钢结构设计原理-教学大纲
《钢结构设计原理》讲义教案(83页WORD版)
《钢结构设计原理》讲义教案 钢结构的特点、设计方法和材料 一、钢结构的特点 （1）强度高，塑性和韧性好 强度高，适用于建造跨度大、承载重的结构。 塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然破坏。 韧性好，适宜在动力荷载下工作。 （2）重量轻 （3）材质均匀，和力学计算的假定比较符合 钢材内部组织比较均匀，接近各向同性，实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。 （4）钢结构制作简便，施工工期短 钢结构加工制作简便，连接简单，安装方便，施工周期短。 （5）钢结构密闭性较好 水密性和气密性较好，适宜建造密闭的板壳结构。 （6）钢结构耐腐蚀性差 容易腐蚀，处于较强腐蚀性介质内的建筑物不宜采用钢结构。 （7）钢材耐热但不耐火 温度在200℃以内时，钢材主要力学性能降低不多。温度超过200℃后，不仅强度逐步降低，还会发生兰脆和徐变现象。温度达600℃时，钢材进入塑性状态不能继续承载。 （8）在低温和其他条件下，可能发生脆性断裂。 二、钢结构的设计方法和设计表达式 《钢结构设计规范》除疲劳计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。 1．极限状态 当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态就称为该功能的极限状态。 （1)承载能力极限状态 包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动体系和结构倾覆。 （2)正常使用极限状态 包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形，影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括混凝土裂缝）。 以结构构件的荷载效应S和抗力R这两个随机变量来表达结构的功能函数，则 Z＝g(R，S)＝R-S (1) 在实际工程中，可能出现下列三种情况： Z＞0 结构处于可靠状态； Z＝0 结构达到临界状态，即极限状态； Z＜0 结构处于失效状态。 按照概率极限状态设计方法，结构的可靠度定义为：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。这里所说“完成预定功能”就是对于规定的某种功能来说结构不失效(Z≥0)。这样结构的失效概率fp表示为 )0(ZPpf (2)
钢结构课程设计大纲
钢结构课程设计大纲一、教学目标本课程的目标是让学生掌握钢结构的基本概念、特点和设计方法，能够运用钢结构的知识解决实际工程问题。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解钢结构的定义、分类和特点；（2）掌握钢结构的受力分析、内力计算和变形计算；（3）熟悉钢结构的连接方式、施工技术和质量控制。
2.技能目标：（1）能够运用钢结构的基本理论进行简单的结构设计和计算；（2）具备分析钢结构工程问题、提出解决方案的能力；（3）学会使用钢结构设计和施工相关软件。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对钢结构的兴趣和热情，提高学习的积极性；（2）培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德；（3）培养学生关注社会、关注工程安全、关注环保的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.钢结构基本概念：钢结构的定义、分类和特点；2.钢结构受力分析：轴心受力构件、受弯构件、受剪构件、组合受力构件；3.钢结构内力计算：强度计算、稳定性计算、刚度计算；4.钢结构连接方式：焊接连接、螺栓连接、铆接连接；5.钢结构施工技术：施工准备、构件制作、构件运输、现场安装；6.钢结构质量控制：质量检查、质量验收、质量问题处理。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学，包括：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握钢结构的基本概念和理论知识；2.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生了解钢结构的施工技术和质量控制；3.实验法：通过实验操作，使学生掌握钢结构的连接方式和施工技术；4.讨论法：通过分组讨论，培养学生分析问题、解决问题的能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威的钢结构教材，为学生提供系统的理论知识；2.参考书：提供相关的钢结构设计规范和施工标准，方便学生查阅；3.多媒体资料：制作精美的课件，形象生动地展示钢结构的特点和施工技术；4.实验设备：准备充足的实验设备，保证学生能够亲自动手操作，掌握钢结构的施工技术。
