鋼結構設計原理教學大綱

鋼結構設計原理教學大綱課程中文名稱：鋼結構設計原理課程英文名稱：SteelStructureDesignPrinciple課程編號：K1230學分：2.5學時：40（其中：講課學時：38實驗學時：實踐學時：2）先修課程：高等數(shù)學、理論力學、材料力學、結構力學適用專業(yè)：土木工程課程類別：專業(yè)公共核心課程/必修使用教材：《鋼結構設計原理》，沈祖炎等主編，中國建筑工業(yè)出版社，2005年2月第三版開課單位：土木與建筑學院一、課程性質《鋼結構設計原理》是土木工程專業(yè)學生的一門必修的主要學科基礎課。課程教學的目的是使學生掌握鋼結構材料、構件和連接的基礎知識，熟悉一些常用鋼結構構件的計算原理；了解土木工程中常用鋼結構工程的特點，基本設計方法，計算簡圖與內力分析，并能按有關專業(yè)規(guī)范或規(guī)程初步進行一般鋼結構的整體設計、截面計算和構造處理。通過本課程的學習，使學生在鋼材性能、構件連接和基本構件設計等方面受到基本的訓練，掌握鋼結構基本受力構件的強度、剛度、穩(wěn)定性計算方法及構造形式等，了解鋼結構的特點與發(fā)展，培養(yǎng)對鋼結構的興趣，使學生能解決鋼結構設計施工中的一些技術問題，為以后從事鋼結構工程施工、管理、設計工作打下基礎。二、課程目標課程總體目標：通過本課程學習，學生應掌握鋼結構的基本概念和基本知識，了解并熟悉鋼結構工程領域的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢；掌握鋼結構軸心受力、受彎和壓（拉）彎構件的構造特點和分析計算方法，掌握焊接和螺栓連接的構造特點和計算方法。課程目標1：掌握鋼結構的基本概念和基本知識，了解并熟悉鋼結構工程領域的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢。課程目標2：掌握鋼結構基本受力構件和連接的分析及計算方法。課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系課程目標支撐畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標點支撐畢業(yè)要求指標點權重11工程知識：掌握本領域專業(yè)知識體系，對土木工程核心知識有深刻的認識，能夠解決土木工程中的結構分析設計、結構校核、結構加固及其他相關復雜工程問題。1.2掌握本專業(yè)領域知識體系，對土木工程核心知識有深刻的認識。0.122問題分析：畢業(yè)生能夠應用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理對土木工程中的各類復雜問題進行深入分析，并通過查閱文獻進行對比研究，從而獲得與研究目的有關的結論與資料，進一步做出正確的分析方法與技術路線。2.3能從土木工程復雜問題中，利用專業(yè)基本原理來分析問題和研究問題，并獲得有效結論。0.2三、教學內容及要求第一章、緒論1.教學內容（1）鋼結構的特點及應用（2）我國鋼結構發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢（3）鋼結構的主要結構形式及組成桿件的分類（4）鋼結構的連接方法及分類2.重、難點（1）鋼結構的主要結構形式及組成桿件的分類3.考核要點（1）鋼結構的特點及應用（2）鋼結構的主要結構形式及組成桿件的分類（3）鋼結構的連接方法及分類4.教學方法課堂講解、配合我國及國外大型鋼結構建筑工程進行介紹。5.作業(yè)安排學生通過網(wǎng)絡查閱各類鋼結構建筑工程實例，了解本課程所涉及的相關知識。第二章、實踐課：校內鋼結構建筑參觀1.教學內容參觀校內鋼結構建筑：大學生體育館、綜合訓練館、游泳館、水工結構廳。2.