輸電桿塔及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課程教學(xué)大綱

輸電桿塔及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課程教學(xué)大綱課程中文名稱：輸電桿塔及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課程英文名稱：TowerDesignofTransmissionLine課程編號(hào)：C1301 應(yīng)開課學(xué)期：6學(xué)時(shí)數(shù)：32 學(xué)分?jǐn)?shù)：2適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化（輸電線路工程方向）（卓越計(jì)劃）課程類型：專業(yè)核心課程/必修先修課程：輸電線路力學(xué)基礎(chǔ)、架空輸電線路設(shè)計(jì)一、課程性質(zhì)本課程是電氣工程及其自動(dòng)化（輸電線路工程方向）（卓越計(jì)劃）專業(yè)學(xué)生的專業(yè)核心課程和學(xué)位課程。本課程是電力系統(tǒng)中高壓架空輸電線路工程設(shè)計(jì)的重要組成部分，主要介紹輸電桿塔設(shè)計(jì)及桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的理論和方法。本課程具有較強(qiáng)的理論性和工程實(shí)用性，并體現(xiàn)較強(qiáng)的學(xué)科交叉性。二、課程目標(biāo)課程教學(xué)目標(biāo)是：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握桿塔與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的理論、方法和設(shè)計(jì)技巧，掌握輸電線路桿塔與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則及常規(guī)的各種結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計(jì)規(guī)程、規(guī)定等，為學(xué)生畢業(yè)后從事輸電線路設(shè)計(jì)、線路的運(yùn)行及檢修等打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)。三、支撐的畢業(yè)要求課程對畢業(yè)要求的支撐課程教學(xué)目標(biāo)、達(dá)成途徑1.工程知識(shí)：具有從事輸電線路工程工作所需的相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)以及經(jīng)濟(jì)和管理知識(shí)，掌握輸電線路工程專業(yè)的基本理論知識(shí)；教學(xué)目標(biāo)：通過本課程的教學(xué)，學(xué)生應(yīng)掌握輸電桿塔的基本類型及受力特性，能夠?qū)Ω鞣N架空輸電桿塔進(jìn)行分類辨別；理解桿塔外形尺寸的確定，能夠依據(jù)氣象、地理、電氣條件確定桿塔基本外形尺寸；掌握環(huán)形截面鋼筋混凝土構(gòu)件的承載力計(jì)算方法，能夠?qū)Σ煌氖芰?gòu)件進(jìn)行配筋或強(qiáng)度、剛度、裂縫驗(yàn)算；掌握環(huán)形截面鋼筋混凝土電桿受力計(jì)算原理，能夠?qū)Ω鞣N工況下電桿及鐵塔內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算。達(dá)成途徑：課堂講解；課堂提問和討論；學(xué)生自習(xí)；學(xué)生作業(yè)。4.設(shè)計(jì)與分析：具備設(shè)計(jì)針對輸電線路工程問題的解決方案能力，并能使用各種工具對方案進(jìn)行分析與模擬；教學(xué)目標(biāo)：通過本課程的教學(xué)，學(xué)生應(yīng)能夠結(jié)合桿塔及基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算理論對桿塔及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)問題建立力學(xué)模型，并按照實(shí)際情況設(shè)定參數(shù)進(jìn)行力學(xué)計(jì)算。初步具有對輸電桿塔復(fù)雜工程問題的分析研究能力。初步掌握使用桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算分析軟件，利用軟件對某一桿塔結(jié)構(gòu)問題進(jìn)行計(jì)算分析。達(dá)成途徑：案例分析；課堂講解；課堂提問和討論；學(xué)生自習(xí)；學(xué)生作業(yè)。5.創(chuàng)新型研究：掌握基本的創(chuàng)新方法，具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識(shí)；具有綜合運(yùn)用理論和技術(shù)手段設(shè)計(jì)系統(tǒng)和過程的能力，設(shè)計(jì)過程中能夠綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素；教學(xué)目標(biāo)：掌握桿塔外形尺寸確定的原理，能夠依據(jù)氣象、地理、電氣條件確定桿塔基本外形尺寸；能夠按照構(gòu)造要求初步確定桿塔構(gòu)件的材料、長度、截面尺寸、配筋等，掌握鋼筋混凝土電桿的承載力計(jì)算方法，能夠?qū)Σ煌氖芰?gòu)件進(jìn)行配筋或強(qiáng)度、剛度、裂縫計(jì)算；掌握桿件受力計(jì)算原理，能夠?qū)Ω鞣N工況下電桿及鐵塔各構(gòu)件內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果驗(yàn)算設(shè)計(jì)方案。達(dá)成途徑：設(shè)計(jì)案例；課堂講解；課堂提問和討論；學(xué)生作業(yè)。6.工程與社會(huì)：具有人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感和工程職業(yè)道德，能正確認(rèn)識(shí)工程對于社會(huì)的影響；教學(xué)目標(biāo)：了解電力行業(yè)設(shè)計(jì)背景；理解不同類型桿塔的特點(diǎn)；熟悉輸電線路設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)范、桿塔設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)范、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)范中的規(guī)定。理解桿塔設(shè)計(jì)選型的方案或結(jié)構(gòu)問題解決方案對社會(huì)、安全、健康的影響。達(dá)成途徑：課堂講解；課外作業(yè)。7.