钢结构设计基本原理

1、中国海洋大学本科生课程大纲课程名称钢结构设计基本原理Design Principle of Steel Structures课程代码082903101233课程属性专业知识课时/学分32学时/2学分课程性质必;冬实践学时0责任教师刘福顺课外学时0课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修_、课程介绍1课程描述（中英文）：钢结构设汁基本原理为船舶与海洋工程专业学生的必修课程，是一门理论性较强 的应用基础课程，教学对象是船舶与海洋工程专业三年级本科生。学生通过本课程的 学习，可以较全面掌握钢结构材料、构件、连接的基本知识，并了解船船与海洋工程 专业的行业规范，

2、使学生具有从事钢结构设讣工作的专业知识，并为专业课程的学习 和研究打下良好基础。Design principle of steel structure is a compulsory course for students majoring in naval architecture and marine engineering, and it is an applied basic course with strong theory. Through the study of this course, students can comprehensively master the basic

3、 knowledge of steel structure materials, components and connection, understand the industry standards of ship and ocean engineering, learn the professional knowledge of steel structure design, and prepare for the learning of subsequent professional courses2.设计思路:传统的钢结构课程教学是以土木工程专业类的钢结构教材为基础，对于海工 专业的

4、学生来说，教学与其专业的联系不够紧密，缺乏海工专业的理论知识。因此， 本课程结合当前我校教学中的实际情况和当今社会对人才能力的要求，以及学生学习 和工作的实际需求，以传统土木钢结构知识体系为基础，在教学实践中加入与海洋工 程专业密切相关的专业知识，完善教学内容，让学生在学习中更有针对性。(1)学习钢结构的必要的理论基础知识。理论知识以讲授为主，辅助以多媒体课 件，重点强调基础知识的训练、学习和掌握。使学生了解钢结构的特点、历史、现状 及发展前景；掌握钢结构材料的工作性能及影响钢材性能的主要因素，能正确选用结 构钢材；掌握钢结构连接的性能、受力分析与设计计算；掌握各种钢结构基本构件的 设计计算等

5、。(2)对各类结构形式能够正确、熟练应用适当的方法进行安全性校核。各章均给 出选择形式的概念思考题，第三至七章给出计算和设汁习题。在作业中练习和巩固所 学的知识。(3)增添船舶与海洋工程特色知识。在讲授过程中，增加部分海工专业相关理论 知识以及部分船舶与海洋工程专业典型范例。使学生通过对海工结构物安全分析、验 算的学习，初步掌握海工结构物常用到的一些安全问题及安全验算方法，从而有效提 高同学们的工程设计能力，为以后的学习与工作打下良好的基础。(4)思政教育和劳动教育内容。课程讲授过程中，结合我国海工装备发展的光辉 历程展，例如我国从最初近海的导管架平台发展到深远海的“海洋石油981”钻井平台、

6、“蓝鲸1号”钻井平台，以及新兴的海上风电平台的发展建设开思政教育，激发学生 的爱国热情和献身国家海洋事业的工作热情。通过海洋结构物的生产实例讲解、视频 学习，让学生了解海洋事业发展的不易，培养学生敢于吃苦、甘于奉献的劳动精神。3.课程与其他课程的关系：先修课程：结构力学。本课程是一门理论性较强的应用基础课程，修读该门课程, 要求学生具有较好的数学基础、力学基础及相关的结构材料知识。钢材假定为理想弹 塑性材料，材料力学、结构力学中强度公式或相关结论可直接应用到本课程中。但本 课程所研究对象的稳定性问题突出，故而本课程中有相为篇幅介绍整体稳定及局部稳 定问题。学生应该在掌握基本理论的基础上进一步思

7、考该门课程处理实际问题中的处 理方法，尤其是大量修正系数的来源及机理。4.对毕业要求指标点的支撑和支撑强度：（1）工程知识方面：培养学生掌握钢结构设计的基础知识，掌握船舶及海洋工程 结构物构件、连接的基本理论，熟悉国内外船舶与海洋工程方面的行业规范、政策及 法规。（2）问题分析方面：学会对钢结构问题的数学抽象和简化方法，能够对钢结构相 关工程问题进行分析和研究。（3）设汁/开发解决方案：能够运用所学的钢结构设计基本知识辅助船舶与海洋 工程中相关的项U设计，对遇到的具体问题能够通过文献检索、查阅资料给出解决方 案。（4）研究能力：能够基于力学原理，采用科学方法对钢结构的工程问题开展研究, 从具体

