钢结构教学大纲

钢结构课程教学大纲一、课程基本信息课程名称：钢结构 课程代码：56030120课程类别：专业课学时： 64学时 学分：4学分 理论教学：56学时 实践教学：8学时 二、教学目的及要求课程性质与任务1、 课程性质 钢结构是土木工程专业学生的一门必修的主要专业基础课。课程教学的目的是使学生掌握钢结构材料、构件和连接的基础知识，熟悉一些常用钢结构构件的计算原理；了解民用和工业建筑中常用钢结构房屋的特点，基本设计方法，计算简图与内力分析，并能按有关专业规范或规程进行钢结构的整体设计、截面计算和构造处理。通过本课程的学习，使学生能解决钢结构设计施工中的一些技术问题，为以后从事施工管理、设计工作打下基础。2、课程任务 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； 掌握钢结构基本构件及连接的性能、受力分析与设计计算； 了解钢结构体系的组成原理和典型结构形式的设计要点。三、教学内容（含各章节主要内容、学时分配，并注明重点、难点）大纲正文第一章 绪论 （2学时） 本章讲授要点： 1、了解钢结构的特点和应用； 2、钢结构的设计原则； 3、了解钢结构的发展方向。 重点：无。 难点：无。第二章 钢结构的材料（4学时） 本章讲授要点： 1、了解钢结构所使用钢材的要求； 2、掌握钢材的主要性能和影响钢材性能的因素； 3、了解钢材破坏形式和不同情况下的荷载效应； 4、熟悉钢材类别和钢材选用的原则。 重点：钢材的主要性能和影响钢材性能的因素、钢材类别和钢材选用的原则。 难点：钢材的主要性能和影响钢材性能的因素。 第一节 钢材的主要性能 一、钢材的破坏形式二、单向受拉时的性能 三、冷弯性能 四、冲击韧度 第二节 影响钢材性能的主要因素 一、化学成分的影响 二、成材过程的影响 三、影响钢材性能的其他因素 第三节 钢材的疲劳 一、常幅疲劳 二、变幅疲劳 第四节 建筑钢材的规格和选用 一、钢结构对材料的要求二、钢的种类 三、钢材的选择 四、钢材的规格第三章 钢结构的连接 （8学时） 本章讲授要点：了解钢结构的连接方法及各自的特点；掌握焊接和普通螺栓、高强度螺栓连接的计算。 重点：焊接和普通螺栓、高强度螺栓连接的计算。 难点：焊接和普通螺栓、高强度螺栓连接的计算。 第一节 焊接方法和焊接连接形式 第二节 角焊缝的构造和计算 第三节 对接焊缝的构造和计算 第四节 焊接残余应力和焊接残余变形第五节螺栓连接的构造第六节 C级普通螺栓连接的工作性能和计算 第七节 高强度螺栓连接的工作性能和计算第四章 轴心受力构件 （8学时） 本章讲授要点：1、了解“轴心受力构件”的应用和截面形式； 2、掌握轴心受拉构件设计计算； 3、了解“轴心受压构件”稳定理论的基本概念和分析方法； 4、掌握现行规范关于“轴心受压构件”设计计算方法；5、掌握格构式轴心受压构件设计方法；6、柱头和柱脚设计。 重点： 构件的整体稳定和局部稳定。 难点： 构件的整体稳定和局部稳定。 第一节 轴心受力构件的强度和刚度 第二节 轴心受压构件的整体稳定一、理想轴心压杆的失稳形式二、理想轴心压杆的弯曲屈曲三、实际轴心压杆的弯曲屈曲及计算四、轴心压杆的扭转屈曲和弯扭屈曲第三节 轴心受压构件的局部稳定 一、均匀受压板件的屈曲现象二、均匀受压板件的屈曲应力 三、板件的宽厚比 第四节 实腹式轴心受压柱的设计 一、实腹式轴心压杆的截面形式的选择 二、截面设计三、构造要求 第五节 格构式轴心受压构件的截面设计 一、格构式轴心压杆的组成 二、剪切变形对虚轴稳定性的影响 三、杆件的截面选择四、格构式压杆的剪力五、缀材设计 第六节 轴心受压柱的柱头和柱脚 一、柱头 二、柱脚第五章 受弯构件（8学时） 本章讲授要点： 1、了解受弯构件的种类及应用； 2、了解受弯构件整体稳定和局部稳定的计算原理，掌握梁的计算方法； 3、掌握组合梁设计的方法及其主要的构造要求；4、掌握梁的拼接和连接主要方法和要求。 重点：梁的设计与稳定计算 难点：受弯构件整体稳定和局部稳定的计算原理。 