武汉理工大学：钢结构设计原理 教学大纲由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“钢结构设计原理课程”。
钢结构设计原理教学大纲
课程编号：
课程名称：钢结构设计原理/ Design Principle of Steel Structure
学时/学分：40/2
先修课程：《理论力学》 《材料力学》 《结构力学》
适用专业：土木工程 结构工程（工程力学）
开课学院（部）、系(教研室)：土木工程与建筑学院土木系 交通学院结构工程系
一、课程的性质与任务
本课程是土木工程专业的一门专业基础课。
本课程主要讲述钢结构的材料特性、钢结构的连接、钢结构基本构件的受力性能及其设计原理，其目的是使学生认识钢结构的特点、受力性能，掌握钢结构基本构件和连接的设计方法，为进行较复杂钢结构的设计和研究打下基础。
二、课程的教学内容、基本要求及学时分配
（一）教学内容
1、概述
钢结构的特点、应用范围和发展状态。
钢结构的组成结构形式：跨越结构，高耸结构。
钢结构的极限状态和概率极限状态法：极限状态，概率极限状态法，设计表达式。
2、钢结构的材料
钢结构对钢材的要求。
钢材的主要性能及其鉴定：单向拉伸性能，冷弯性能，冲击韧性，可焊性。
影响钢材性能的因素：化学成分，成材过程，冷加工硬化，温度，应力集中。
钢材的破坏形式：塑性破坏，脆性破坏。
钢材的疲劳：疲劳断裂的概念，疲劳曲线，疲劳验算方法。
建筑钢材的类别及钢材的选用：建筑钢材的类别及表示方法；钢材的选用原则；型钢的种类与规格。
3、构件的截面承载能力—强度
轴心受力构件：轴心受力构件的应用与截面形式；强度计算。
梁的类型和强度：梁的类型；梁的弯曲、剪切强度，梁的局部压应力和组合应力；梁的内力重分布和塑性设计。
拉弯和压弯构件：拉弯和压弯构件的应用与截面形式；强度计算。
4、单个构件的承载力—稳定性
稳定问题的一般特点：失稳类别，一阶和二阶分析，稳定极限承载力。
轴心受压构件的整体稳定性：纵向残余应力、构件初弯曲、荷载初偏心、杆端约束的影响；整体稳定计算（弯曲屈曲）；扭转屈曲和弯扭屈曲。
受弯构件（梁）的整体稳定性：梁的整体失稳现象、临界荷载；整体稳定系数；整体稳定性的保证。
压弯构件的整体稳定性：弯矩作用平面内的稳定性；弯矩作用平面外的稳定性。
板件的稳定和屈曲后强度的利用：轴心受压构件的板件稳定；受弯构件的板件稳定；压弯构件的板件稳定；板件屈曲后的强度利用。
5、整体结构中的压杆和压弯构件
桁架中压杆的计算长度：弦杆和单系腹杆、变内力杆件、交叉腹杆的计算长度。
框架稳定和框架柱的计算长度：框架的稳定问题；框架平面内柱的计算长度；框架平面外柱的计算长度。
6、钢结构的正常使用极限状态
结构或构件的正常使用极限状态：拉杆、压杆的刚度要求；梁和桁架的变形限制；钢框架的变形限制；振动的限制。
7、钢结构的连接和节点构造
钢结构对连接的要求及连接方法：焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接。
焊缝连接的特性：焊接方法、焊缝缺陷；焊缝连接型式与焊缝型式；焊缝代号。
对接焊缝的构造和计算：构造要求；计算方法。
角焊缝的构造和计算：角焊缝的构造和强度；计算的基本公式；常用连接方式的角焊缝计算。
普通螺栓连接的构造和计算：螺栓的排列和构造要求；受剪、受拉时的工作性能；螺栓群的计算。
高强度螺栓连接的性能和计算：连接的性能；抗剪连接计算；抗拉连接计算；同时承受剪力和拉力的连接计算。
8、钢结构的脆性断裂和疲劳
钢结构脆性断裂及其防止：脆性断裂的分类及产生原因，防止措施。
钢结构抗疲劳设计：应力幅准则；改善结构疲劳性能的措施。
（二）基本要求
1、概述
了解钢结构的特点和应用。理解钢结构的极限状态、概率极限状态法的基本原理，掌握用分项系数的设计表达式进行计算的方法。
2、钢结构的材料
认识钢材的破坏形式、钢材的主要性能和影响钢材性能的因素。熟悉建筑钢材的类别及钢材的选用。
3、构件的截面承载能力—强度