12钢结构教学大纲
《钢结构》教学大纲课程名称：钢结构原理与设计英文名称：Design Philosophy of Steel Structures总学时：32学时总学分：2适用对象：土木工程专业先修课程：建筑材料、理论力学、材料力学、结构力学一、课程性质、目的与任务本课程是土木工程专业的一门专业课，属必修课程。
钢结构是一门综合性很强的专业课，本课程主要是建立在建筑材料、理论力学、材料力学、结构力学及工程实践知识的基础上按材料划分出来的一门学科。
本课程主要讨论钢结构的工作性能、连接设计、各类构件的设计原理和方法。
通过对本课程的学习，具备钢结构的基本知识，掌握正确的设计原理和方法，能够对常见构件、结构进行设计。
二、教学要求和内容基本要求：1、通过本章学习，要求对钢结构的特点、应用范围、发展概况及钢结构的组成等有一个全面认识，明确钢结构是工程结构的重要发展方向。
2、掌握钢材的性能，钢材在复杂应力下的工作，钢材的脆断与防止，以及钢材的种类、牌号、标准、常用规格等。
3、了解钢结构的设计方法的发展，掌握钢结构和连接的强度设计值。
了解钢结构疲劳及影响钢材疲劳的主要因素、疲劳计算的方法；4、掌握钢结构的连接方法、连接计算、焊接残余应力和残余变形的形成、影响及措施。
5、了解梁的应用和型式，掌握梁的强度、挠度、整体稳定、局部稳定等计算，掌握型钢梁、组合梁及加劲肋的设计，了解梁的拼接、连接及塑性设计等。
6、掌握轴心受力构件及拉弯构件和压弯构件的强度、刚度计算，轴心受压构件的整体稳定计算、局部稳定计算，受压构件的截面设计和构造要求，了解实腹式压弯构件在平面内、平面外的稳定计算，实腹式压弯构件的局部稳定计算，压弯构件的计算长度，实腹式压弯构件的截面设计和构造要求，格构式压弯构件的计算梁与，柱的连接及柱脚设计等。
7、了解屋盖结构的布置和体系，掌握桁架的荷载和杆件内力计算、杆件的截面选择、节点设计、绘制施工图等。
基本内容：第一章绪论教学内容：钢结构的特点和应用；钢结构的发展；钢结构的课程的主要内容、特点和学习方法第二章钢结构的材料教学内容：钢结构对钢材性能的要求；钢材的性能；钢材的破坏形式——塑性破坏和脆性破坏；影响钢材性能和脆性破坏的因素；钢和钢材的种类及选用教学重点：钢材的性能及影响钢材性能的主要因素；钢材在复杂应力下的工作，疲劳计算，钢材的种类、牌号、标准、常用规格等。
一级建造师钢结构教学大纲
一级建造师钢结构教学大纲一级建造师钢结构教学大纲随着城市化的快速发展，钢结构建筑在现代建筑领域中扮演着越来越重要的角色。
作为一级建造师，掌握钢结构的相关知识和技能对于提高建筑工程质量和安全性至关重要。
因此，一级建造师钢结构教学大纲的制定具有重要的意义。
一、钢结构基础知识钢结构基础知识是学习钢结构的基础，包括钢结构的定义、分类、特点以及与其他结构形式的比较等。
学生应该了解钢结构的优势和不足，以及在不同情况下选择钢结构的合理性。
二、钢结构设计原理钢结构设计原理是学习钢结构设计的核心内容。
学生应该掌握钢结构的力学性能，了解钢材的力学特性和受力分析方法，熟悉常用的钢结构设计规范和标准。
此外，学生还应该了解钢结构在不同荷载条件下的设计原则和方法。
三、钢结构施工技术钢结构施工技术是学习钢结构施工的重要内容。
学生应该了解钢结构施工的基本流程和方法，包括钢材的加工、连接和安装等。
此外，学生还应该了解钢结构施工中常见的问题和解决方法，以及安全施工的要求和措施。
四、钢结构质量控制钢结构质量控制是学习钢结构建设质量管理的关键内容。
学生应该了解钢结构质量控制的基本原则和方法，包括材料的检验、焊接质量的控制、连接件的检验等。
此外，学生还应该了解钢结构质量控制中常见问题的处理方法和质量验收的标准。
五、钢结构安全管理钢结构安全管理是学习钢结构建设安全管理的重要内容。
学生应该了解钢结构施工中的安全风险和事故防范措施，掌握钢结构施工安全管理的基本要求和方法。
此外，学生还应该了解钢结构施工中常见的安全事故案例和应急处理措施。
六、钢结构维护与检测钢结构维护与检测是学习钢结构维护管理的重要内容。
学生应该了解钢结构维护的基本原则和方法，包括防腐、除锈、补强等。
此外，学生还应该了解钢结构检测的方法和标准，以及常见的钢结构损伤和病害的识别和处理方法。
七、钢结构案例分析钢结构案例分析是学习钢结构设计和施工的重要方法。
学生应该学习和分析一些典型的钢结构案例，包括大跨度钢结构、高层钢结构、特殊形式钢结构等。
钢结构设计 教学大纲
课程编号：041202 总学分：2钢结构设计（Design of Steel Structures）课程性质：必修、专业方向课适用专业：土木工程学时分配：课程总学时：32学时，其中：理论课：31学时，教学案例课：1学时。
先行、后续课程情况：先行课：理论力学，材料力学，结构力学，钢结构基本原理。
后续课：钢结构课程设计，钢结构毕业设计。
