04钢结构 2.doc

钢结构课程教学大纲课程名称：钢结构课程类型：必修课总学时数：（理论学时：32 实验或实践学时：16 ） 学 分：3.0先修课程：材料力学、结构力学、土木工程材料开课单位：土木工程学院适用专业：土木工程专业本科一、课程的性质、目的和任务钢结构设计原理是土木工程专业必修的专业课，是实践性很强的专业课程。通过本课程的学习，着重讲授钢结构的基本理论与基本知识，使学生了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景；掌握钢结构材料的工作性能及影响钢材性能的主要因素，能正确选用结构钢材；掌握钢结构连接的性能、受力分析与设计计算；掌握各种钢结构基本构件（轴心受力构件、受弯构件、拉弯和压弯构件等）的设计计算；了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点；掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析；掌握钢结构的构造要求等；能综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计；了解国内外钢结构的发展状况和先进成果,为进一步钻研钢结构设计打下基础。二、教学内容及教学基本要求（一）绪论本章主要内容钢结构的特点 钢结构的应用 钢结构的发展本章重难点钢结构的特点（二）钢结构的材料教学内容 钢结构对材料的要求 较高的抗拉强度和屈服点，较高的塑性和韧性，良好的工艺性能。钢材的破坏形式 塑性破坏和脆性破坏。钢材的主要性能 受拉、受压及受剪时的性能，冷弯性能，冲击韧性。各种因家对钢材主要性能的影响 化学成分、冶金缺陷、钢材硬化、温度、应力集中、反复荷载作用等及其的影响。复杂应力作用下钢材的屈服条件钢材的疲劳 常幅疲劳、变幅疲劳，应力幅法计算钢结构疲劳问题，残余应力对疲劳问题的影响。钢的种类和钢材规格 钢材的种类、钢材的选用原则，钢材的规格教学要求理解钢材的破坏形式，掌握钢材的主要性能；理解各种因家对钢材主要性能的影响，理解复杂应力作用下钢材的屈服条件；理解钢材的疲劳，了解钢的种类和钢材规格。本章重点难点钢材的主要性能。各种因家对钢材主要性能的影响。钢材的选用原则。（三）钢结构的连接教学内容通过本章的学习了解钢结构的连接方法，了解焊接方法和焊接连接形式，掌握角焊缝的构造与计算方法，掌握对接焊缝的构造与计算方法了解焊接应力和焊接变形，掌握螺栓连接的构造，掌握普通螺栓连接的工作性能和计算方法，掌握高强度螺栓连接的工作性能和计算方法。钢结构的连接方法 焊接连接，螺栓连接。焊接方法和焊接连接形式 钢结构常用焊接方法，焊缝连接形式及焊缝形式，焊缝缺陷及焊缝质量检验。角焊缝的构造与计算 角焊缝的形式和强度，角焊缝的构造要求，直角角焊缝强度计算的基本公式，各种受力状态下直角角焊缝连接的计算对接焊缝的构造与计算 对接焊缝的构造，对接焊缝的计算。焊接应力和焊接变形 焊接应力的分类和产生的原因，焊接应力对结构性能的影响，焊接变形，减少烽接应力和焊接变形的措施。螺栓连接的构造 螺栓的排列，螺栓连接的构造要求。普通螺栓连接的工作性能和计算 普通螺栓的抗剪连接，普通螺栓的抗拉连接，普通螺栓受剪力和拉力的联合作用。高强度螺栓连接的工作性能和计算 高强度螺栓连接的工作性能，高强度螺栓群的抗剪计算，高强度螺拴群的抗拉计算。教学要求了解焊接方法和焊接连接形式，掌握角焊缝的构造与计算方法；掌握对接焊缝的构造与计算方法了解焊接应力和焊接变形；掌握螺栓连接的构造，掌握普通螺栓连接的工作性能和计算方法，掌握高强度螺栓连接的工作性能和计算方法。本章重难点 角焊缝的构造与计算，对接焊缝的构造与计算螺栓连接的构造，普通螺栓连接的工作性能和计算，高强度螺栓连接的工作性能和计算。（四）轴心受力构件教学内容 轴心受力构件的截面形式及应用轴心受力构件的强度和刚度 构件强度计算，构件的长细比，构件刚度计算，许用长细比。轴心受压构件的整体稳定 轴心压杆整体失稳形式，轴心压杆整体稳定的临界应力，确定临界应力的方法，柱子曲线，柱的稳定系数，整体稳定计算。轴心受压构件的局部稳定 局部稳定分析的理论基础，翼缘局部稳定宽厚比限值，腹板局部稳定宽厚比限值。