了解各类构件的应用和截面形式。认识各类构件截面的受力状态、应力分布特点，理解和掌握各类构件的强度计算准则和方法。
4、单个构件的承载力—稳定性
认识各类构件的整体失稳形式及影响稳定性的主要因素，理解和掌握各类构件的整体稳定计算方法。认识构件各组成板件的屈曲问题，理解各类构件的局部稳定条件，并能正确进行验算。了解板件的屈曲后强度的利用。
5、整体结构中的压杆和压弯构件
了解影响杆件屈曲的主要因素，能正确、合理地确定桁架杆件、框架柱的计算长度。
6、钢结构的正常使用极限状态
了解正常使用极限状态的主要内容。掌握各类构件的刚度验算方法。
7、钢结构的连接和节点构造
了解钢结构的连接方法及特点。熟悉焊缝连接、螺栓连接的基本构造要求，认识焊缝连接、螺栓连接的工作性能，理解和掌握焊缝连接、螺栓连接在各种受力状态下的强度计算条件。
8、钢结构的脆性断裂和疲劳
了解钢结构脆性破坏的原因及防止方法。了解影响钢结构疲劳性能的主要因素及改善疲劳性能的措施，掌握疲劳设计的应力幅准则和方法。
（三）学时分配
本课程的理论教学时数为40学时，学时分配如下表：
（四）课程内容的重点、难点
1、钢结构的材料
重点：钢材的主要性能及各种因素的影响；钢材的脆性破坏，钢材的疲劳。
难点：疲劳曲线、疲劳设计的应力幅准则。
2、构件的截面承载能力—强度
重点：轴心受力构件、受弯构件、拉弯压弯构件的强度计算。
难点：梁在不同工作阶段的正应力分布；压弯构件截面的受力状态、强度计算准则。
3、单个构件的承载力—稳定性
重点：构件的失稳形式，整体稳定的计算方法；局部屈曲的基本概念，构件的局部稳定条件。
难点：初始缺陷对轴心受压构件稳定承载能力的影响，轴心受压构件的整体稳定极限承载力、整体稳定系数；梁的临界弯矩、整体稳定系数；压弯构件的面内、面外稳定计算；不同应力状态下板件的屈曲现象、临界应力。
4、钢结构的连接
重点：焊缝连接、普通螺栓连接、高强度螺栓连接的构造和计算。
难点：角焊缝计算的基本公式，角焊缝连接的计算；普通螺栓连接的工作性能、承载力设计值，螺栓群的计算；摩擦型高强度螺栓、承压型高强度螺栓连接的受力特征，承载力设计值，螺栓群的计算。
三、课程改革与特色
1、开设一周的钢结构实验课，促进课程的理论教学，培养学生的实践能力、创新能力。
2、本门课程逐步实现多媒体教学、双语教学。
四、推荐教材及参考书
1、推荐教材：
（1）《钢结构》（上册，钢结构基础），主编：陈绍蕃，出版社：中国建筑工业出版社，出版或修订时间：2003年2月
（2）《钢结构基本原理》（第二版），主编：沈祖炎，陈扬骥，陈以一，出版社：中国建筑工业出版社，出版或修订时间：2005年2月
2、参考书：
（1）《钢结构—原理与设计》，主编：夏志斌、姚谏，出版社：中国建筑工业出版社，出版或修订时间：2004年7月
（2）《钢结构疑难释义》（第三版），主编：刘声扬，出版社：中国建筑工业出版社，出版或修订时间：2004年9月
（3）《钢结构复习与习题》，主编：何敏娟，出版社：同济大学出版社，出版或修订时间：2002年10月
（4）《钢结构设计规范》（GB50017-2003），出版社：中国计划出版社，出版或修订时间：2003年10月
（5）《钢结构稳定设计指南》（第二版），主编：陈绍蕃，出版社：中国建筑工业出版社，出版或修订时间：2004年4月
（6）《Applied Structural Steel Design》(Fourth Edition)，主编：Leonard Spiegel，出版社：清华大学出版社，(国外大学优秀教材—土木工程系列)（影印版），出版或修订时间：2005年1月
（7）《Structural Steel Design: LRFD Method》(Third Edition)，主编：Jack C.McCormac，出版社：Pearson Education China Limited，出版或修订时间：2003年
执 笔：万红霞
审 阅：王小平 日 期：2006.9
审 定：张季如 日 期：2006.9
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