第一节 梁的强度和刚度计算 一、梁的强度计算 二、梁的刚度计算 第二节 梁的整体稳定 一、钢梁整体稳定的概念 二、梁的整体稳定的计算原理 三、梁的整体稳定系数 四、梁的整体稳定计算方法 第三节 梁的局部稳定和腹板加劲肋 一、梁受压翼缘的局部稳定 二、梁腹板的局部稳定 三、梁腹板加劲肋的设计第四节 型钢梁的设计 一、单向弯曲型钢梁 二、双向弯曲型钢梁和檩条第五节 组合梁的设计 一、截面设计与验算 二、梁截面沿长度的改变三、翼缘焊缝的计算四、组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算第六节 梁的拼接、连接和支座 一、梁的拼接 二、次梁与主梁的连接三、梁的支座第六章 拉弯和压弯构件（8学时） 本章讲授要点：1、了解拉弯和压弯构件的应用和截面形式；2、了解压弯构件整体稳定的基本原理；掌握其计算方法及计算长度的确定；3、了解实腹式压弯构件局部稳定的基本原理；掌握其计算方法；4、掌握拉弯和压弯的强度和刚度计算；5、掌握实腹式压弯构件设计方法及其主要的构造要求；6、掌握格构式压弯构件设计方法及其主要的构造要求。 重点：压弯构件的设计与构造。 难点：计算长度的影响因素与确定 第一节 拉弯和压弯构件的强度计算 第二节 压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算 一、压弯构件在弯矩作用平面内的失稳现象二、实腹式压弯构件在弯矩作用平面内稳定计算的实用计算公式第三节 压弯构件在弯矩作用平面外的稳定计算 一、双轴对称工字形截面压弯构件的弹性弯扭屈曲临界力二、实腹式压弯构件在弯矩作用平面外稳定计算的实用计算公式第四节压弯构件的计算长度 一、单层多跨等截面框架柱的计算长度 二、多层多跨等截面框架柱的计算长度 三、变截面阶形柱的计算长度 四、在框架平面外柱的计算长度第五节压弯构件的板件稳定 一、腹板的稳定 二、翼缘的稳定 第六节实腹式压弯构件的设计 一、截面形式 二、截面选择及验算 三、构造要求第七节格构式压弯构件的设计 一、弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件 二、弯矩绕实轴作用的格构式压弯构件 三、格构式柱的横隔及分肢的局部稳定 第八节 柱脚设计第七章 单层厂房结构 （10学时） 本章讲授要点：1、了解钢屋盖的种类、截面形式和应用；2、掌握屋盖支撑体系的作用和布置原则；3、掌握钢屋盖的设计和施工图的绘制；4、熟悉轻型钢结构厂房的设计要点，掌握刚架的设计计算，了解压型钢板设计、檩条及墙梁与支撑设计；5、熟悉吊车梁设计要点。重点：钢结构厂房的设计要点、结构选型、支撑布置、构件设计、节点设计及施工图的绘制。难点：支撑体系的确定。第一节 厂房结构的形式和布置一、厂房结构的组成二、厂房结构的设计步骤三、柱网和温度伸缩缝的布置四、厂房结构的框架形式第二节 屋盖结构一、屋盖结构的形式二、屋盖支撑三、简支屋架设计第三节 厂房柱的设计一、柱的截面验算二、肩梁的构造和计算三、托架与柱的连接第四节 轻型门式刚架结构一、结构形式和布置二、作用效应计算三、构件设计四、连接和节点设计第五节 吊车梁的设计 一、吊车梁的荷载及工作性能二、吊车梁的截面组成三、吊车梁的连接四、吊车梁的截面验算第六节墙架体系第八章 多、高层房屋结构（6学时）本章讲授要点：了解多高层房屋钢结构的结构体系及设计要点，熟悉压型钢板组合楼(屋)盖的设计，掌握梁、柱节点的设计计算及构造处理。重点：梁、柱节点的设计计算及构造处理。难点：压型钢板组合楼(屋)盖的设计。第一节 多、高层房屋的结构体系第二节 多、高层钢结构的计算特点第三节 压型钢板组合楼(屋)盖设计第四节 钢构件及连接的设计特点 第九章 大跨度房屋结构（2学时）本章讲授要点：了解梁式、框架式、拱式屋盖体系，了解空间钢网架屋盖的主要形式及设计计算要点，了解索膜结构的特点。重点：梁式、框架式、拱式屋盖体系的受力特点，空间钢网架屋盖的主要形式及设计计算要点。难点：结构选型和节点构造。第一节 平面承重的大跨度屋盖结构一、梁式大跨结构二、框架结构三、拱式结构第二节 空间网架屋盖结构一、空间结构的特性二、平板式空间网架的形式三、网架结构的设计特点第三节 索膜结构简介 实 践 环 节（8学时） 一、设计题目 单层工业厂房课程设计 二、 主要内容 1完成结构选型及结构布置2编制荷载、内力计算说明书3 内力计算到基础顶面即可基础设计不作要求4 柱、中柱或边柱、配筋计算5柱、中柱或边柱、牛腿尺寸确定和配筋计算6根据计算结果绘制排架柱、中柱或边柱结构施工图模板 课时分配表：序号内 容学 时讲课实践小计1第一章 绪论2/22第二章 钢结构的材料4/43第三章 钢结构的连接8/84第四章 轴心受力构件8/85第五章 受弯构件8/86第六章 拉弯和压弯构件8/87第七章 单层厂房结构108188第八章 多、高层房屋结构6/69第九章 大跨度房屋结构2/2合 计56864 一、参考资料： 钢结构上册 钢结构基础陈绍蕃顾强 主编 中国建工出版社 钢结构 赵根田、孙德发主编机械工业出版社2005钢结构 魏明钟主编 武汉工业大学出版社 2