重、難點了解鋼結構在房屋建筑中的結構特點。3.考核要點熟悉各類建筑鋼結構的結構形式及受力特點。4.教學方法老師對實際結構進行講解，介紹結構形式、特點及受力性能。5.作業(yè)安排學生通過網(wǎng)絡查閱各類鋼結構建筑工程的相似實例，了解本節(jié)課參觀的幾類鋼結構建筑的相關知識。第三章、鋼結構的材料1.教學內容（1）鋼材在單向均勻受拉時的工作性能（2）鋼材在單軸反復應力作用下的工作性能（3）鋼材在復雜應力作用下的工作性能（4）鋼材抗沖擊的性能及冷彎性能（5）鋼材的可焊性（6）鋼材的抗腐蝕性能（7）鋼材的延性破壞、損傷累積破壞、脆性破壞和疲勞破壞（8）影響鋼材性能的一般因素（9）鋼結構用鋼材的分類（10）鋼材的規(guī)格2.重、難點（1）鋼材在復雜應力作用下的工作性能（2）鋼材的延性破壞、損傷累積破壞、脆性破壞和疲勞破壞（3）影響鋼材性能的一般因素（4）鋼結構用鋼材的分類3.考核要點（1）鋼材的主要機械性能指標（2）鋼材的主要工作性能（3）影響鋼材性能的一般因素（4）鋼結構用鋼的選用原則和考慮因素4.教學方法課堂講解、并結合實例5.作業(yè)安排教材本章所附思考題。第四章、鋼結構的可能破壞形式1.教學內容（1）結構的整體失穩(wěn)破壞（2）結構和構件的局部失穩(wěn)、截面的分類（3）結構的塑性破壞、應（內）力塑性重分布（4）結構的疲勞破壞（5）結構的損傷累積破壞（6）結構的脆性斷裂破壞（7）防止鋼結構各種破壞的總體思路2.重、難點（1）結構的整體失穩(wěn)破壞（2）結構的疲勞破壞（3）結構的脆性斷裂破壞（4）防止鋼結構各種破壞的總體思路3.考核要點（1）鋼材的各種破壞形式的特點（2）防止鋼結構各種破壞的總體思路4.教學方法課堂講解、并結合實例5.作業(yè)安排教材本章所附思考題。第五章、受拉構件1.教學內容（1）軸心受拉構件（2）拉彎構件2.重、難點（1）受拉構件計算（2）拉彎構件計算3.考核要點（1）受拉構件的強度校核（2）拉彎構件的強度校核4.教學方法課堂講解、并結合計算例題。5.作業(yè)安排教材本章所附習題。第六章、軸心受壓構件1.教學內容（1）軸心受壓構件的可能破壞形式（2）軸心受壓構件的強度（3）軸心受壓實腹構件的整體穩(wěn)定（4）軸心受壓格構式構件的整體穩(wěn)定（5）軸心受壓構件的整體穩(wěn)定計算（6）軸心受壓實腹構件的局部穩(wěn)定（7）軸心受壓格構式構件的局部穩(wěn)定（8）軸心受壓構件的剛度2.重、難點（1）軸心受壓實腹構件的整體穩(wěn)定（2）軸心受壓格構式構件的整體穩(wěn)定（3）軸心受壓構件的整體穩(wěn)定計算3.考核要點（1）軸心受壓實腹構件的整體穩(wěn)定及局部穩(wěn)定校核（2）軸心受壓格構式構件的整體穩(wěn)定及局部穩(wěn)定校核4.教學方法課堂講解、并結合計算例題講解5.作業(yè)安排教材本章所附習題。第七章、受彎構件1.教學內容（1）受彎構件的類型與截面（2）受彎構件的主要破壞形式（3）構件受彎時的截面強度（4）構件扭轉（5）受彎構件整體失穩(wěn)的彎扭平衡方程及其臨界彎矩（6）受彎構件中板件的局部穩(wěn)定（7）受彎構件中的變形和變形能力2.重、難點（1）構件受彎時的截面強度（2）受彎構件整體失穩(wěn)的彎扭平衡方程及其臨界彎矩（3）受彎構件中板件的局部穩(wěn)定3.考核要點（1）受彎構件的整體穩(wěn)定校核（2）受彎構件中的板件局部穩(wěn)定校核4.教學方法課堂講解、并結合計算例題講解5.作業(yè)安排教材本章所附習題。第八章、壓彎構件1.教學內容（1）壓彎構件的類型與截面形式（2）壓彎構件的破壞形式（3）壓彎構件的截面強度（4）壓彎構件的整體穩(wěn)定（5）格構式壓彎構件（6）壓彎構件的局部穩(wěn)定2.重、難點（1）壓彎構件的整體穩(wěn)定（2）壓彎構件的局部穩(wěn)定3.