《高层建筑结构与抗震》教学大纲.doc

教学大纲栏 作者：黄少真天津广播电视大学开放教育本科土木工程专业（专升本）高层建筑结构与抗震教学大纲第一部分 大纲说明一、课程的性质与任务“高层建筑结构与抗震”是中央广播电视大学“开放教育试点”工学科土建类土木工程专业本科（专升本）的一门限选课程。该课程是针对中央广播电视大学土木工程专业学生，以已学过的专业基础知识（材料力学、结构力学、钢筋混凝土等）为基础，进行抗震计算理论和多层、高层建筑结构计算的学习。二、课程的目的与要求本课程的目的是培养学生具有一定的抗震计算理论基础，掌握抗震设计原理，掌握高层建筑的结构设计的基本方法。主要要求是：了解高层建筑各种结构体系、体系特点及应用范围；熟练掌握风荷载及地震作用计算方法；掌握框架结构、剪力墙结构、框剪结构三种基本结构内力及位移的计算方法，理解这三种结构内力分布及侧移变形的特点及规律；学会这三种结构体系包含的框架及剪力墙构件的截面设计方法及构造要求。通过本课程学习，掌握高层钢筋混凝土结构的抗震设计、非抗震设计的不同要求、原则及方法。对筒体结构的内力分布、计算特点、结构设计有初步知识。三、课程的教学要求层次教学要求中，有关定义、定理、性质、特征等概念的内容要求，由低到高分“知道、了解、理解”三个层次；有关计算、解法、公式、法则等方法的内容要求，由低到高分“会、掌握、熟练掌握”三个层次。第二部分 媒体使用与教学过程建议一、课程教学总时数、学分数本课程为3 学分，课内学时54，开设一学期，安排在第五学期。二、媒体的选择及相互关系本课程的媒体建议选用文字教材、IP课件、录像教材件等。其中文字教材是课程的基本媒体，不但包含所有教学内容，而且包含教学要求、其他媒体使方法及必要的教学信息等内容，是学生学习的核心教材。IP课件、录像教材是强化媒体，主要是分层次讲授课程的重点、难点以及分析问题的方法与思路，是对文字教材某些内容的强化与补充。三、教学环节1自主学习自主学习是远程开放教育的学生获取知识的主要方式，本课程的教学要注意对学生自主学习能力的培养。学生可以通过自学，收看电视、IP课件、直播课堂、网上教学辅导等方式进行学习，各教学点可以采用灵活多样的导学助学方式，帮助学生学习。2面授助学面授助学要服从于教学大纲，使用多媒体一体化教材，采用讲解、讨论、答疑等方式，通过讲思路，讲方法，培养学生分析和解决问题的能力。3作业独立完成作业是学生学好本课程的一项重要的、必不可少的工作。作业内容以教材中的习题为主，通过这些习题的练习，逐步加深对课程中各种概念的理解、熟悉分析和计算方法，达到基本掌握本课程主要内容的目的。 4考试考试题目要全面，符合教学大纲要求，同时要做到体现重点，题量适度，难度适中，题量和难度的梯度应按教学要求的不同层次安排。不出难题、怪题。四、教学媒体的使用与学时分配次序教学内容课内学时IP学时录像学时1高层建筑结构体系及布置22荷载与作用123场地与地基24结构计算方法45框架结构内力与位移计算66剪力墙结构内力与位移计算67框架剪力墙协同工作计算68扭转近似计算39荷载效应组合及设计要求310框架设计与构造411剪力墙设计与构造412框筒、筒中筒与空间结构2总计54126第三部分 教学内容与教学要求第一章 高层建筑结构体系及布置（一）教学内容：1水平力对高层建筑结构内力及变形影响，不同体系的特点、优点及适用范围。2结构总体布置的原则。3抗震缝及地基基础选型。（二）教学要求：1了解水平力对结构内力及变形影响，了解不同体系的特点、优点及适用范围。2了解结构总体布置的原则及需要考虑的问题。3了解缝的处理，地基基础选型等。第二章 荷载与作用（一）教学内容：荷载：1 竖向荷载，分层计算法。2 水平荷载，总风荷载与局部风载，作用：1地震的成因、传播及类型、地震震级、基本烈度和设防烈度。2地震对建筑物的影响，地震三要素（频谱、振幅、持时）与震害的关系。3地震作用及结构抗震验算。4地震作用的确定方法静力法，反应谱法，直接动力法。5单自由度弹性体系地震反应分析，反应谱的意义，设计反应谱的表示方法（-T），地震影响系数的意义。6多自由度弹性体系的振型及振型分解概念，振型分解反应谱法。7多质点地震作用近似的计算法底部剪力法。