工程结构教学大纲

1、PAGE PAGE - 9 -本科生课程大纲课程名称工程结构课程代码110103101321课程属性专业知识课时/学分80/5课程性质必修实践学时0责任教师 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、选修一、 课程介绍 1.课程描述：工程结构是工程管理专业进行学术专业能力培养的一门核心专业课程，它集理论与实践为一体，在结构力学、建筑材料、建筑制图等课程的基础上，围绕建筑结构的受力体系阐述各种结构构件的受力性能、计算原理和方法以及结构构造要求等内容。本课程主要讲述钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、地基基础、建筑结构抗震、高层建筑结构等内容。通过本门课的

2、学习，使学生在数学、力学的基础上，初步掌握建筑结构的设计原理和方法，为将来从事工程管理工作提供充分的结构工程知识背景。本课程的学习使学生具备简单的结构构件设计能力，使其能够解决工程管理中简单的结构问题；同时应了解工程结构的基本原理和方法，建立正确的结构概念，保证其充分理解结构设计意图，为其从事工程施工、造价、监理等工作提供良好的结构工程知识基础。2.设计思路： 本课程以钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构为主线，通过授课的方式，理论讲述钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、地基基础等相关设计计算与构造要求，使同学们掌握钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构等设计原理和设计方法，并通过课程设计实践性教学环节，

3、使学生初步具有运用这些理论知识正确进行混凝土结构设计和解决实际问题的能力。课程内容的选取基于学生具备一定的力学与数学基础。课程内容包括十个章节：建筑结构简述、建筑结构荷载与设计方法、钢筋混凝土结构、钢筋混凝土梁板结构、框架结构、砌体结构、钢结构、地基基础、高层建筑结构、建筑结构抗震。（1）建筑结构简述该部分为整个课程的前言部分，主要讲授建筑结构的一般概念、各类型结构的概念及优缺点等内容。（2）建筑结构荷载与设计方法： 该部分讲授建筑结构的功能要求和极限状态以及极限状态设计方法等内容。（3）钢筋混凝土结构： 钢筋混凝土结构是该课程的重点讲述内容，涉及内容较多，该部分主要讲授混凝土与钢筋的力学性能

4、、混凝土构件承载力计算、混凝土构件变形验算。以受弯构件承载力计算与受压构件承载力计算为主要讲授内容，重点讲述受弯构件正截面受弯的受力全过程分析、正截面受弯承载力计算原理、受弯构件正截面受弯承载力计算（包括单筋矩形截面、双筋矩形截面以及T形截面）、受弯构件斜截面受剪承载力计算、轴心受压构件正截面受压承载力计算、偏心受压构件正截面受压承载力计算等内容。基于此，简要讲授混凝土与钢筋的力学性能、轴心受拉构件正截面承载力计算、偏心受拉构件正截面承载力计算、偏心受拉构件斜截面承载力计算、受扭构件承载力计算以及受弯构件变形验算。在讲授构件承载力计算与变形验算的同时，讲述构件的构造要求与基本概念。（4）钢筋混

5、凝土梁板结构： 主要讲授连续梁、板按弹性理论的内力计算，连续梁、板按塑性理论的内力计算，为工程结构课程设计奠定基础。在讲授内力计算方法的过程，简要讲授单向板与双向板的定义，楼盖的结构类型，现浇单向板肋梁楼盖结构平面布置、计算模型及计算荷载等内容。（5）框架结构：该部分讲授内容较少，主要讲授框架结构概述、框架结构内力计算方法等内容。（6）砌体结构：砌体结构讲授以下内容：块体、砂浆、砌体的物理力学性能；砌体结构设计方法；受压构件、局部受压、砌体的轴心受拉、受弯、受剪承载力计算、网状配筋砖砌体构件。（7）钢结构：钢结构简要介绍钢结构的特点及应用、材料力学性能等内容，重点讲授钢结构受弯构件、轴心受力构

