《工程荷载与结构设计原则》课程教学大纲

《工程荷载与结构设计原则》教学大纲课程编号：16220008英文名称：EngineeringLoadsandStructuralDesignPrinciples学分：2.0学时：总学时32学时，其中理论32学时，实践0学时先修课程：高等数学(B1、B2)、概率统计、土木工程概论、土木工程材料、课程类别：专业主干课程授课对象：土木工程专业学生教学单位：土木工程学院修读学期：第4学期一、课程描述和目标本课程属于专业主干课程，为后续结构设计相关专业课程学习提供必不可少的基础知识储备。荷载是工程结构设计的重要方面，也是着手工程设计需要解决的重要问题；概率可靠度方法是各类工程结构设计的理论基础。本课程主要讲授工程结构各类荷载的基本概念及其计算方法、结构可靠度设计原理及现行规范中满足可靠度要求的结构设计方法。本课程拟达到的课程目标：课程目标1：掌握工程结构设计时需考虑的各种主要荷载，包括荷载产生的主要背景、特点及荷载的计算方法，并能够针对具体工程结构采用相应的数学模型分析其主要荷载作用及其效应，进一步为结构方案比较和优化提供支撑。课程目标2：掌握结构设计主要概念、结构可靠度原理和现行工程结构相关标准、规范及规程中满足可靠度要求的结构设计方法，并能够考虑土木工程设计基准期和各种影响因素，运用可靠度原理，开展满足可靠度目标要求的具体结构构件设计。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重1-4能够将土木工程相关知识和数学模型方法，用于土木工程专业工程问题解决方案的比较与综合。课程目标10.73-1掌握土木工程设计全周期、全流程的基本设计方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。课程目标20.3三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1绪论基本要求：①理解荷载与作用的概念；②掌握作用的分类；③了解我国工程结构设计方法发展概况。重难点：①作用的分类。德育要求：①培养科学发展观。2课堂讲授课程目标1、22重力注：土的自重应力在《土力学》中讲授基本要求：①掌握结构自重、车辆荷载和吊车荷载的计算；②选择雪荷载、楼面活荷载的取值重难点：①依据规范，准确分析具体工程的重力荷载。德育要求：①培养工程师素养和匠人精神。5课堂讲授案例教学工程问题实操课程目标13侧压力注：土的侧向压力在《土力学》中讲授基本要求：①掌握静水压力和动水压力的计算方法；②理解冻胀原理，分析冻胀力及其工程影响；③自主学习波浪荷载和冰压力概念和计算流程。重难点：冻胀力分析及其工程影响评价。德育要求：①培养工程师素养和匠人精神1课堂讲授自主学习课程目标14风荷载基本要求：①理解基本风压和抗风计算的重要概念；②掌握顺风向结构风效应的计算方法；③了解风的基本知识及横风向风效应的计算。重难点：①顺风向结构风效应；②非标准风压的换算。德育要求：①培养工程师素养和匠人精神。5课堂讲授案例教学工程问题实操课程目标15地震作用基本要求：①掌握单质点、多质点体系地震作用计算方法；②熟悉工程结构抗震设防目标、标准及方法；③了解地震基本知识。重难点：①应用规范，开展工程结构地震作用分析与评价；②理解并应用地震影响系数反应谱。德育要求：①培养工程师素养和匠人精神。6课堂讲授案例教学工程问题实操课程目标16其他作用基本要求：①熟悉温度作用、变形作用及浮力作用的计算方法；②理解各种特殊荷载与作用产生的条件和对结构的影响；重难点：①依据工程实际，具体分析各类特殊荷载与作用。德育要求：①培养工程师素养和匠人精神。3课堂讲授案例教学自主学习课程目标17荷载的统计分析基本要求：①掌握荷载代表值的定义与计算方法；②理解荷载效应组合原则；③了解常遇荷载的概率模型及统计特征重难点：①理解荷载效应组合原则；德育要求：①培养工程师素养和匠人精神。2课堂讲授自主学习课程目标1、28结构构件抗力的统计分析基本要求：①掌握材料强度标准值和设计值的取值方法；②熟悉结构构件抗力不确定性影响因素；③了解结构构件抗力统计特征。重难点：①结构构件抗力不确定性分析。德育要求：①培养工程师素养和匠人精神。2课堂讲授案例教学自主学习课程目标1、29结构可靠度分析基本要求：①掌握结构可靠度的基本概念；②熟悉结构可靠度分析实用方法；③了解结构体系可靠度。重难点：①理解可靠度基本概念；②掌握结构可靠度分析流程。