轴心受压拄的设计 实腹柱截面设计步骤及构造要求，格构往绕虚铀的换算长细比，轴心受压格构柱的横向剪力，缀材的设计，格构往的设计步骤，柱的横隔校头和柱脚 梁与柱的连接，靴梁式柱脚的设计计算。教学要求通过本章的学习了解轴心受力构件的截面形式及应用，掌握轴心受力构件的强度和刚度的计算方法，掌握轴心受压构件整体稳定的计算方法， 掌握轴心受压构件局部稳定的计算，掌握实腹式轴心受压拄的设计及构造要求，掌握轴心受压格构柱设计，理解校头和柱脚构造与设计计算。了解轴心受力构件的截面形式及应用；掌握轴心受力构件的强度和刚度的计算方法；掌握轴心受压构件整体稳定的计算方法， 掌握轴心受压构件局部稳定的计算，掌握实腹式轴心受压拄的设计及构造要求，掌握轴心受压格构柱设计，理解校头和柱脚构造与设计计算。本章重难点 重点：轴心受压构件的整体稳定，和局部稳定难点：实腹式轴心受压拄的设计及构造要求，轴心受压格构柱设计。（五）受弯构件教学内容与要求 受弯构件的形式和应用梁的强度和刚度 梁的抗弯强度，截面塑性发展系数，抗剪强度，局部承压强度，复杂应力作用下的强度计算；梁的刚度，许用挠度。梁的整体稳定 梁整体稳定的概念，临界弯矩，梁的稳定系数的计算，梁整体稳定的保证，梁整体稳定的计算。梁的局部稳定 局部稳定分析的理论基础，翼缘局部稳定宽厚比限值，腹板局部稳定高厚比限值，腹板设置加劲肋的条件，加劲肋的尺寸与布置，布置加劲肋后的验算，支承加劲肋的计算。考虑腹板屈曲后强度 腹板屈曲后的抗剪承载力、抗弯承载力的计算，考虑腹板屈曲后强度的梁的计算式，加劲肋设计特点。型钢梁的设计 单向、双向弯曲型钢梁截面的确定，檩条的设计计算。组合梁的设计 工字形截面尺寸的确定，截面验算，组合粱截面沿长度的改变，焊接组合梁翼缘焊缝的计算梁的拼接、连接和支座 梁的拼接，次粱与主粱的连接，梁的支座。教学要求了解受弯构件的形式和应用；掌握梁的强度和刚度的计算；理解梁整体稳定和局部稳定的计算理论，掌握型钢梁和组合梁的设计计算；了解梁的拼接、连接和支座的构造。本章重难点 重点：梁整体稳定和局部稳定的计算理论；难点：组合梁的设计计算。（六）拉弯和压弯构件教学内容 拉弯和压弯构件的应用拉弯和压弯构件的强度压弯构件的稳定 弯短作用平面内的稳定，弯矩作用平面外的稳定，等效弯矩系数，双向弯曲实腹式压弯构件的整体稳定，压弯构件的局部稳定。压弯构件(框架柱)的设计 框架柱的计算长度，实腹式压弯构件的设汁与构造要求，格构式压弯构件的设计。框架中梁与柱的连接框架柱的柱脚 整体式刚性柱脚，分离式柱脚。教学要求了解拉弯和压弯构件的应用；掌握拉弯和压弯构件的强度计算，掌握实腹式压弯构件平面内与平面外的稳定计算，掌握压弯构件的局部稳定计算，掌握格构式压弯构件的设计；了解框架柱柱脚的构造与计算。本章重难点 重点：实腹式压弯构件平面内与平面外的稳定计算； 难点：格构式压弯构件的设计。（七）单层厂房钢结构教学内容 屋盖结构的组成和形式屋盖支撑普通钢屋架屋架设计实例教学要求了解单层厂房钢结构的组成，柱网和温度收缩缝的布置原则，横向框架的类型及主要尺寸的确定，柱间支撑的形式、布置和作用；理解柱间支撑的设计计算方法。掌握钢屋盖支撑的组成、作用及各组成部分的布置原则；了解屋盖支撑与屋架的连接构造，理解屋盖支撑的计算方法；掌握实腹式钢檩条的设计方法。了解桁架的形式和主要尺寸的确定；掌握桁架的荷载计算与荷载组合；了解桁架杆件的内力计算；掌握桁架各杆件计算长度的确定；理解桁架杆件截面形式的选择；掌握各杆件的截面设计。掌握节点设计的一般要求和节点设计的步骤；掌握上弦节点、下弦节点、屋脊节点、下弦跨中拼接节点和支座节点的设计计算；掌握桁架施工图的绘制。本章重点难点 重点：钢屋盖支撑各组成部分的布置、节点设计的一般要求和节点设计的步骤难点：实腹式钢檩条的设计、各节点的计算三、学时分配表序号课程内容讲课学时1第一章 概述22第二章 钢结构的材料43第三章 钢结构的连接64第四章 轴心受力构件65第五章 受弯构件-梁66第六章 拉弯构件和压弯构件67第七章 单层厂房钢结构2合计32四、课程考核要求及方法本课程采用闭卷考试，卷面100分；平时成绩占30%，卷面占70%。五、建议教材及参考资料建议教