8、问题中提炼出科学问题，通过设计方案、计算、实验分析等综合手段得到合理 的结论。（5）终身学习：通过在教学中加入部分课程思政教育，使学生能够正确认识自我 探索和终身学习的必要性。二、课程目标（1）知识获取（支撑毕业要求1）在知识获取方面，本课程的LI标是使学生通过对钢结构构件的强度、刚度和稳定 性问题展开学习，掌握船舶及海洋工程结构物构件、连接的基础知识，熟悉国内外船 舶与海洋工程方面的行业规范、政策及法规，初步具备设计钢结构并对其进行验证校 核的能力。（2）思维方法培养（支撑毕业要求2）在思维方法培养方面，本课程培养和提高学生的逻辑思维能力（包括推理，分析， 判断等）、抽象化能力（包括将简单实

9、际问题抽象成为力学模型，进行适当的数学描述, 应用力学理论求解）、自学能力、表达能力（包括用文字和图表）和数学计算能力。培养 学生墩捷思维、乐于创新，勤于思考、善于钻研，对于推陈出新怀有浓厚的兴趣，富 有探索精神并渴望解决问题。（3）能力培养（支撑毕业要求3、4）在能力培养方面，使学生能够运用所学的钢结构设计基本知识进行船1与海洋工 程中相关的项LI设计，对遇到的具体问题能够通过文献检索、查阅资料给出解决方案。 能够基于力学原理，采用科学方法对钢结构的丄程问题开展研究，从具体问题中提炼 出科学问题，通过设讣方案、计算、实验分析等综合手段得到合理的结论。（4）思政教育目标（支撑毕业要求12）在思

10、政教育方面，本课程以我国海工装备制造业的飞速发展为契机，向学生展示 其背后的科学精神、创新精神和工匠精神。培养学生的家国情怀，增强学生的民族自 豪感，进而激励学生利用所学知识投入到祖国的海洋装备制造业中，不断学习进取， 将国家的发展需求与个人专业领域相结合来实现人生价值。三、学习要求钢结构设计基本原理是一门理论性与应用性并重的课程，作为未来的海洋工程人 才，在校期间要培养出扎实的理论基础与熟练的专业性能。要达到以上学习任务，学 生必须达到以下要求：（1）课前必须对相关内容提前进行预习，确保课上思路能跟上授课进度。（2）按时上课，上课认真听讲，积极参与课堂讨论、作业典型案例分析。本课程将包含课下

11、作业及案例分析等课上活动。（3）保质保量的按时完成课下作业。针对钢结构设计的各个环节均有书面作业需要提交，只有在作业中才能够不断掌握所学习的内容。（4）认真复习，学期结束时通过期末考试。四、教学进度序号专题 或主题S主要内容概述1绪论2 2钢结构特点与计算方法，钢结构设计方法， 钢结构的发展2钢结构的材料及其性能2 2钢材的主要力学性能，影响钢材性能的主要 因素，复杂应力状态下钢材的屈服条件，钢 结构的疲劳破坏与疲劳计算，钢结构的脆性 断裂，钢结构的层状撕裂，钢材的牌号和选 用3钢结构的连接-焊缝6 6概述，焊接方法和焊接形式，对接焊缝的构 造和计算，角焊缝的构造和计算，焊接应力 和焊接变形4

12、钢结构的连接-螺栓6 6螺栓连接的构造要求，螺栓的工作性能及承 载力，螺栓连接的设计、验算5轴心受力构件6 6概述，轴心受力构件的受力性能，轴心受压 构件的整体稳定，轴心受压构件的局部稳 定，格构式轴心受压构件的计算，柱头的构 造与计算，轴心受压柱柱脚的构造与计算6受弯构件4 4受弯构件的应用及类型，受弯构件的计算内 容，受弯构件的强度，受弯构件的整体稳定， 受弯构件的局部稳定，型钢梁截面设计7拉弯构件和压弯构件6 6概述，拉弯构件与压弯构件的强度与刚度计院学术委员会签章:算，实腹式压弯构件的整体稳定，格构式压 弯构件的整体稳定，实腹式压弯构件截面设 计五. 参考教材与主要参考书1姚谏，夏志斌.钢结构-原理与设计（第二版）.北京：中国建筑工业出版社.20112王肇民，宗听聪等.钢结构设计原理.上海：同济大学出版社.19913丁阳.钢结构设计原理（第二版）.天津：天津大学出版社.2011六. 成绩评定（-）