考核要點（1）壓彎構件的整體穩(wěn)定與局部穩(wěn)定校核4.教學方法課堂講解、并結合計算例題講解5.作業(yè)安排教材本章所附習題。第九章、鋼結構的連接1.教學內容（1）鋼結構的連接方式（2）焊接連接的特性（3）對接焊縫的構造和計算（4）角焊縫的構造和計算（5）焊接應力和焊接變形（6）普通螺栓連接的構造和計算（7）高強度螺栓連接的構造和計算2.重、難點（1）角焊縫的構造和計算（2）普通螺栓連接的構造和計算（3）高強度螺栓連接的構造和計算3.考核要點（1）對接焊縫與角焊縫的構造和計算（2）普通螺栓連接和高強度螺栓連接的構造和計算4.教學方法課堂講解、并結合計算例題講解5.作業(yè)安排教材本章所附習題。第十章、桁架、單層剛架與拱1.教學內容（1）桁架（2）單層剛架（3）拱2.重、難點（1）三類結構的結構組成及其結構特點3.考核要點（1）桁架的結構形式及其計算要點（2）單層剛架的結構形式及其計算要點4.教學方法課堂講解、并結合計算例題講解5.作業(yè)安排教材本章所附習題。第十一章、組合構件1.教學內容（1）組合構件的分類（2）組合板的強度（3）組合梁的強度（4）鋼管混凝土柱的強度和穩(wěn)定性2.重、難點（1）組合構件的結構特點（2）組合構件的計算要點3.考核要點（1）組合構件的分類及特點（2）組合板和組合梁的強度校核4.教學方法課堂講解、并結合計算例題講解5.作業(yè)安排教材本章所附習題。四、學時分配及對畢業(yè)要求指標點的支撐章節(jié)教學內容支撐的課程目標學時分配講課實驗實踐一鋼結構的特點及應用、我國鋼結構發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢、鋼結構的主要結構形式及組成桿件的分類、鋼結構的連接方法及分類。12二參觀校內鋼結構建筑：大學生體育館、綜合訓練館、游泳館、水工結構廳。12三鋼材在單向均勻受拉時的工作性能、鋼材在單軸反復應力作用下的工作性能、鋼材在復雜應力作用下的工作性能、鋼材抗沖擊的性能及冷彎性能、鋼材的可焊性、鋼材的抗腐蝕性能、鋼材的延性破壞、損傷累積破壞、脆性破壞和疲勞破壞、影響鋼材性能的一般因素、鋼結構用鋼材的分類、鋼材的規(guī)格。1、22四結構的整體失穩(wěn)破壞、結構和構件的局部失穩(wěn)、截面的分類、結構的塑性破壞、應（內）力塑性重分布、結構的疲勞破壞、結構的損傷累積破壞、結構的脆性斷裂破壞、防止鋼結構各種破壞的總體思路。1、22五軸心受拉構件1、22六軸心受壓構件的可能破壞形式、強度、軸心受壓實腹構件的整體穩(wěn)定、軸心受壓格構式構件的整體穩(wěn)定、軸心受壓構件的整體穩(wěn)定計算、軸心受壓實腹構件的局部穩(wěn)定、軸心受壓格構式構件的局部穩(wěn)定、軸心受壓構件的剛度。1、26七受彎構件的類型與截面和主要破壞形式、構件受彎時的截面強度、構件扭轉、受彎構件整體失穩(wěn)的彎扭平衡方程及其臨界彎矩、受彎構件中板件的局部穩(wěn)定、受彎構件中的變形和變形能力。1、28八壓彎構件的類型與截面形式、壓彎構件的破壞形式、壓彎構件的截面強度和整體穩(wěn)定、格構式壓彎構件、壓彎構件的局部穩(wěn)定。1、24九鋼結構的連接方式、焊接連接的特性、對接焊縫和角焊縫的構造和計算、焊接應力和焊接變形、普通螺栓連接和高強度螺栓連接的構造和計算。1、28十桁架、單層剛架、拱。2十一組合構件的分類、組合板的強度、組合梁的強度、鋼管混凝土柱的強度和穩(wěn)定性。2合計382五、考核方式及成績評定標準1.課程考核方式：平時考核+閉卷考試2.課程成績評定標準課程成績=平時考核成績+考試卷面成績×70%。成績的具體構成如下：考核形式權重考核細則對應的課程目標課堂討論交流發(fā)言PPT匯報30%具體細則如下：1.每位學生基礎分10分；2.課后作業(yè)（共計4