《土木钢结构设计原理》课程教学大纲

1、钢结构设计原理课程教学大纲（Design Principle of Steel Structure）一、课程概况课程代码：0401013学 分：2.5 学 时：40 （其中：讲授学时40 ， 实验学时0 ，上机学时0 ）先修课程：土木工程材料、理论力学、材料力学、结构力学（一）等适用专业： 土木工程 建议教材：建筑钢结构设计原理，编者：何延宏、高春，出版社：机械工业出版社，出版时间：2019.4课程归口：土木建筑工程学院课程的性质与任务：本课程是土木工程专业的专业基础必修课，也可作为工程管理类专业的必修课或选修课。通过本课程的学习，培养学生系统地掌握钢结构的基本设计原理及方法，具备进行一般工业

2、与民用建筑钢结构基本构件的设计能力，为后续钢结构设计、工程结构抗震、高层建筑结构设计、建筑结构CAD等课程及相关课程设计、毕业设计等环节奠定基础。二、课程目标目标1. 掌握钢结构的特点和应用范围，具备从材料角度选择不同的结构类型的能力，有较强的评价、比选观念。目标2. 掌握钢材的主要力学性能指标以及影响因素，熟悉国产钢材的型号，钢号等，具备根据实际需要选用钢材的能力，有较强的评价、比选观念。目标3. 掌握焊接连接的构造和计算，具备简单的焊接节点的设计能力，有较强的技术经济观念。目标4. 掌握螺栓连接的构造和计算，具备简单的螺栓连接节点的设计能力，有较强的技术经济观念。目标5. 掌握实腹式和格构

3、式轴心受压构件的设计内容与步骤，具备简单轴心受压构件的设计能力和施工图识图能力，有较强的探索研究观念。目标6. 掌握梁的设计计算方法，具备受弯构件的设计能力和施工图识图能力，有较强的探索研究观念。目标7. 掌握拉弯和压弯构件的设计内容与步骤，具备偏心受力构件的设计能力，有较强的探索研究观念。目标8. 掌握梁柱连接节点构造和柱脚构造，具备柱头柱脚连接节点设计能力，有较强的实践观念。本课程支撑专业人才培养方案中毕业要求1-4、毕业要求2-1、毕业要求3-1，对应关系如表所示。毕业要求指标点课程目标目标1目标2目标3目标4目标5目标6目标7目标8毕业要求1-4毕业要求2-1毕业要求3-1三、课程内容

4、及要求（一）概论1.教学内容（1）钢结构的特点和应用；（2）钢结构的设计方法与发展概况。2.基本要求（1）掌握钢结构的特点、应用范围和结构形式；（2）熟悉钢结构的发展史及发展方向。（二） 钢结构的材料1.教学内容（1）钢材的主要机械性能和工艺性能；（2）影响钢材性能的主要因素；（3）钢材的疲劳和防脆断设计；（4）钢材的钢种、钢号及选择。2.基本要求（1）理解钢材静力和动力工作性能的各项主要力学性能；（2）掌握对钢材主要力学性能指标和焊接性能的影响因素；（3）理解钢结构的二种破坏形式以及防脆断设计原则；（4）熟悉我国结构钢材的型号，材质，会根据具体结构要求，正确选用钢材。（三） 钢结构的连接1.

5、教学内容（1）钢材的典型连接方法的优缺点；（2）焊接类型与质量等级、残余应力与残余变形；（3）对接焊缝连接的构造与计算；（4）角焊缝连接的构造与计算；（5）普通螺栓连接的构造与计算；（6）高强螺栓连接的性能与计算。2.基本要求（1）掌握钢结构对连接的要求及连接方法；（2）掌握钢结构焊接连接的特性、构造和计算，焊接残余应力和焊接残余变形；（3）掌握普通螺栓连接的构造和计算、高强螺栓连接的性能和计算；（4）掌握构件净截面强度的验算方法，掌握摩擦型高强螺栓孔前传力的概念和计算原理。（四） 轴心受力构件1.教学内容（1）轴心受力构件的强度和刚度计算；（2）轴心受压构件的整体稳定；（3）轴心受压构件的局

6、部稳定；（4）轴心受压构件（实腹式和格构式）的设计。2.基本要求（1）熟悉轴心受力构件的特点、应用、组成、截面的形式及其工作性能；（2）掌握轴心受力构件强度计算和刚度要求；（3）掌握实腹式轴心受压构件整体稳定概念，屈曲变形特征和三种主要屈曲形式，理解初弯曲、初偏心和残余应力的影响；整体稳定分析原理及方法（4）掌握轴心受压构件局部稳定概念及与板件宽厚比的联系，局部稳定分析原理及方法；（5）掌握实腹式轴心受压构件截面设计方法和步骤；（6）掌握格构式轴心受压构件绕虚轴剪切变形对整体稳定的影响和采用换算长细比的概念，掌握格构式轴心受压构件截面设计和验算的方法和步骤、布置和设计缀条缀板体系；（7）熟悉轴

