《钢结构设计原理》教学大纲

《钢结构设计原理》教学大纲英文名称：BasisofSteelStructure课程代码：060116适用对象：本科适用专业：土木工程专业（专业基础必修课）总学时数：36学分：4.8考核方式：考试一、课程的任务、目的和作用《钢结构设计原理》为土木工程专业学生的必修课，属于专业基础课。通过本课程的学习，应使学生较全面地掌握钢结构材料的基本性能，掌握钢结构基本构件及其连接的设计计算方法，了解基本构件的构造设计。二、课程教学内容及基本要求第1章钢结构设计原理概述1.教学内容1.1钢结构的特点和应用1.1.1钢结构的特点1.1.2钢结构的应用1.2钢结构的发展1.2.1钢结构的发展历程1.2.2钢结构的发展趋势1.3钢结构的设计方法1.3.1结构的功能要求1.3.2结构的作用及抗力1.3.3结构的可靠性和可靠度1.3.4极限状态设计方法思考与练习2.基本要求（1）掌握钢结构的特点和应用范围。（2）了解钢结构的发展历程及发展趋势。（3）了解钢结构设计方法中可靠性的含义、极限状态的分类。（4）熟悉承载能力和正常使用状态设计表达式。第2章钢结构的材料1.教学内容2.1钢结构材料概述2.2钢材的主要性能2.2.1钢材的力学性能和工艺性能2.2.2钢材的可焊性能2.2.3钢材的耐火、耐候性能2.3钢材的破坏形式2.4影响钢材性能的因素2.4.1化学成分的影响2.4.2冶炼、浇铸、轧制和热处理的影响2.4.3钢材的硬化2.4.4温度的影响2.4.5应力集中的影响2.4.6残余应力及疲劳因素的影响2.4.7复杂应力作用的影响2.5钢材的疲劳和疲劳计算2.5.1影响疲劳强度的因素2.5.2疲劳计算2.6建筑用钢材的种类、规格和选用2.6.1钢结构用钢的种类2.6.2钢结构用钢的牌号2.6.3钢材的品种和规格2.6.4钢材的选用思考与练习2.基本要求（1）了解钢结构对材料的基本要求。（2）掌握钢材的主要性能，以及影响钢材性能和脆性破坏的主要因素。（3）了解钢材的两种破坏形式。（4）了解钢结构疲劳的基本概念、影响疲劳强度的主要因素、疲劳的计算方法。（5）掌握建筑用钢材的种类、规格和表示方法。（6）了解钢结构材料的选用原则。第3章钢结构的连接1.教学内容3.1钢结构连接概述3.1.1焊缝连接3.1.2铆钉连接3.1.3螺栓连接3.2焊接方法、焊缝类型、焊接连接的形式和焊缝质量等级3.2.1焊接方法3.2.2焊缝类型3.2.3焊接连接的形式3.2.4焊缝质量等级3.3焊缝符号及标注方法3.4对接焊缝的构造和计算3.4.1对接焊缝的构造3.4.2对接焊缝的计算3.5角焊缝的构造和计算3.5.1角焊缝的构造3.5.2角焊缝的计算3.6焊接残余应力和残余变形3.6.1焊接残余应力的分类及成因3.6.2焊接残余变形的分类3.6.3焊接残余应力和残余变形对结构工作性能的影响3.6.4减小焊接残余应力和残余变形措施3.7螺栓连接的构造3.7.1螺栓的形式和规格3.7.2螺栓的排列3.7.3螺栓的其他构造要求3.8普通螺栓连接的工作性能与计算3.8.1受剪螺栓连接3.8.2受拉螺栓连接3.8.3拉剪螺栓连接3.9高强度螺栓连接的工作性能与计算3.9.1高强度螺栓的紧固方法3.9.2高强度螺栓的工作性能3.9.3高强度螺栓群受剪螺栓连接计算3.9.4高强度螺栓群受拉螺栓连接计算3.9.5高强度螺栓群拉剪螺栓连接计算思考与练习2.基本要求（1）了解钢结构连接的种类和各种连接的特点。（2）了解常用焊接方法和焊条的选用。（3）了解焊接连接的形式，掌握焊接符号及标注方法。（4）掌握对接焊缝的构造和计算。（5）掌握角焊缝的形式、构造和计算。（6）了解焊接残余应力和焊接残余变形产生的原因，以及对构件工作性能的影响。（7）熟悉普通螺栓的规格、受力性能和破坏形式。（8）掌握普通螺栓的计算方法。（9）掌握高强度螺栓连接的工作性能和计算方法。第4章受弯构件1.