8竖向地震作用计算方法。9结构自振周期的实用计算方法（二）教学要求：1 熟练掌握竖向荷载作用下分层计算的方法。2 熟练掌握总风荷载和局部风载的计算，3 熟练掌握用反应谱法计算等效地震作用的方法。4掌握结构自振周期计算的实用方法。重点：反应谱法、自振周期计算实用方法。第三章 场地和地基（一）教学内容：1 场地：建筑场地选择，场地土类型划分，场地土的卓越周期。2 地基：地基土的抗震承载力，天然地基的抗震验算，地基土的液化，地基抗震措施及处理。（二）教学要求：1了解建筑场地有利与不利地段，熟悉场地土类别及划分方法，了解土的卓越周期定义及其对建筑物的影响。2掌握地基土的抗震承载力计算，天然地基的抗震验算。3知道地基土的液化，地基抗震措施及处理。第四章 结构计算方法（一）教学内容：1结构计算一般原则，结构计算模型与计算方法。2平面结构的计算方法。两个基本假定：平面结构假定；楼面刚度无限大假定。平面结构的空间协同计算方法。3空间结构的计算方法及电算分析原理。（二）教学要求：1 掌握结构计算的一般计算假定。2 理解三维空间结构体系电算分析的方法原理。第五章 框架结构内力与位移计算（一） 教学内容：1反弯点法、D值法计算内力与位移。2内力及位移的影响因素，杆件弯曲变形及轴向变形对侧移的影响。3计算轴向变形引起侧移。（二）教学要求：1熟练掌握反弯点法、D值法计算内力分布及位移方法，深入理解这两种方法的区别及应用范围。2了解内力分布及位移的影响因素、杆件弯曲变形及轴向变形对侧移的影响等。3知道利用曲线计算柱轴向变形引起侧移的方法。建议：反弯点法、D值法作为重点讲授。第六章 剪力墙结构内力及位移计算（一）教学内容：1剪力墙类型、剪力墙内力及位移影响。2理解连续化方法的基本假定及计算思路，带刚域框架计算方法。3等效抗弯刚度，剪力墙内力分布及位移特点。（二）教学要求：1了解开洞对剪力墙内力及位移影响，了解不同近似方法的适用范围。2连续化方法的基本假定、熟悉带刚域框架计算简图确定方法。3 掌握几个重要概念：等效抗弯刚度、整体系数含义及对内力位移的影响，剪力墙内力位移分布特点。建议：等效抗弯刚度，整体系数的含义作为重点讲授。第七章 框架剪力墙协同工作计算（一）教学内容1确定计算简图及总框架、总剪力墙、总连梁刚度计算方法。2用公式及曲线计算内力及位移。3特征值物理意义，框剪结构内力分布及位移特点。（二）教学要求：了解框架与剪力墙协同工作的意义。会确定计算简图，掌握总框架、总剪力墙、了解总连梁刚度计算方法，会用公式及曲线计算铰接体系的内力及位移。掌握几个重要概念：刚度特征值的物理意义及其对内力分配的影响，框剪结构内力分布及侧移特点。建议：刚度特征值的物理意义作为重点讲授。第八章 扭转近似计算（一）教学内容：1质量中心及刚度中心近似计算方法。2抗扭刚度与扭转的关系。（二）教学要求：1了解扭转对结构的影响，熟练掌握质量中心及刚度中心近似计算方法，会应用剪力修正系数。2掌握几个重点概念：抗扭刚度意义、结构布置与扭转关系（偏心距及抗扭刚度）。建议：抗扭刚度的意义作为重点讲授。第九章 荷载效应组合及设计要求（一）教学内容：1无地震与有地震的荷载效应组合；各种工况及相应系数。2设计要求承载力验算，位移限制，延性要求，抗倾覆要求。3确定结构抗震等级。（二）教学要求：1掌握荷载效应组合各种工况的区别应用。2理解无地震组合及有地震组合时承载力验算与位移限制的区别。3掌握确定结构抗震等级的方法；理解抗震结构的延性要求与构造措施的关系。 第十章 框架设计与构造（一）教学内容：1框架延性的意义和基本措施。2梁、柱、节点区的破坏形态。3抗震区、非抗震区配筋要求。（二）教学要求：1了解延性框架意义和实现延性框架的基本措施。2了解梁、柱、节点区的破坏形态及规律特征。3掌握梁、柱、节点区的配筋设计方法，抗震与非抗震的区别。4掌握几个重要概念：延性框架、强柱弱梁、强剪弱弯、轴压比及箍筋作用。第十一章 剪力墙设计与构造（一）教学内容：1剪力墙结构配筋特点及构造要求。2悬臂剪力墙及联肢剪力墙截面配筋3框支剪力墙、落地剪力墙设计要点。（二）教学要求：1了解剪力墙结构配筋特点及构造要求。2掌握悬臂剪力墙及联肢剪力墙，截面配筋计算方