7、心受力柱的柱头，柱脚型式、组成与构造，并能说明其连接焊缝和传力途径，能够设计柱脚。（五） 梁1.教学内容（1）梁的强度和刚度计算；（2）梁的整体稳定；（3）梁的局部稳定；（4）钢梁的设计；（5）梁的拼接、连接与支座设计；2.基本要求（1）掌握梁的常用形式和特点，强度、刚度验算并正确应用截面塑性发展系数及其取值； （2）理解梁整体稳定概念，掌握梁整体稳定的主要影响因素和改进措施，熟悉规范规定计算公式和方法，并按此进行稳定计算；（3）掌握不需整体稳定计算的条件；（4）掌握梁翼缘宽厚比限值的规定，以及梁腹板不同高厚比情况下横向和纵向加劲肋的设计要求、位置、间距和尺寸等构造要求；（5）熟悉支撑加劲肋的

8、设计要求和计算方法等；（6）熟悉焊接梁截面设计和验算方法、内容和步骤。（六） 拉弯和压弯构件1.教学内容（1）拉弯、压弯构件的强度和刚度计算；（2）压弯构件的整体稳定；（3）实腹式压弯构件的局部稳定；（4）压弯构件的截面设计与构造要求；（5）梁与柱的连接；（6）柱脚设计。2.基本要求（1）熟悉压弯和拉弯构件的受力特点、常用截面型式及截面设计方法；（2）熟悉拉弯和压弯构件受力时截面正应力发展过程以及塑性极限状态，并掌握规范规定的强度，刚度计算公式；（3）熟悉实腹式压弯构件在弯矩作用平面内和平面外整体稳定概念和弯曲变形特征，临界力的确定方法；（4）掌握规范规定的局部稳定相关公式；（5）掌握框架柱计

9、算长度系数的基本假定和原理，熟悉钢框架的变形限制；（6）熟悉刚接柱脚的构造与设计要求。教学内容与课程目标的对应关系及学时分配如表所示。序号教学内容支撑的课程目标支撑的毕业要求指标点讲授学时实验学时1概论目标11-4、2-122钢结构的材料目标21-4、2-123钢结构的连接目标3、41-4、2-1、3-1104轴心受力构件目标51-4、2-1、3-1105梁目标61-4、2-1、3-186拉弯和压弯构件目标7、81-4、2-1、3-18合计40四、课内实验（实践）序号实验项目名称实验内容及要求学时对毕业要求的支撑类型备注1在“验证性、综合性、设计性”等中选择其中之一填写在“必做、选做”中选择其

10、中之一填写2五、课程实施（一）教学方法与手段1. 本课程应牢固树立培养学生“钢结构基本概念和基本原理”的教学理念，注重概念的掌握和原理的理解。在讲授时，突出重点，并注意难点的讲解，使学生深刻理解基本概念和基本原理。认真指导学生做好作业，采取习题课和课堂练习的方式，培养学生熟练掌握设计计算的基本功。2. 采用多媒体教学方式，加强理论联系实际，注意结合工程实例，结合多种教学手段，注意调动学生课堂学习的主动性，提高学生分析问题和解决问题的能力。3.利用Bb网络课程平台，建设网络在线课程，促进学生课后学习。主要教学环节质量要求如表所示。主要教学环节质量要求1备课（1）按课程大纲和进度计划要求组织课堂教

11、学；（2）编写备课教案，设计好每节课的教学内容，时间安排、教学方法和教学手段； （3）熟悉教材内容，搜集教学素材，课堂内容准备充分。2讲授讲解清楚，要点准确，条理清晰、重点突出；（2）采用多种教学方式（如启发式教学、案例分析教学、讨论式教学等）（3）注重和学生课堂互动，培养学生发现、分析和解决问题的能力。（4）定期检查学生学习掌握情况；（5）理论联系实际，增加工程实例说明讲解。3作业布置与批改有详细作业要求，作业布置量不少于5次；作业批改要有痕迹及日期；对每次作业进行课堂讲评。4成绩考核有下列情况之一者，总评成绩为不及格：（1）缺交作业次数达1/3以上者。（2）缺课次数达本学期总授课学时的1/3以上者。（3）总评成绩低于60分。六、课程考核（一）课程考核包括期末考试、平时及作业考核和实验（实践）考核等，期末考试采用闭卷方式。（二）课程总评成绩=平时成绩30 % +实验（实践）成绩 0 %+期末考试成绩 70 %。具体内容和比例如表所示。成绩组成考核/评价环节权重考核/评价细则对应的毕业要求指标点平时成绩过程性 30 % 1-4、2-1、3-1 实验（实践）成绩 % 期末考试成绩 终结性 70 % 1-4、2-1、3-1 七、有关说明（一）持续改进本课程根据学生作业、课堂讨论、现场参观学习环节、平时考核情况和学生、教学督导等的反馈，及时对教学中的不足之处进行改进，并在下一轮课程教学