[全新一季]現代結構工程與設計基礎(牛津/劍橋 國際課程科研專案：課程25)

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橋樑、道路和房屋的建造都離不開結構工程師，他們必須按照國家或行業規範來進行工程設計，確保安全性以避免潛在的安全問題如：結構在毫無徵兆的情況下破壞等、可維護性以及可用性如：房屋不能有太大的變。合乎設計規定的建築必須能承受巨大的荷載，以及氣候變化和自然災害。

結構工程，主要運用力學方法對結構物進行分析與設計，並進行有關服役狀態的評估。廣義的結構工程研究物件是指地球表面或者淺表地殼內的一切人工構築物。狹義的結構工程則主要包括工業與民用建築。跟醫療技術、農業技術一樣，人類的發展同樣也需要工程技術的進步。

本課程主要探索結構工程的基礎知識以及相關理論，例如，結構構件的組成(電纜、鋼筋、梁、板、板、殼)，力的理論，力的組合和分解；力與力矩的平衡；結構系統的平衡；外部作用對結構系統產生的應力；外力與內力的關係；計算和確定簡單靜定系統的內力和力矩，等等。學生講學習結構是如何理想化的，什麼類型的外力作用在結構上，以及如何檢查一個簡單的結構是否處於平衡狀態。學生還將學習平面結構，如框架、桁架或拱門如何將外部荷載傳遞到地面。

》優秀高中生、大學生
》應用物理、應用化學、土木工程、環境工程、建築工程、材料工程等專業，修讀結構工程、工程管理等專業以及對未來希望在建築、橋樑及相關設計、管理等領域從業的學生
》學生需要具備物理、化學、標量代數基礎。

牛津大學（University of Oxford），簡稱“牛津”（Oxford），位於英國牛津，世界頂尖的公立研究型大學，採用書院聯邦制。

牛津大學的具體建校時間已不可考，但有檔案明確記載的最早的授課時間為1096年，之後在1167年因得到了英國皇室的大力支持而快速發展。牛津大學是英語世界中最古老的大學，也是世界上現存第二古老的高等教育機構。該校湧現了一批引領時代的科學巨匠，培養了大量開創紀元的藝術大師、國家元首，其中包括28位英國首相及數十位世界各國元首、政商界領袖。牛津大學在數學、物理、醫學、法學、商學等多個領域擁有崇高的學術地位及廣泛的影響力，被公認為是當今世界最頂尖的高等教育機構之一。從1902年起，牛津大學還設立了面向全世界本科生的“羅德獎學金”。截止至2019年3月，牛津大學的校友、教授及研究人員中，共有72位諾貝爾獎得主（世界第九）、3位菲爾茲獎得主（世界第二十）、6點陣圖靈獎得主（世界第九）。

2019-2020年度，牛津大學位列於2020THE世界大學排名世界第1，2020QS世界大學排名世界第4，2020USNews世界大學排名世界第5，2019世界大學學術排名世界第7，2019泰晤士高等教育世界大學聲譽排名世界第5。特別的是，牛津大學於2017-2020年連續四年在THE世界大學排名中位列世界第1。

• 平衡的原則Principles of equilibrium
• 結構分析中應用載荷和支撐條件的理想化Idealization of applied loads and support conditions in structural analysis
• 內部力量和外部力量的區別Difference between internal and external forces
• 力矩和反作用的概念Concepts of moment and reaction
• 簡單平面結構中的自由體圖Free body diagrams in simple planar structures
• 一維應力和應變的概念Concept of one-dimensional stress and strain
• 靜定銷連接框架Statically determinate pin-jointed frames
• 梁簡介：剪力和彎矩圖Introduction to beams: shear force and bending moment diagrams
• 彎曲應力和撓度Bending stresses and deflections
• 對稱截面和最佳形狀的彎曲性能Bending properties of symmetric cross-sections and optimal shape
• 電纜和拱的介紹Introduction to cables and arches
• 橋樑荷載傳遞Load transfer in bridges
• 材料介紹(鋼和混凝土)Introduction to materials (steel and concrete)
• 有限單元法導論Introduction to the Finite Element Method

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