6、件、拉弯与压弯构件的设计计算与构造要求。受弯构件设计包括受弯构件抗弯强度、受弯构件抗剪强度、受弯构件局部承压强度、受弯构件折算应力、受弯构件刚度、受弯构件整体稳定、受弯构件局部稳定等内容；轴心受力构件设计包括构件的强度和刚度、轴心受压构件的稳定、轴心受压柱的设计等内容；拉弯与压弯构件设计包括拉弯和压弯构件的强度和刚度、实腹式压弯构件的稳定、格构式压弯构件的稳定、实腹式压弯构件的设计等内容。在讲述基本受力构件设计计算的基础上，进而讲授钢结构的连接，如对接焊缝的计算、角焊缝的计算、普通螺栓受力特点和设计承载力、普通螺栓群连接的计算、高强度螺栓连接的计算等内容。（8）地基基础：地基基础包含浅基础设计

7、与深基础设计两部分内容。简要介绍桩基设计原则、单桩承载力计算以及桩基础设计，重点讲授浅基础的类型、基础埋置深度的选择、浅基础的地基承载力、基础底面尺寸的确定、扩展基础设计（无筋扩展基础设计及钢筋混凝土扩展基础）。（9）高层建筑结构：高层建筑结构以简要介绍高层建筑的定义及特点、高层建筑的受力特点、结构体系、结构布置、结构选型等内容为主。（10）建筑结构抗震：建筑结构抗震讲授抗震相关的基本概念，如地震类型与成因、地震波、地震动特性、地震震级与地震烈度、地震的破坏作用。此外，重点讲授地基土液化及其防治，主要讲授结构地震反应、结构动力计算简图及体系自由度、单自由度体系的弹性地震反应分析。3. 课程与其

8、他课程的关系先修课程：结构力学。本课程与结构力学密切相关，构成了工程结构系列课程群。结构力学主要讲述静定结构受力分析、超静定结构内力计算等内容，工程结构则是将力学知识应用于实际构件与结构设计中，只有在结构力学课程的基础上，工程结构的教学才能达到较好的效果。二、课程目标本课程的目标是培养工程管理专业学生的工程观点和工程设计能力，达到华盛顿公约规定的国际工程师认证的标准，培养符合国家经济发展需要的工程技术人才。（1）培养学生综合应用所学的数学、力学、材料学以及混凝土基本构件等方面的知识解决实际工程问题的能力；（2）通过本课程的讲授，可以使学生掌握钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构等设计原理和设计方法

9、；（3）通过课程设计实践性教学环节，使学生初步具有运用所学理论知识正确进行现浇单向板肋梁楼盖设计和解决实际问题的能力。三、学习要求工程结构是工程管理专业综合性较强的一门核心专业课，作为工程师，在校期间不仅要有扎实的理论基础和熟练的专业技能，而且要有一定的工程常识，做到技术上可行，经济上合理。要达到以上学习任务，学生必须： （1）按时上课、上课认真听讲、积极参与课堂讨论、及时完成课后作业。本课程将包含课后作业、课堂提问、小组讨论等课堂活动。 （2）保质保量地按时完成课后作业。根据班级人数，划分学习小组，通过课代表与学习小组组长监督，按时完成课后作业，只有在作业中才能够不断掌握所学习的内容。 （3

10、）在前期讲授理论知识的基础上，安排课程设计实践性教学环节，使学生运用所学理论知识进行现浇单向板肋梁楼盖设计，促进学生工程设计能力的提高。四、教学内容内容顺序主题计划课时主要内容概述1. 绪论建筑结构简介2建筑结构的一般概念；各类型结构的概念及优缺点；建筑结构的发展历史2. 建筑结构荷载与设计方法建筑结构荷载与结构的基本设计原则2荷载、作用、效应、抗力；建筑结构的功能要求和极限状态；极限状态设计方法3. 钢筋混凝土结构材料力学性能4混凝土强度、变形等力学性能及影响因素；钢筋的力学性能；钢筋与混凝土的粘结作用受弯构件正截面承载力计算10梁、板的一般构造；受弯构件正截面受弯的受力全过程；正截面受弯承

