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土木-专业核心-钢结构设计原理

一、课程基本信息

开课单位

土木工程学院

课程代码

CE05035

课程名称

钢结构设计原理

英文名称

Design Theory of Steel Structures

课程性质

专业核心

学 分

3

总 学 时

48学时授课+8学时小班辅导

先修课程

理论力学、材料力学、结构力学

开课学期

第五学期

适应专业

土木工程

二、课程描述

中文:

本课程主要涉及钢结构材料、焊缝和螺栓连接设计方法与受弯构件、轴向受压构件和压弯、拉弯构件的基本理论和设计方法。通过课程学习,使学生掌握钢结构基本构件设计的特点和现行规范的背景,掌握钢结构构件设计的基本力学理论和基本知识,具有钢结构基本构件及连接的设计能力。最后,通过普通钢屋架课程设计,以达到理解大多设计规范所遵循的基本原理,从而掌握设计方法。

英文:

This is a basic course for majors of building engineering. The overall objective of the course is to provide students with the basic design theory and knowledge of the steel components and connections, let the students understand the character of design of steel components and connections and the background of the current design code, master the basic design method and principle of steel structure. The contents mainly include the constructional steel, weld and bolted connections, axially loaded members, flexural members, and the member subjected to combined axial and flexural loadings.

三、        课程内容

(一)课程教学目标

本课程主要涉及钢结构材料、焊缝和螺栓连接设计方法与受弯构件、轴向受压构件和压弯、拉弯构件的基本理论和设计方法,是土木工程专业建筑工程、道路工程、桥梁工程、岩土工程专业基础必修课。

通过课程学习,使学生掌握钢结构基本构件设计的特点和现行规范的背景,掌握钢结构构件设计的基本力学理论和基本知识,具有钢结构基本构件及连接的设计能力,会设计普通钢屋架,为学生进一步扩大知识面和适应将来工作岗位的需要奠定基础。

(二)基本教学内容

第一章(绪论

教学目的与要求:让学生对本课程有个基本了解

教学重点:钢材及钢结构的特点、钢结构设计方法

教学难点:以概率理论为基础的极限状态设计方法的理解与应用

教学内容:介绍钢结构的特点和应用,钢结构的设计方法和新发展。

学时分配:2次4学时

第二章 建筑结构用钢材

教学目的与要求:掌握建筑结构用钢材的性能特点、及钢材的选用

教学重点:建筑结构用钢材的性能指标、影响因素

教学难点:对影响钢材性能指标的力学原因的理解、对钢材疲劳特性的理解

教学内容:钢结构材料的主要性能、各种因素对钢材性能的影响以及钢材的疲劳和建筑结构用钢的种类、规格和选用。

学时分配:4次8学时

第三章 钢结构的连接

教学目的与要求:掌握钢结构的连接的构造设计及计算方法

教学重点:螺栓连接与焊接连接的构造特点、计算方法

教学难点:螺栓连接的计算公式的推导、角焊缝连接承载力计算公式的推导

教学内容:钢结构所采用的基本连接形式、对接焊缝的构造和计算、角焊缝的构造和计算、焊接残余应力和焊接变形、普通螺栓的构造和计算、高强度螺栓连接的构造和计算。

学时分配:5次10学时

第四章 钢结构受弯构件

教学目的与要求:掌握钢结构受弯构件的构造设计及计算方法

教学重点:受弯构件的截面构造特点、承载能力及刚度计算方法

教学难点:受弯构件整体稳定性的理解及整体稳定计算公式的推导、腹板加劲肋的布置和设计

教学内容:受弯构件的强度和刚度、梁的整体稳定和局部稳定理论、梁的设计以及腹板加劲肋的布置和设计等。

学时分配:4次8学时

第五章 钢结构轴心受力构件

教学目的与要求:掌握钢结构轴心受力构件的构造设计及计算方法

教学重点:轴心受力构件的构造特点、承载能力及刚度计算方法

教学难点:理想轴心受压构件整体稳定性的理解及稳定承载力计算公式的推导;实际轴心受压构件整体稳定系数的获得。

教学内容:轴心受力构件的应用和截面形式、轴心受力构件的强度和刚度、轴心受压构件的整体稳定和实际受压构件的整体稳定计算、轴心受压构件的局部稳定、实腹式轴心受压构件的截面设计以及格构式轴心受压构件的设计。

学时分配:5次10学时

第六章 拉弯与压弯构件

教学目的与要求:掌握钢结构拉弯与压弯构件的构造设计及计算方法

教学重点:拉弯与压弯构件的构造特点、承载能力计算方法

教学难点:压弯构件平面内与平面外整体稳定性的理解、计算公式的推导

教学内容:拉弯、压弯构件的应用和截面形式、拉弯和压弯构件的强度和平面内、平面外整体稳定计算。

学时分配:3次6学时

第七章 单层厂房钢结构

教学目的与要求:了解单层厂房钢结构的构成特点,掌握钢屋架的设计方法,为《钢屋架课程设计》做准备。

教学重点:单层厂房钢结构支撑系统的构成、钢屋架的设计方法

教学难点:单层厂房钢结构系统的传力原理与构造要求

教学内容:单层厂房钢结构的组成与布置,屋盖结构体系的构成,钢屋架的设计方法与设计过程。

学时分配:1次2学时

四、     考核方式

考试加平时成绩,其中:

期中考试占20%,平时作业及考勤 20%,课程实践20%,期末考试占40%。

五、     教材及参考书

教 材:《钢结构设计原理》,张耀春、周绪红主编,高教出版社

参考书:《钢结构基本原理》,沈祖炎、陈扬骥、陈以一编著,中国建筑工业出版社;

       钢结构》,夏志斌、姚柬编著,浙江大学出版社

六、授课手段

1)多媒体与黑板板书讲解相结合

2)小班辅导

3)课程实践:教师指导,学生独立完成

4)课程设计:教师指导,学生独立完成

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