德育要求：①培养工程师素养和匠人精神；②培养诚实忠诚品质。3课堂讲授案例教学自主学习课程目标210概率极限状态设计法基本要求：①理解结构设计目标；②掌握结构概率可靠度设计实用表达式的应用；③了解概率可靠度直接设计法。重难点：①应用结构概率可靠度设计实用表达式。德育要求：①理解中国梦；②培养工程师素养和匠人精神。3课堂讲授案例教学自主学习工程问题实操课程目标2合计32四、课程教学方法《工程荷载与结构设计原则》是一门专业主干课程，是结构设计的基础性课程。课程以课堂讲授为主，案例式教学、讨论式教学、自主学习相结合，采用课前测试、课内提问、课后作业、章节测试、专题研习、期末考试等全过程考核方式。以“学生为中心、持续改进”，通过作业反馈、章节测试反馈、期中座谈，教师改进教学方式方法，为学习落后同学做辅导；学生改进学习态度和方法，提升学习效果。“以产出为导向”，注重理论联系实际，工程案例贯穿整个教学过程，培养学生依据《建筑结构荷载规范》、《公路桥涵设计通用规范》等规范，考虑设计基准期和具体工程影响因素，运用可靠度原理，开展工程结构构件的荷载及效应分析，进一步比较、评价及优化方案的能力。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时作业、专题研习、课堂表现、章节测试、期末考试组成，均按百分制计分，其中期末考试成绩占60%、平时作业成绩占15%、章节测试成绩占10%、专题研习成绩占10%、课堂表现成绩占5%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）合计1平时作业123152章节测试73103专题研习7.52.5104课堂表现3.51.555期末考试451560课程目标对应分值7525100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。能够利用理论知识识别、分析及评价工程荷载及效应等相关专业问题。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能够较好利用理论知识识别、分析及评价工程荷载及效应等相关专业问题。按时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。能够利用理论知识对工程荷载及效应等相关专业问题做出一定的识别、分析及评价。补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。不能利用理论知识对工程荷载及效应等相关专业问题进行识别、分析及评价。不交，按零分计。2.课堂表现与评价标准课堂表现依据线上测试题目及相应评分标准进行打分（百分制）。3.章节测试与评价标准章节测试根据测试题目及相应评分标准进行打分（百分制）。4.专题研习考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分专题研习格式规范，符合研习报告写作要求；主题明确，符合《工程荷载与结构设计原则》课程教学内容，有明确的综合分析论点。参考文献充分、正文引用恰当，文献引文格式符合文献标准；无摘录摘抄痕迹，能恰当运用自己的语言组织素材，论点正确。格式符合研习报告写作要求；主题明确，符合《工程荷载与结构设计原则》课程教学内容，具较好的综合分析论点。参考文献充分、正文能够较好对文献进行引用，文献引文格式基本符合科技期刊论文文献标准；正文主题大部分运用自己的语言组织素材，论点正确。格式符合研习报告写作要求；主题基本明确，较符合《工程荷载与结构设计原则》课程教学内容，具较好的综合分析论点。参考文献有，文献引文格式基本符合科技期刊论文文献标准；正文有部分摘抄，论点分析较清晰。论文格式不符合研习报告要求，能反映部分《工程荷载与结构设计原则》课程主题内容，论文结构不完整，论点分析不清晰，参考文献少，正文没有引用，格式不完全符合科技论文文献标准。5.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对《工程荷载与结构设计原则》课程基本概念、设计原理、计算方法等的掌握、综合应用及解决多荷载效应分析与组合等复杂问题的能力，根据考试题目建立相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《工程结构荷载与可靠度设计原理》(第五版)，李国强主编，中国建筑工业出版社，2022年3月版。（二）参考资料1．《工程结构通用规范》，GB55001-2021,中国建筑工业出版社，2021年10月版；2.《建筑结构可靠性设计统一标准》，GB50068-2018，中国建筑工业出版社，2019年4月版；3.《工程结构可靠性设计统一标准》，GB50153-2008,中国建筑工业出版社，2009年5月版；4．《建筑结构荷载规范》，GB50009-2012，中国建筑工业出版社，2012年9月版；5.《建筑抗震设计规范》，GB50011-2010（2016版），中国建筑工业出版社，2016年10月版；6.《建筑地基基础设计规范》，GB50007-2011，中国