工程结构设计原理.doc

工程结构设计原理专业名称：土木工程、土木工程(建筑工程)课程名称：工程结构设计原理开课学期：第3、4学期考核办法：笔试，闭卷开卷先修课程：材料力学，建筑材料教材：教 学 用 书类别主要教材主要参考书1主要参考书2名称工程结构设计原理混凝土结构设计原理（上中下）钢结构设计原理编者曹双寅东南大学等王肇民出版社东南大学出版社中国建筑工业出版社同济大学出版社出版年月2007.4 2005.12004.1版次311（一）教学大纲一、课程的性质和目的工程结构设计原理是将混凝土结构、钢结构、砌体结构和组合结构的基本原理及基本构件有机地结合起来，以工程力学为基础，内力分析，应力与应变分析方法是相同的，突出的不同点是材料的特性，在掌握共性的基本原理基础上，以基本构件为主线结合不同材料结构的特点分类阐述，建立起从整体到局部，再综合的思维方法。通过本课程的学习，可使学生掌握土木工程结构的基本知识和基本设计方法，为理解和掌握各种结构设计规范，继续学习建筑结构设计、桥梁工程、地下结构工程等专业课程奠定扎实的基础。二、课程内容和教学要求第1章 绪论1、了解建筑结构的发展；2、掌握结构的基本组成及种类；3、了解混凝土结构、钢结构以及砌体结构的特点。第2章 结构的基本计算原则1、了解结构荷载、荷载效应和结构抗力的随机性；2、掌握荷载、材料强度的代表值；3、掌握结构的功能、极限状态等基本概念；4、理解结构可靠性的概念和原理，掌握可靠度指标概念和取值；5、了解可靠性设计的一般设计方法和设计基本表达式；6、掌握以概率为基础的分项系数设计表达式；7、理解分项系数的概念，熟悉分项系数的种类和取值。第3章 结构材料的物理力学性能1、掌握材料的力学性能，包括强度及强度指标、变形及变形指标、 应力应变关系及模量；2、掌握不同条件下的强度特点，包括简单条件下（压、拉等）、复杂条件下（约束受力、反复荷载、长期荷载等）；3、理解强度取值及选用，包括不同强度的获取方法：实验、不同强度之间的关系：实验回归； 4、了解不同建筑材料的规格、特点及应用。第4章 构件的连接1、了解钢结构常用的连接方法为焊接和栓接。焊接是主要连接方法；2、熟练掌握焊接连接的强度计算，一般可按危险点计算其所受的f（按焊缝有效截面计算的应力）和f代入公式计算；3、熟练掌握螺栓连接的强度计算，对受剪和受拉螺栓连接，均是计算其最不利螺栓所受的力（剪力或拉力）不大于单个螺栓的承载力设计值；4、理解焊缝连接与螺栓连接的构造要求。第5章 梁的结构形式和破坏类型1、了解受弯构件的类型；2、了解受弯构件的常用截面形式；3、了解受弯构件的破坏类型；4、熟知钢及钢筋混凝土受弯构件（梁）的破坏类型；5、熟知梁的设计思路。第6章 钢梁计算原理1、了解钢梁的类型；2、熟练掌握钢梁的强度计算；3、了解钢梁的刚度；4、熟练掌握钢梁的整体稳定；5、一般掌握钢梁的截面设计；6、熟练掌握钢梁的局部稳定和加劲肋设计；7、了解钢梁的拼接。第7章 混凝土梁承载力计算原理1、了解梁的承载力设计计算内容：正截面抗弯、斜截面抗剪力与抗弯、抗扭；2、熟练掌握正截面受弯的破坏特征和计算方法：(1)受力全过程；(2)正截面计算的基本假设和等效矩形应力图形；(3)截面破坏的类型和应力特点；(4)适筋梁的判别条件；(5)基本公式的理解和建立；(6)公式的适用条件；(7)矩形和T型截面的计算方法；3、熟练掌握斜截面受剪的破坏特征和计算方法：(1)斜裂面的形成和截面破坏类型；(2)基本公式的理解和建立；(3)公式的限制条件；(4)矩形和T字型截面构件的计算方法；(5）钢筋弯起和切断的构造要求；4、理解受扭的破坏特征和计算方法：(1)斜裂面的形成和截面破坏类型；(2)基本模型和设计计算公式；(3)公式的限制条件；(4)剪扭同时作用对混凝土作用的降低；(5)矩形截面弯剪扭构件的计算方法。第8章 柱的结构形式及破坏类型1、了解柱的结构形式；2、掌握柱的破坏类型；3、掌握钢柱的整体稳定性。