钢结构设计原理 教学大纲

《钢结构设计原理》课程教学大纲

课程英文名称：DesignPrincipleofSteelStructure

课程代码：

课程类别：专业必修课

适用专业；土木工程专业

开课单位：建筑工程学院

总学分：2.5

总学时：40讲课：36实验：4

课程负责人：

核准人：

一、课程目标及学生应达到的能力

1.课程简介

钢结构设计原理课程与钢结构设计课程相配合，是土木工程专业的一门学科必修课程。

它着重研究钢结构的基本性能，包括材料、构件、连接和节点的性能和承载能力计算原理和

方法。针对截面强度和构件整体等，分别从不同侧面和层次进行承载力极限状态和正常使用

极限状态的分析，使学生能够掌握不同构件在不同受力状态情况下的计算，为下学期钢结构

设计打下基础。

2.课程目标

通过本课程学习使学生初步学会应用钢结构的原理和方法分析、解决一些简单的钢结构

工程实际问题，培养其独立分析问题、解决问题的能力。

通过理论教学，达到以下课程目标：

课程目标1：要求学生根据结构的具体设计条件、工作环境和不同种类钢材的性能，

正确地选用满足特定需求的钢材，并提出相应的性能指标要求。

课程目标2：要求学生掌握钢结构基本受力构件（轴心受拉、受弯构件和拉弯构件等）

的强度计算、稳定计算及其设计方法和构造要求，设计满足复杂工程需求的构件、结构、体

系。

课程目标3：要求学生掌握钢结构焊接和螺栓连接设计方法和构造要求，设计满足更

杂工程需求的结构及体系，

课程目标4：要求学生能够独立•.思考，能根据具体工况，利用专业知识对复杂工程进行

合理的分析，将复杂工程抽象出数学力学模型，并开发出可解决实际工程问题的方法及理论。

3.课程目标对毕业要求指标点的支撑关系

3.1本课程所支撑的毕业要求

毕业要求1.3：对土木工程复杂工程问题进行分析推演。

毕业要求3.1：能够运用土木工程科学理论和专业知识，设计（开发）满足土木工程特

定需求的构件（节点）、结构、体系。

3.2课程目标对毕业要求指标点的支撑关系

课程毕业要求

目标1.33.1

1V

2V

3V

47V

4.学生应达到的能力

掌握钢结构构件设计的基本原理、设计方法和构造要求，建立清晰的钢结构分析、设计、

构造措施等知识的框架体系。借助合理有效的资源和工具，能够运用所学专业知识对土木工

程复杂工程问题进行分析、推演，设计、设计开发满足需求的构件、结构、体系或方案，并

对其合理性做出分析和评价，从而给出合理科学的解决方案，培养学生独立分析问题和解决

问题的能力。

二、课程教学内容、学时分配及教学方法

序深内课程

课内教学内容教学方法

号学时目标

概述

结合实际工程案

1.刚结构的特点、庾用范围、结构形式（掌握）

例,利用多媒体

122.刚结构建造过程和内在缺陷'组成原理.由结构的发展（了解）<|)

讲授.互动式的

电点：纲结构的轻侦'成本低廉.经济环保等优势及耐火性差.缺陷在忍度低等劣势

讨论.

难点：理解钢结构内在缺陷

钢结构材料

1.纲材主要性能及格定方法（必须掌握）讲授为主，多媒

2.影病例材性能因素•（掌握）体与板书相结

<1)

223.纲材破坏模式及步峋分析（掌握）台，学生谡外资

<d>

4.钠材类别及选用（必须掌握）科杳阅，教师提

由点；单项拉仲试及时的工作性能；钢材主要力学指标对钢材的影响；例1；表示的含义,整羽的表示方法问。

鹿点；钢材主要力学指标含义

构件截面承奴力-强慢

1.轴心受力构件的强度及被面选择（学握；

2.梁的类型和强度（必须掌理）

讲授为主,多螂

3.梁的局部乐的力和组合应力（掌握）

<1)体与板书相结

4.按强度条件选择条截面（掌握）

38(2)合.实际工程案

5.拉弯、乐弯构件的应用和强度计算（拿揶

(4)例讲授•习题研

羽点：轴心受拉构件强度计算：梁的弯曲利剪切强度计算：梁的类型：梁的扭转：梁的正应力.明应力,组合应力及同部FK应力：乐弯

讨.

拉弯构件强度计算：按强度选择梁鼓面

难点：梁的扭转原理：拽穹及庠弯强度

单4恂件承领能力-枪定性

1.植定何地一般特点（竽握）

2.轴心受冻构件整体科定（必须掌握）讲授为主,采用

3.实物式格构式柱截而选择计算（拿握）<|)多媒体与板书和

4.受弯构件弯扭失稳（掌握）(2)结合的方式.结

410

5.球行构件平面内与平面外稳定计算（必须学握〉(4)合实际工程案

6.板件稳定和屈曲后强度利用（掌理）例、习应等研讨

重点：失稳类别稳定挣性：轴压构件整体机定计算方法：整体稳定影响因索：实履式构件般何选择：梁的整体稳定计算：FK弯构件平面教学.

