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CVEN4301

结构系统设计

6 学分难度

课程定位 CVEN4301 是土木工程专业在结构领域的‘封神之战’。如果前三年的课程是在教你如何设计梁、柱、板,这门课则是教你如何设计‘整栋大楼’。它解决了结构工程中最本质的挑战:在面对侧向风荷载、地震力及极其复杂的建筑几何时,如何构建一个协同工作的‘结构骨架’?它是通往高级注册结构工程师、建筑方案总监及 Capstone 项目的必经之路。它将你从单一构件的校核拉升到‘系统集成与载荷流设计’的巅峰高度。 技术栈与学习内容 课程围绕‘侧向力抵御系统 (LFRS)’展开。核心内容包括:建筑传力路径的整体构思、风荷载 (AS 1170.2) 与地震荷载 (AS 1170.4) 的动态响应分析、剪力墙 (Shear Walls) 与支撑框架的设计、复杂楼盖系统的整体位移校核、以及最为硬核的‘二阶效应与整体失稳’判定。此外,课程引入了现代结构选型权衡(钢 vs 砼 vs 组合)。学生将学习如何利用专业有限元软件(如 ETABS 或 SAP2000)进行全楼三维仿真。课程强调‘刚度分布与扭转效应’的精准控制。 课程结构 10 周极高强度的方案设计与计算。前三周聚焦侧向力分配与规范条文,中期深入剪力墙与支撑系统设计,后期转向整体稳定性与非线性分析。评估体系极其硬核:包含多次现场的设计方案质询、一个贯穿全学期的‘多层建筑完整设计方案’(Individual Major Project,要求提交长达百页的计算书与结构详图)、以及一场极其考验智力极限与查表速度的期末综合大考。该课极其看重‘设计直觉的科学验证’。 适合人群 土木专业大四、荣誉学位学生。必须具备极其扎实的 CVEN3301/3302/3303 功底。如果你打算毕业后进入 Arup, WSP 等全球顶级工程顾问公司,这门课提供的全楼设计能力是你的绝对底牌。建议每周投入 25 小时以上,做好‘与计算书同睡’的心理准备。

Course decision

选课先看

先看考核重心、截止节奏和入门要求,再决定这门课是否适合你的学期安排。

考核总权重

100%

3 项考核

最高单项

40%

Comprehensive Building Design

期末考试

以官方 outline 为准

Hurdle

2 项

需要单独满足

Deadline map

考核时间线

按截止周排列作业节点;持续考核会保留在下方完整考核结构中。

Week 6

Design Concept Reviews

20%

针对你的建筑结构选型进行口头辩论,要求能够解释每一个承重构件的必要性。

Week 10

Comprehensive Building Design

40%

独立为一个 10 层以上建筑进行全套结构设计,提交包含计算书、ETABS 报告及施工图的档案。

Week 11

Final Examination

40%

全面考察规范应用、稳定性推导及极端载荷场景应对能力的深度笔试。

Syllabus

每周大纲

默认只展示每周独有的知识重点;节奏、考核、Tutorial 和避坑信息按需展开。

  1. 1

    结构系统概念与载荷流

    建筑功能与结构选型,垂直载荷 vs 侧向载荷路径分析,AS 1170 规范深度解读。

  2. 2

    风荷载分析进阶 (AS 1170.2)

    地形修正,结构动力响应系数计算,阵风荷载对高层建筑的影响模拟。

  3. 3

    地震工程基础 (AS 1170.4)

    场地分类,反应谱分析,等效侧向力法应用,延性设计 (Ductility) 逻辑。

  4. 4

    侧向力抵御系统 (LFRS) 选型

    刚性框架、中心支撑、偏心支撑系统对比分析,剪力墙在核心筒中的布置原则。

  5. 5

    刚度分配与扭转效应

    刚度中心 (CR) vs 质量中心 (CM) 偏离导致的附加扭转矩计算与抑制策略。

  6. 6

    灵活性周 (Flex Week)

    复习侧向力分配算法,冲刺 Major Project 结构布置图,进行初步软件建模。

  7. 7

    剪力墙设计深度解析

    混凝土剪力墙的受弯与抗剪计算,连梁 (Coupling beams) 的特殊构造要求。

  8. 8

    整体稳定性与二阶效应

    P-Delta 效应的量化测度,结构屈曲分析,利用 B2 系数进行修正的逻辑。

  9. 9

    系统连接与节点集成

    关键节点(柱脚、梁柱连接)的塑性设计,复杂荷载组合下的失效包络线分析。

  10. 10

    综合设计展示与复习

    全建筑结构模型演示,全学期设计决策闭环大复盘;考前大冲刺。

Assessment

考核结构

Design Concept Reviews

针对你的建筑结构选型进行口头辩论,要求能够解释每一个承重构件的必要性。

20%

Week 6

Comprehensive Building DesignHurdle

独立为一个 10 层以上建筑进行全套结构设计,提交包含计算书、ETABS 报告及施工图的档案。

40%

Week 10

Final ExaminationHurdle

全面考察规范应用、稳定性推导及极端载荷场景应对能力的深度笔试。

40%

Week 11

From Seniors

学长留下的

基础信息谁都查得到,真正值钱的是过来人的经验。

学姐说

比你早一年的学长留下的真实经验 —— ChatGPT 给不了。

这门课还没有学长经验,你可以是第一个 —— 注册后在课内分享。

往年考点 / 踩坑

这门课暂无往年考点记录。

毕业生去向(整体)

下面是匠人学院毕业生整体去过的公司分布(来自脱敏校友证言)。这是全平台的总体去向,不代表选这门课的人一定去这些公司。

统计自 317 份脱敏校友证言

Deloitte

6 位校友

岗位:Graduate Program · Graduate Consulting · Platform Engineer · Web developer · Platform engineer

Zerologix

4 位校友

岗位:Frontend Dev · junior frontend developer · Front-end Developer · Full Stack Developer

Servian

4 位校友

岗位:Full-stack Developer · Data Engineer · Consultant

关于这块数据,我们说实话

雇主墙来自脱敏毕业生证言(testimonials)的整体分布,无法关联到具体学员或其所选课程;仅作为毕业生去向的总体社会证明展示。

我们没有"某位学长选了这门课、后来进了哪家公司"这种可查询的个人去向档案 —— 校友证言是脱敏的,无法关联到具体的人或他选过的课。所以这里只给整体分布,不给个人路径,不编。