与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁抵抗开裂的能力（A）。(注：第一章第二节)A.提高不多；B.提高许多；C.完全相同；D.不确定。3．与素混凝土梁相比，适量配筋的钢混凝土梁的承载力和抵抗开裂的能力（B）。(注：第一章第二节)A.均提高很多；B.承载力提高很多，抗裂提高不多；C.抗裂提高很多，承载力提高不多；D.均提高不多；4．钢筋混凝土梁在正常使用情况下（A）。(注：第二章第三节)A．通常是带裂缝工作的；B．一旦出现裂缝，裂缝贯通全截面；C．一旦出现裂缝，沿全长混凝土与钢筋间的粘结力丧尽；D．通常是无裂缝的。5．钢筋与混凝土能共同工作的主要原因是（C）。(注：第一章第二节)A.防火、防锈；B.混凝土对钢筋的握裹及保护；C.混凝土与钢筋有足够的粘结力，两者线膨胀系数接近；D.钢筋抗拉而混凝土抗压。6．混凝土若处于三向应力作用下，当（D）。(注：第二章第二节)A.横向受拉，纵向受压，可提高抗压强度；B.横向受压，纵向受拉，可提高抗压强度；C.三向受压会降低抗压强度；D.三向受压能提高抗压强度；7．混凝土的弹性模量是指（A）。(注：第二章第二节)A.原点弹性模量；B.切线模量；C.割线模量；D.变形模量；8．混凝土强度等级由150mm立方体抗压试验，按（B）确定。(注：第二章第二节)A.平均值；；；；9．规范规定的受拉钢筋锚固长度la为（C）。(注：第二章第一节)A．随混凝土强度等级的提高而增大；B．随钢筋等级提高而降低；C．随混凝土等级提高而减少，随钢筋等级提高而增大；D．随混凝土及钢筋等级提高而减小；10．属于有明显屈服点的钢筋有（A）。(注：第二章第一节)A．冷拉钢筋；B．钢丝；C．热处理钢筋；D．钢绞线。11．钢材的含碳量越低，则（B）。(注：第二章第一节)A．屈服台阶越短，伸长率也越短，塑性越差；B．屈服台阶越长，伸长率越大，塑性越好；C．强度越高，塑性越好；D．强度越低，塑性越差。12．钢筋的屈服强度是指（D）。(注：第二章第一节)A.比例极限；B.弹性极限；C.屈服上限；D.屈服下限。13．规范确定fcu,k所用试块的边