《工程结构设计原理》教学大纲

《工程结构设计原理》教学大纲东南大学土木工程学院一、课程的性质与目的本课程是土木工程专业必修的专业基础课，是一门实践性很强，与现行国家有关规范、规程等有关的专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握土木工程结构（混凝土结构、钢结构、砌体结构）设计的基本方法和基本原理，为继续学习《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、课程内容的教学要求1、绪论掌握钢结构、混凝土结构和砌体结构的一般概念和特点；了解钢结构、混凝土结构和砌体结构在国内外的应用发展概况。2、荷载及设计方法了解荷载及结构抗力的有关概念，理解作用效应和结构抗力的随机性；掌握结构的功能、极限状态等基本概念，掌握结构结构可靠度的基本原理；掌握结构上的作用及作用效应的计算方法，了解荷载的代表值；理解设计基本表达式，了解荷载、材料强度等分项系数。3、工程结构材料的物理力学性能掌握钢材单轴受力下的工作性能，了解钢材在单轴反复应力下的工作性能；了解钢材在复杂应力下的工作性能，了解钢材的疲劳性能；了解钢材的冷加工性能和结构对钢材的要求；了解影响钢材性能的一般因素和工程结构用钢材（筋）的分类。掌握单轴受力混凝土各强度指标及关系，了解复合受力混凝土的强度特点；掌握单轴受力混凝土的应力应变关系，理解弹性模量和变形模量等概念；掌握混凝土徐变、收缩和膨胀等概念，了解其对结构的影响；了解块材、砂浆以及砌体的类型和选择原则；掌握砌体在压、拉、弯和剪作用下的破坏特征及强度。4、构件的连接了解结构构件的常用连接形式；了解焊缝连接的形式及应力特点，掌握焊缝的设计计算方法；掌握螺栓、铆钉连接的受力特点和计算方法；掌握膨胀螺栓连接的受力特点和计算方法。5、钢受弯构件计算原理掌握钢受弯构件的受力全过程、破坏特征；掌握钢受弯构件强度计算方法；掌握钢受弯构件整体稳定计算方法；掌握钢受弯构件局部稳定计算方法。6、混凝土受弯构件计算原理掌握砼受弯构件截面正应力分布的特点，受力全过程、破坏特征；掌握砼受弯构件正截面计算的基本假设和承载力计算方法。掌握砼弯（剪）构件斜截面应力分布的特点，破坏特征；掌握砼弯（剪）构件斜截面计算的基本假设、承载力公式的建立及应用。了解混凝土构件裂缝产生和开展的过程和原理，理解混凝土构件裂缝宽度验算公式的建立，掌握验算方法；了解受弯构件截面刚度的影响因素，掌握截面计算刚度和挠度的计算方法。7、钢受压构件计算原理掌握轴心和偏心钢受压构件截面正应力分布的特点；掌握轴心钢受压构件的强度计算方法；掌握轴心钢受压构件的整体稳定和局部稳定计算方法；掌握偏心钢受压构件强度计算方法；掌握偏心钢受压构件的整体稳定和局部稳定计算方法。8、混凝土受压构件承载力计算原理掌握混凝土受压构件截面正应力分布的特点，受力全过程和截面破坏特征；掌握混凝土轴心受压构件正截面承载力计算公式的建立和计算方法；了解螺旋筋砼轴心受压构件的工作原理、承载力公式的建立和计算方法；掌握砼偏心受压构件正截面计算的基本假设和简化；掌握砼偏心受压构件正截面承载力计算公式的建立和计算方法；掌握砼构件弯矩和轴力相关曲线的概念和应用。掌握受压（剪）构件斜截面承载力的计算方法。9、砌体受压构件正截面承载力计算原理掌握影响无筋砌体受压构件承载力的主要因素；掌握无筋砌体受压构件承载力计算公式的建立和计算方法；熟悉砌体局部受压破坏的类型，掌握计算公式的建立和计算方法；了解网状配筋砌体和组合砌体受压构件的受力特点和一般构造；了解网状配筋砌体和组合砌体受压构件计算公式的建立和计算方法。10、受拉构件承载力计算原理掌握轴心和偏心受拉构件截面正应力分布的特点；掌握钢结构轴心和偏心受拉构件的受力全过程、破坏特征和强度计算；掌握混凝土结构轴心和偏心受拉构件的受力特点、破坏特征和承载力计算；掌握砌体结构轴心和偏心受拉构件的受力特点、破坏特征和强度计算。11、预应力结构的基本概念掌握预应力结构的基本概念；掌握预应力损失的计算方法和组合；掌握预应力轴心受拉构件的受力全过程和设计计算方法；掌握预应力受弯构件的受力全过程和设计计算方法。12、混凝土板的分析了解梁板结构的布置原理；掌握（单向板）梁板结构内力计算的弹性和塑性方法。三、研究性教学通过对例题、习题的讨论和剖析，建立工程结构设计的一般过程概念，培养学生采用工程思维方式分析和解决问题的额能力，了解结构设计人员关注的重点和难点，掌握工程设计的方法。介绍理论知识在实际工程中的应用，通过图片、视频录像等多媒体手段展示书本知识与实际工程之间的联系，建立工程概念，加强刚性认识。四、能力培养的要求1.自学能力的培养：通过本课程的教学，要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。通过本课程的教学，要培养和提高学生对所涉及问题和知识进行综合分析和融会贯通的能力。3.创新能力的培养：培养学生独立思考、发现问题和解决问题的能力。五、建议学时分配课程内容讲课实验（在《土木工程基础实验》课程中）绪论2结构基本计算原则3材料的物理力学性能8构件连接5钢梁的计算原理2混凝土梁设计计算原理17钢筋混凝土梁受弯2、钢筋混凝土梁受剪2钢轴心受压和拉弯、压弯构件计算原理8钢轴心受压构件2混凝土柱承载力计算原理9钢筋混凝土偏心受压构件2砌体受压构件承载力3预应力混凝土结构的原理2板的设计原理2共计64基本实验8+拓展实验课内外学时比1：2六、考核方式总评成绩＝平时成绩+期中考试成绩＋期末考试成绩平时成绩占10％中期测验成绩30%期末考试成绩占60％七、教材及参考书曹双寅主编.工程结构设计原理.东南大学出版社，2008陈绍蕃主编.钢结构设计