11、载力计算原理；单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算；双筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算；T形截面受弯构件正截面受弯承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态；简支梁斜截面受剪机理；斜截面受剪承载力计算公式；斜截面受剪承载力设计计算；保证斜截面受剪承载力的构造措施受压构件承载力计算8受压构件一般构造要求；轴心受压构件正截面受压承载力；偏心受压构件正截面受压破坏形态；偏心受压长柱的二阶弯矩；矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力基本计算公式；不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算方法；对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算方法；偏心受压构件

12、斜截面受剪承载力计算受拉构件承载力计算2轴心受拉构件正截面承载力计算；偏心受拉构件正截面承载力计算；偏心受拉构件斜截面承载力计算受扭构件扭曲截面承载力2纯扭构件简述；纯扭构件开裂扭矩计算；纯扭构件的扭曲截面承载力；弯剪扭构件的配筋要求受弯构件变形验算2短期、长期刚度计算；受弯构件变形计算；受弯构件裂缝宽度计算4. 钢筋混凝土梁板结构单向板肋梁楼盖设计4单向板与双向板的定义；楼盖的结构类型；现浇单向板肋梁楼盖结构平面布置、计算模型及计算荷载；连续梁、板按弹性理论的内力计算；连续梁、板按塑性理论的内力计算5. 框架结构框架结构内力计算方法2框架结构概述；框架结构内力计算方法6. 砌体结构砌体结构概

13、述及承载力计算8块体、砂浆、砌体的物理力学性能；砌体结构设计方法；受压构件、局部受压、砌体的轴心受拉、受弯、受剪承载力计算、网状配筋砖砌体构件7. 钢结构钢结构概述及材料力学性能分析2钢结构的特点及应用；钢结构结构形式及破坏形式；材料力学性能分析钢结构的连接4基本连接形式；焊接应力及焊接变形；对接焊缝的构造；对接焊缝的计算；角焊缝的构造；角焊缝的受力特点；角焊缝的计算；普通螺栓连接的构造；普通螺栓受力特点和设计承载力；普通螺栓群连接的计算；高强度螺栓连接的构造；高强度螺栓连接的计算受弯构件4受弯构件类型与截面形式；受弯构件主要破坏形式；受弯构件抗弯强度；受弯构件抗剪强度；受弯构件局部承压强度；

14、受弯构件折算应力；受弯构件刚度；受弯构件整体稳定；受弯构件局部稳定；受弯构件设计总结轴心受力构件4构件的应用和截面形式；构件的强度和刚度；轴心受压构件的稳定；轴心受压柱的设计拉弯与压弯构件2应用和截面形式；拉弯和压弯构件的强度和刚度；实腹式压弯构件的稳定；格构式压弯构件的稳定；实腹式压弯构件的设计8. 地基基础浅基础设计6浅基础的类型；基础埋置深度的选择；浅基础的地基承载力；基础底面尺寸的确定；扩展基础设计（无筋扩展基础设计及钢筋混凝土扩展基础）深基础设计2概述；桩基设计原则；桩的类型及施工工艺；单桩承载力；单桩的破坏形式；单桩竖向承载力的确定；桩基现场测试的传统方法；桩基础设计9. 高层建筑

15、结构高层建筑结构简述2高层建筑的定义；发展高层建筑的意义；高层建筑的特点；高层建筑的材料；高层建筑的受力特点、结构体系、结构布置、结构选型10. 建筑结构抗震结构抗震4地震类型与成因；地震波；地震动特性；地震震级与地震烈度；地震的破坏作用；水平地震荷载计算方法-各国规范；抗震设防的目的和要求；地基土液化及其防治；地震作用；结构地震反应；结构动力计算简图及体系自由度；单自由度体系的弹性地震反应分析；地震反应谱；底部剪力法五、参考教材与主要参考书1、参考教材建筑结构杨志勇 吴辉琴 武汉理工大学出版社 2012.72、主要参考书工程结构薛茹 郑州大学出版社2010-08建筑结构 黄音、兰定筠、孙继德 编 中国建筑工业出版社 2010-07-01建筑结构荷载规范GB500092012混凝土结构设计规范GB50010-2010钢结构设计规范GB50017-2003砌体结构设计规范GB 50003-2001建筑地基基础设计规范GB 50007-2002建筑抗震设计规范GB 50011-2010高层建筑混凝土结构技术规程JGJ