工程與環(huán)境：了解與本專業(yè)相關(guān)的職業(yè)和行業(yè)的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究與開發(fā)、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展等方面的方針、政策和法津、法規(guī)，能正確認(rèn)識(shí)工程對于客觀世界的影響；教學(xué)目標(biāo)：理解不同類型桿塔的特點(diǎn)；理解桿塔設(shè)計(jì)選型的方案或結(jié)構(gòu)問題解決方案在施工、運(yùn)行維護(hù)等方面對環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響。達(dá)成途徑：課堂講解；課堂提問和討論。四、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)安排和基本要求第一章概述（1學(xué)時(shí)）掌握輸電桿塔的基本類型及受力特性，能夠?qū)Ω鞣N架空輸電桿塔進(jìn)行分類辨別；重點(diǎn)：按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)對各種架空輸電桿塔進(jìn)行分類。第二章桿塔荷載的分析計(jì)算（2學(xué)時(shí)）（1）掌握桿塔荷載類型；（2）掌握桿塔設(shè)計(jì)風(fēng)速的選取方法；塔身風(fēng)荷載的計(jì)算；（3）掌握桿塔設(shè)計(jì)原則；（4）掌握桿塔荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法；重點(diǎn)難點(diǎn)：桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、荷載分析與計(jì)算；第三章桿塔外形尺寸的確定（2學(xué)時(shí)）（1）掌握桿塔高度的確定；（2）掌握桿塔橫擔(dān)長度的確定；（3）掌握地線支架高度，及地線間水平距離的確定；（4）掌握桿塔與接近物距離；（5）了解通用設(shè)計(jì)桿塔選用。重點(diǎn)難點(diǎn)：桿塔高度、橫擔(dān)長度、地線支架高度以及桿塔與接近物距離的計(jì)算。第四章環(huán)形截面鋼筋混凝土電桿（5學(xué)時(shí)）（1）掌握單桿直線電桿的內(nèi)力計(jì)算；（2）掌握門型直線電桿的內(nèi)力計(jì)算；（3）掌握耐張型電桿的內(nèi)力計(jì)算；（4）熟悉電桿橫擔(dān)計(jì)算。重點(diǎn)難點(diǎn)：各結(jié)構(gòu)型式電桿的計(jì)算模型及計(jì)算方法。第五章環(huán)形截面鋼筋混凝土構(gòu)件承載能力計(jì)算（4學(xué)時(shí)）（1）掌握環(huán)形截面鋼筋混凝土構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算；（2）掌握環(huán)形截面鋼筋混凝土構(gòu)件變形和裂縫計(jì)算；（3）理解預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土強(qiáng)度、抗裂計(jì)算；重點(diǎn)難點(diǎn)：普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算。第六章鐵塔材料及其構(gòu)件的計(jì)算（4學(xué)時(shí)）（1）掌握鐵塔構(gòu)件的計(jì)算；（2）了解鐵塔節(jié)點(diǎn)連接計(jì)算；（3）熟悉鐵塔的結(jié)構(gòu)布置；（4）了解鐵塔的選型。重點(diǎn)難點(diǎn)：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度計(jì)算，鐵塔的結(jié)構(gòu)布置。第七章鐵塔的內(nèi)力計(jì)算（4學(xué)時(shí)）（1）掌握塔身的內(nèi)力計(jì)算方法；（2）掌握塔頭的內(nèi)力計(jì)算方法。重點(diǎn)難點(diǎn)：鐵塔的計(jì)算模型及計(jì)算假定；鐵塔主材、斜材內(nèi)力的計(jì)算方法。第八章鐵塔的穩(wěn)定計(jì)算（2學(xué)時(shí)）（1）理解等截面格構(gòu)式柱的強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算；（2）理解變截面格構(gòu)式柱的強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算。重點(diǎn)難點(diǎn)：鐵塔的整體穩(wěn)定計(jì)算；歐拉臨界力。第九章鋼管桿的設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）（1）掌握鋼管桿的承載力計(jì)算，包括強(qiáng)度及穩(wěn)定計(jì)算；（2）掌握鋼管桿的撓度計(jì)算。重點(diǎn)難點(diǎn)：鋼管桿的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。第十章桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）（1）掌握傾覆基礎(chǔ)的計(jì)算；（2）掌握上拔基礎(chǔ)的計(jì)算；（3）掌握下壓基礎(chǔ)的計(jì)算。重點(diǎn)難點(diǎn)：不同桿塔基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；桿塔基礎(chǔ)的上拔、下壓及傾覆穩(wěn)定計(jì)算。第十一章桿塔其它部件的計(jì)算（1學(xué)時(shí)）理解桿塔節(jié)點(diǎn)、靴板、座板、法蘭盤、抱箍等的計(jì)算。重點(diǎn)難點(diǎn)：桿塔節(jié)點(diǎn)、靴板、座板、法蘭盤、抱箍等基本概念。第十二章計(jì)算機(jī)在桿塔及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用（1學(xué)時(shí)）（1）了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的功能及特點(diǎn)（2）理解桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化（3）理解鐵塔建模分析及計(jì)算（4）了解基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及優(yōu)化重點(diǎn)難點(diǎn)：桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化原理。五、課程的其它教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)平時(shí)作業(yè)每4學(xué)時(shí)布置教材中作業(yè)2-4題。課后完成課堂提問和討論每次上課均就以前和當(dāng)前授課內(nèi)容向個(gè)體學(xué)生提問，并根據(jù)學(xué)生回答問題情況開展課堂討論。記錄學(xué)生回答問題和討論情況，作為平時(shí)成績的依據(jù)之一。隨堂課外作業(yè)根據(jù)課程內(nèi)容給出相應(yīng)的小課題，要求學(xué)生通過文獻(xiàn)檢索等方式查閱資料，收集整理，形成總結(jié)報(bào)告，上交，作為平時(shí)成績。課后完成六、教學(xué)方法與手段本課程教學(xué)采用講授、多媒體教學(xué)、課堂提問和討論等教學(xué)方法與手段。七、推薦教材和教學(xué)參考資源教材：[1]陳祥和、劉在國.輸電桿塔及基礎(chǔ)設(shè)計(jì).北京：中國電力出版社，20