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1、钢结构课程教学大纲四年制本科土木工程专业适用 （56学时 3学分）一、本课程的性质和任务钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、地基费用省、工业化程度高、外形美观等一系列优点。与其它结构相比它是环保型和可以再次利用的结构。特别是中国建筑技术政策（19962010）的公布，建筑钢结构得到迅速发展，开创了钢结构在建筑中应用的新时期。钢结构课程是土木工程专业的主要专业课之一。是一门理论性强且要求与实践紧密结合的专业课。全部教学内容包括两方面：第一方面是钢结构基本原理：包括概述、材料、连接、轴心受力构件、受弯构件、拉弯与压弯构件。第二方面是钢结构桁架设计，完成一钢结构桁架施工图。在整个教学中
2、安排一次参观钢结构和金属结构加工厂。二、本课程的基本要求1、对能力培养的要求：l 掌握钢结构经济性能的优越性和钢结构结构性能的优越性。l 掌握钢材的主要性能，影响钢材性能的主要因素。能够正确合理选用钢材和使用的变通原则，具有处理因材质引起的技术问题能力。l 掌握钢结构常用连接方法、连接形式的工作性能及设计方法。l 掌握钢结构基本构件的工作特点、基本原理，并具有正确设计基本构件的能力。l 较好地掌握构件之间的连接方法、力的传递方式及构造原理。l 能正确使用结构设计规范。2、本课程的重点和难点 l 理解以概率理论为基础的极限状态设计方法的实质、现行钢结构规范采用的设计表达式，各分项系数取值依据和含
3、义。l 钢材及其性能是课程重点之一。难点在于理解钢材的冲击韧性、防止钢结构脆性断裂的设计要求。l 钢结构连接是课程重点之一。应将重点放在各种连接受力、可能的破坏方式及在此基础上建立起来的计算方法和构造要求。难点是焊接残余应力的产生及其残余应力、残余变形对结构的影响。l 轴心受力构件的工作性能、整体稳定、局部稳定是重点。各种缺陷是如何影响临界力、影响程度，从而掌握多柱子曲线的理论依据。正确设计轴心受力构件。难点是整体稳定、局部稳定的概念建立，设计中如何计及扭转效应对临界力的影响。l 受弯构件整体稳定、局部稳定是重点。影响临界弯矩的主要因素，设计中梁腹板局部稳定的保证方法及措施。难点是梁的稳定和板
4、件局部稳定计算式的建立。l 压弯构件的重点在于建立弯矩作用平面内、平面外稳定的物理概念，屈曲及临界荷载及相关公式的建立。难点在于正确理解等效弯矩系数和构件计算长度的物理意义。l 桁架的重点在于正确合理设置桁架支撑，合理选择桁架杆件截面及节点设计。3、先修课程及基本要求钢结构课程理论性强，因此要求先修完材料力学、结构力学、弹性力学、结构稳定理论等课程基本内容后，方可开设钢结构。三、课程内容 1、教学基本内容第一章 绪论第一节 钢结构的特点及应用第二节 钢结构的主要结构形式及组成杆件分类第三节 钢结构的可能破坏形式第四节 钢结构的计算原理第五节 钢结构的发展现状及趋势第二章 钢结构的材料第一节 钢
5、结构对材料的要求第二节 钢材在单向均匀受拉时的工作性能第三节 钢材在复杂应力作用下的工作性能第四节 钢材在单轴反复应力作用下的工作性能第五节 钢材抗冲击的性能及冷弯性能第六节 钢材的可焊性及抗腐蚀性能第七节 钢材的抗破坏形式第八节 影响钢材性能的因素第九节 钢的种类和钢材规格第三章 钢结构连接第一节 钢结构的连接方法第二节 焊接方法和焊接连接形式第三节 角焊缝的构造和计算第四节 对接焊缝的构造和计算第五节 焊接残余应力的残余变形第六节 普通螺栓连接的构造和计算第七节 高强度螺栓连接的构造和计算第四章 轴心受力构件第一节 概述第二节 轴心受力构件的强度和刚度第三节 轴心受压构件整体稳定第四节 思
6、心受压构件局部稳定第五节 轴心受压构件设计第六节 柱头和柱脚第五章 受弯构件第一节 受弯构件的类型及截面形式第二节 受弯构件的强度计算第三节 受弯构件的刚度计算第四节 受弯构件的整体稳定第五节 受弯构件的板件局部稳定和加劲肋设计第六节 考虑腹板屈曲后强度的梁设计第七节 受弯构件的构造设计第八节 受弯构件设计第九节 吊车梁计算设计要求第六章 拉弯及压弯构件第一节 概述第二节 拉弯和压弯构件的强度和刚度第三节 压弯构件的整体稳定第四节 压构件的局部稳定第五节 压弯构件的设计第六节 框架中梁与柱的连接第七节 压弯构件的柱头和柱脚设计第七章 框架及屋盖设计第一节 桁架的应用和形式第二节 屋盖支撑第三节
7、 桁架杆件设计第四节 桁架节点设计待添加的隐藏文字内容3第五节 桁架施工图第六节 桁架设计例题2、课外作业为了巩固所学的基础理论、设计知识和培养学生的分析、设计计算、表达及自学能力，每一章均安排一定量的习题，学生应独立认真完成。条理清楚，计算正确，图文配合，符合设计计算书要求。习题内容：焊接和螺栓连接、型钢梁、组合梁、轴心受压构件、压弯构件。3、课程设计题目：普通钢屋架设计（1）设计内容作屋盖结构及支撑布置图；选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊拼接节点及下弦中央拼接节点；绘制运送单元的施工图，用1
8、号图纸、铅笔绘制。设计的节点应尺寸齐备，未设计的节点按构造绘制。（2）设计要求计算书须用钢笔书写，插图应用铅笔按一定比例绘制，做到眉目清晰，文图配合；图纸应符合现行房屋建筑制图统一标准和建筑结构制图标准的要求。四、使用大纲说明1、学时分配表序号课 程 内 容学 时 数备注总学时讲授实验上机1概述2 2钢结构的材料6 3钢结构的连接1214轴心受力构件1015梁1016拉弯及压弯构件817桁架及屋盖结构4小计：504合计：562、教学方法提示(1)讲课次序教师可根据情况作个别调整，例如可将第四章轴心受力构件放在梁后面讲。另外安排到金属结构制造厂参观一次，或播放钢结构制造录像1学时。(2) 钢结构
9、与力学课程的配合最为密切，这是因为钢结构是最理想的弹塑性材料，最符合弹塑性理论计算，特别是材料力学、结构力学和弹塑性理论，本课程经常用到它们的计算原理及方法。其次，在材料一章中要涉及到建筑材料中的有关内容。3、考核方式考试。成绩考核包括平时成绩和考试成绩两部分。平时成绩占20%，按作业、出勤综合情况评定；考试成绩占80%，总成绩按百分制计分。课程设计成绩另计，不包括在本课程内。五、课程教材及主要参考书1、选用教材2、推荐教材： (1)钢结构张耀春、周绪红主编，高教出版社，2004；（2）钢结构沈祖炎等编著，建筑工业出版社，2000；（3）钢结构陈绍蕃，顾强主编，科学技术出版社，2003（4）钢结构魏明钟主编，武汉工业大学出版社，2002。3、教学参考书（1）钢结构设计原理陈绍蕃，科学技术出版社（2）钢结构设计规范GB50017-2003，计划出版社（3）钢结构典型题解析及自测试题颜卫亨主编，西北工业大学出版社。