内及平面弯整体稳定计算方法：局部稳定：加劲肋类型及设置原则

难点：梁的临界荷蚊.失稳临界状态的理整

的结构连接和W点构造

1.铜结构对连接钱求和连接方法（必须拿拯）

2.坪接连接特性（掌握）讲授为主，采用

3.对接饵缱构造和计虢（必须掌握）<1)多媒体与板书相

4.角焊灯构造和计算（必须掌握）⑶结合的方式.结

514

5.普通悔检连接构造和计算（掌握）<4)合实际工程案

6.而强螺栓连接构造和计算（必须掌握）例、习题等研讨

业点；刖结构连接方法、特点及要求；理缝代号残余应力和残余变形；对接墀缝的计尊：角理缝的皿度、构造和计口；普通端检及高强教学.

幄栓连接的构造和计算

雉点：复杂荷较作用下焊缝和螂枪连接的强度蛤灯方法

三、课程思政的基本要素或案例

教学内容基本要素或案例

结合钢结构特点，介绍钢结构的重要作用，着重介绍中国在钢结构设计叮建造领域

绪论-中国在钢结构设计与建造

取得的举世瞩目的成就，使学生对专业学习更有使命感、荣誉感，激发学习兴趣，

领域取得的成就

增强民族自豪感。

结合钢结构要求用材要乂足够的变形能力，扩展至辩证关系，刚「柔是相互对立，

钢结构材料-钢结构用材要求又是相互统一的，从传统文化理解钢结构用钢要求的“刚”与“柔”,使学生从辩

证角度理解钢结构的用材要求。

结合加拿大魁北克钢桥倒塌案例，介绍钢结构失稳的突然性和后果的严重性，同时

单个构件承载能力-稳定性介绍工程上冒进和大意给生命和财产带来的损失，从反面教育学生对工程的敬畏之

心和从业的贡任心。

四、课程的考核环节及课程目标达成度自评方式

（一）考核环节

本课程考核包括平时考核、实脸环节、期末笔试三部分。

考核结果构成比例：期末笔试占60%；实验环节占20%；平时成绩占20%（考勤占10%+

作业占10%）O

本门课最终考核成绩：期末笔试60%+实验环节20%+平时成绩20%。总成绩按百分制

记。

具体考核指标、比例如下表所示。

考核与成绩评定方法

一级考核指标二级考核指标三级考核指标

指标分数所占支撑毕业要求指

指标内容总占比指标内容

内容比例比例标点

出勤50%

考勤10%

课堂表现50%

完成情况20%1.3约占3C%

平时考核3.1约占7C%

基本概念20%

理论、实

100%作业10%

验

理解程度10%

正确率50%

完成情况20%

3.1约占100%

实验环节20%

报告格式10%

报告内容60%

理解程度10%

1.3约占30%

期末考试60%评分100%3.1约占7C%

（二）课程目标达成度评价

钢结构基本原理课程目标达成度C。构设计脖押按下式计算:

c钢结构设十原理

式中，力为第7个课程目标对应的权重系数，z为第，个课程目标的达成度,

C钢给他设计原理

〃为课程忖标个数。

其中c%结构设计原理按下式计算:

c_/=li=l________

^钢结构设计原理一"，”

工工4时

k=\i=l

式中，〃为样本班级人数；机为试卷中分别支撑课程目标的试题数；4为钢结构设计

原理课程考核内容中第攵个学生第i题的考核方式所对应的比例系数（0.2、0.2、0.6）；Uik

为第k个学生第/题试题分值；?为第k个学生第，•题学生得分。

（三）成绩评价参考标准

成绩评价参考标准如下：

作业评分标准

百分评分制优秀(100-90)良好(89-80)中等（79-70）及格(69-60)不及格（60以下）

完成情况完成70%、比较

按时完成、二整完成90%、工整补交、比较工整未交

（20%）工整

基本概念60%以上概念清50%以上概念清清晰程度50%以

概念清晰概念比较清晰

（20%）晰晰下

理解程度

完全理解较好理解一般理解存在理解困难不能理解

（10%）

能正确解答，但经答疑后答案正

正确率(50%)答案正确答案基本正确不能正确作答

未融会贯通确

总分

考勤评分标准

百分评分制(100)(99-60)取消考试资格

出勤情况

满勤无故旷课、迟到1次，扣5分无故缺席占总学时1/3以上者

(60%)

课堂表现互动积极、表现

按课堂表现、回答问题具体情况确定-

(40%)认真

总分

实验报