第9章 钢轴心受力及拉弯,压弯构件1、了解轴心受压钢柱的破坏形式；2、掌握轴心受压钢柱的强度、刚度、整体稳定以及局部稳定的计算；3、掌握格构式轴心受压构件的整体稳定计算4、理解格实腹式轴心受压与格构式轴心受压构件的截面设计过程5、掌握拉弯构件与压弯构件的设计。第10章 混凝土柱承载力计算原理1、了解轴心受力构件的受力特点：(1)普通柱破坏的标志和截面应力特点；(2)螺旋筋柱破坏的标志和截面应力特点。2、了解轴力和弯矩共同作用下构件的受力特点：(1)截面应力特点；(2)截面破坏的标志和类型；(3)内外力的简化和处理。3、掌握偏心受压构件的设计计算方法：(1)大小偏压及界限破坏；(2)基本公式的理解和建立；(3)公式的使用条件；(4)截面应力和受压区高度的关系。 4、理解偏心受拉构件的设计计算方法：(1)大小偏拉构件的划分及截面应力特点；(2)基本公式和使用条件。5、掌握轴向力对受剪承载力的影响；6、Mu-Nu相关图的理解与应用：(1)相关图的绘制；(2)相关图的控制点；(3)主要特点及利用；7、了解矩形、工字型构件设计计算方法。第11章 砌体受压构件承载力计算原理1、了解无筋砌体受压构件； 2、掌握砌体局部受压； 3、理解配筋砌体构件。 第12章 构件的变形计算原理1、了解按照材料力学的方法计算构件的挠度；2、理解钢筋混凝土构件截面刚度应考虑裂缝和材料非线性的影响：(1)刚度和曲率的关系；(2)截面的平截面假设：曲率和应变的关系；(3)钢筋和混凝土平均应变与裂缝截面应变值的关系；(4)裂缝截面的平衡方程：钢筋和混凝土的应力和应变；3、掌握考虑荷载长期作用影响的刚度；4、掌握最小刚度原则； 第13章 裂缝宽度的计算原理及耐久性的控制1、理解裂缝的形成和发展过程：(1)裂缝产生的原因；(2)裂缝间钢筋和混凝土应力的分布；(3)裂缝间新裂缝出现的条件；(4)关于裂缝出齐问题和平均裂缝间距； (5)影响平均裂缝间距的因素；2、掌握有关裂缝宽度的计算：(1)裂缝宽度所指的位置；(2)平均裂缝宽度计算模式的建立；(3)最大裂缝宽度即裂缝扩大系数的内涵，实验回归结果；3、了解混凝土结构耐久性的概念。 第14章 预应力混凝土结构的基本原理1、理解预应力混凝土的基本概念； 2、了解预应力混凝土材料及锚夹具； 3、掌握张拉控制应力和预应力损失；4、理解预应力的传递和局部承压。 第17章 板的结构分析1、理解板的结构分析方法；2、掌握单向板的设计方法；3、掌握双向板的设计要点。第18章 混凝土梁板设计1、了解楼盖结构的组成：(1)板-双向板、单向板；(2)次梁；(3)主梁；2、理解塑性铰及内力重分布的概念：(1)塑性铰；(2)内力重分布；3、掌握板的塑性内力计算方法：(1)连续梁（板）的弯矩调幅法；(2)双向板的塑性绞线法。三、建议学时分配章节教学内容教学时数第1章绪论2第2章结构的基本计算原则,包括结构作用,抗力,功能及极限状态等3第3章结构材料的物理力学性能,主要结构材料为钢材,混凝土,砌体7第4章构件的连接,包括焊缝连接,螺栓连接10第5章梁的结构形式和破坏类型2第6章钢梁计算原理,包括强度,刚度,稳定性计算8第7章混凝土梁承载力计算原理,包括正截面和斜截面承载力8第8章柱的结构形式及破坏类型2第9章钢轴心受力及拉弯,压弯构件,包括强度,稳定计算8第10章混凝土柱承载力计算原理10第11章砌体受压构件承载力计算原理3第12章构件的变形计算原理4第13章裂缝宽度的计算原理及耐久性的控制4第14章预应力混凝土结构的基本原理3第17章板的结构分析2第18章混凝土梁板设计2总复习2总学时80（二）考试大纲一、考试要求要求掌握结构计算的基本原则，结构材料的物理力学性能，结构构件的连接，钢构件的设计原理，混凝土构件的设计原理，理解预应力结构的基本概念与梁板结构设计，了解砌体结构构件的设计原理。二、考试范围 考试范围包括结构计算的基本原则，材料的物理力学性能，结构构件的连接，钢构件的设计原理，混凝土构件的设计原理，预应力结构的基本概念，构件变形与裂缝宽度的计算原理，梁板结构设计。三、试卷结构与题型(