教学内容4.1受弯构件的类型和应用4.2梁的强度和刚度4.2.1梁的强度4.2.2梁的刚度4.3梁的整体稳定性4.3.1梁的整体稳定性概述4.3.2梁整体稳定性的验算4.3.3梁的整体稳定系数4.3.4保证梁整体稳定性的构造措施4.4梁的局部稳定性和腹板加劲肋的计算4.4.1翼缘的局部稳定4.4.2腹板加劲肋的配置要求4.4.3腹板局部稳定性计算4.4.4梁腹板加劲肋的设计4.4.5支承加劲肋的计算4.5考虑腹板屈曲后强度时梁的计算4.5.1腹板屈曲后梁的受剪承载力4.5.2腹板屈曲后梁的受弯承载力4.5.3考虑腹板屈曲后强度的梁的计算公式4.5.4考虑腹板屈曲后强度的梁的加劲肋设计4.6梁的设计4.6.1型钢梁的设计4.6.2组合梁的设计4.7梁的拼接和连接4.7.1梁的拼接4.7.2次梁与主梁的连接思考与练习2.基本要求（1）掌握受弯构件弯曲强度、抗剪强度、局部承压强度、折算应力和刚度的计算方法。（2）熟悉整体稳定性的基本概念。（3）掌握整体稳定性的计算方法及增强梁整体稳定性的措施。（4）了解梁板稳定性的基本概念。（5）掌握加劲肋的设置原则。（6）了解加劲肋的构造措施和计算方法。（7）理解梁腹板屈曲后强度的利用。第5章轴心受力构件1.教学内容5.1轴心受力构件的类型5.2轴心受力构件的强度和刚度5.2.1轴心受力构件的强度5.2.2轴心受力构件的刚度5.3轴心受压构件的整体稳定5.3.1轴心受压构件的整体稳定概述5.3.2理想轴心受压构件的受力性能5.3.3实际轴心受压构件的计算方法5.4实腹式轴心受压构件的局部稳定5.5实腹式轴心受压构件的截面设计5.5.1实腹式轴心受压构件的截面设计原则5.5.2实腹式轴心受压构件的截面设计步骤5.6格构式轴心受压构件5.6.1格构式轴心受压构件的组成5.6.2格构式轴心受压构件的整体稳定性5.6.3缀材的计算5.6.4格构式轴心受压构件的设计5.7轴心受压柱与梁的连接5.7.1梁支承于柱顶5.7.2梁支承于柱侧5.8铰接柱脚5.8.1铰接柱脚的形式与构造5.8.2铰接柱脚的计算思考与练习2.基本要求（1）了解轴心受力构件的类型和受力性能。（2）掌握轴心受力构件的强度和刚度的计算方法。（3）掌握轴心受力构件的整体稳定性和局部稳定性的基本概念。（4）掌握实腹式轴心受压构件整体稳定性和局部稳定性的计算方法。（5）了解腹板有效截面的概念。（6）熟悉格构式轴心受压构件整体稳定性的计算方法。（7）了解缀件（缀条、缀板）的计算方法。（8）熟悉梁与柱的连接形式及柱脚的做法。第6章拉弯、压弯构件1.教学内容6.1拉弯、压弯构件概述6.2拉弯、压弯构件的强度和刚度6.2.1拉弯、压弯构件的强度6.2.2拉弯、压弯构件的刚度6.3实腹式压弯构件的整体稳定6.3.1实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算6.3.2实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定计算6.4实腹式压弯构件的局部稳定6.4.1应力梯度6.4.2高厚比、宽厚比限值6.5压弯构件的计算长度6.5.1在框架平面内的计算长度6.5.2在框架平面外的计算长度6.6实腹式压弯构件的截面设计6.6.1实腹式压弯构件的截面设计原则6.6.2实腹式压弯构件的截面设计方法6.6.3实腹式压弯构件的截面构造规定6.7格构式压弯构件的设计6.7.1格构式压弯构件的截面形式6.7.2格构式压弯构件的稳定6.7.3格构式压弯构件缀件的计算6.8框架柱的柱头和柱脚6.8.1柱头的构造6.8.2刚接柱脚6.8.3外露整体式刚接柱脚6.8.4分离式刚接柱脚思考与练习2.基本要求（1）了解拉弯构件和压弯构件的概念。（2）掌握拉弯构件和压弯构件的强度、刚度计算方法。（3）掌握实腹式压弯构件在弯矩作用平面内和弯矩作用平面外的整体稳定性计算方法。（4）掌握实腹式压弯构件局部稳定的计算方法。（5）熟悉实腹式压弯构件的截面设计。（6）了解格构式压弯构件的设计。（7）熟悉框架柱的柱头和柱脚构造及计算方法。三、教学方式及学时分配序号主要内容主要教学方式学时分配1钢结构设计原理概述讲授22钢结构的材料讲授43钢结构的连接讲授104受弯构件讲授85轴心受力构件讲授66拉弯、压弯构件讲授6总计36四、课程各教学环节的要求1.教学环节教学方法采用课堂讲授与课件配合使用，使学生从中学到本课程的基本内容，并学会分析问题和解决问题的方法。2.作业环节根据各章