教材：王燕李军刁延松主编. 《钢结构设计》. 中国建筑工业出版社，2009参考书目： 1. 陈绍蕃主编. 钢结构下册房屋建筑钢结构设计，中国建筑工业出版社，20082. 沈祖炎主编. 《房屋钢结构设计》. 中国建筑工业出版社，20083.王燕主编. 《轻钢结构》. 冶金工业出版社，1997一、课程的目的和任务：本课程属土木工程专业建筑工程方向必修的专业技术课程，是一门实践性很强，与现行的规范、规程等密切相关的专业课程。
本课程的先修课程为工程力学、钢结构基本原理。
本课程的目的和任务是通过课程的学习，使学生在掌握钢结构学科基本理论和基本知识的前提下，为毕业设计以及毕业后在钢结构学科领域继续深造或从事设计等工作提供坚实的基础。
二、课程基本要求：该课程以轻型门式刚架结构、重型厂房结构和多高层房屋结构的设计知识为载体，培养学生建筑钢结构设计的思维方式和方法，从而达到强化学生的设计能力、工程实践能力以及具有一定的创新能力之目的。
使学生在掌握钢结构基本原理的基础上，学习工业和民用建筑中常用钢结构房屋的特点、基本设计方法、计算简图与内力分析、并能按有关专业规范或规程进行钢结构的整体设计、截面验算和构造处理。
学生通过本课程的学习，除对钢结构的性能有进一步了解，并掌握几类典型建筑结构的设计方法外，还应从中领会结构设计的一般要求。
三、课程教学内容第1讲：绪论（1学时）教学要求：通过绪论的讲解使学生了解本门课程的学习任务和目的，达到调动学生对本门课程的学习兴趣和积极性的课堂教学目标。
重点难点：学生通过本堂课程应掌握钢结构材料的选用、焊接材料的选用、受弯构件的容许挠度值、吊车工作等级与工作制级别的对应关系、钢框架结构的水平位移限制、受压构件的容许长细比、受压构件的容许长细比等相关知识。
《钢结构设计原理》课程教案
** 《钢结构设计原理》教案 **
2003-2004 学年第二学期
课程名称：钢结构设计原理
课程编号：
任课教师：
任课班级：土木工程 03 级
制定日期： 2005年6 月22日
课程的性质、任务
《钢结构设计原理》是高等工科院校 "土木工程专业"的一门重要专业基础课，主要研究土木建筑钢结构材料和结构构件工作性能及其设计计算原理和方法。
通过本课程的学习学生应系统地学习掌握钢结构的基本理论、基本知识，钢结构构件和连接设计的基本方法，为后续课程的学习和今后从事较复杂的钢结构设计、施工和钢结构的研究奠定必要的基础。
课程的基本要求
1、了解“钢结构”的应用和发展概况以及今后的研究方向；掌握钢结构的特点和合理的应用范围；
2、理解“钢结构”的设计方法；
3、掌握建筑钢结构用钢的主要性能及其主要影响因素，能正确地选择钢材；
4、了解杆件和板件稳定的基本理论，理解影响稳定性的主要因素及提高稳定性的措施；
5、掌握各种连接（焊接、螺栓连接）和各类构件（梁、柱和屋架）的工作性能、破坏特征及其设计的基本方法；
6、掌握构件间的连接方法、力的传递方式和过程以及构造原则；
7、理解《钢结构设计规范》条文规定，并能够正确应用。
主要参考书：
1、《钢结构》魏明钟主编武汉理工大学出版社
2、《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
3、《钢结构》上册钢结构基础陈绍蕃顾强主编中国建筑工业出版社
4、《钢结构设计规范》（BG50017－2003）
课程名称：钢结构设计原理适用专业：土木工程（本科）日期：星期：节：。
《钢结构原理》课程教学大纲
教学目的：了解钢结构的连接方法以及各种连接方法的优缺点；熟悉焊接残余应力和焊 接残余变形的形成及对构件性能的影响；掌握焊缝和螺栓连接的构造要求、对接焊缝连接的 计算、角焊缝和螺栓连接（普通螺栓连接和高强度螺栓连接）在各种受力状态下的应力状况 和计算方法。
教学要求： 了解：钢结构常用的连接方法、特点及其适用范围；了解对接焊缝的工作性能；了解焊 接应力、焊接变形的形成原因和对结构工作性能的影响。 理解：了解直角角焊缝构造要求、工作性能，掌握直角角焊缝在各种受力情况下的计算 方法；理解普通螺栓连接的抗剪、抗拉工作性能，可能的破坏形式；理解高强螺栓连接的抗 拉、抗剪工作性能。
【课程性质】专业方向课 【适用专业】土木工程 【教学目标】
通过本课程的学习，学生较全面地了解钢结构的特点及应用，钢结构材料的基本性能， 掌握钢结构基本构件（轴心受力构件、受弯构件及拉弯压弯构件）及其连接方法（螺栓连接、 焊缝连接）的设计计算方法，熟悉基本构件的构造设计。
【先修课程要求】
《材料力学》、《结构力学》、《高等数学》等课程。
第二部分 钢结构的材料 【教学目的和要求】
教学目的：通过对钢材机械性能、影响钢材性能的因素、钢的种类、牌号和钢材的选用 以及常用钢材规格等知识的讲解，让学生了解钢结构所用的基本材料——钢材。
教学要求： 了解：钢材建筑用钢的基本要求。钢材的基本性能及影响性能的因素；通过钢材冲击韧 性试验了解钢材的动力性能，并验算钢材疲劳。 理解：理解两种破坏对钢材正确使用和设计的意义。 掌握：钢材在不同条件下可能产生的两种破坏形式；通过钢材的一次单向拉伸试验、冷 弯试验，掌握钢材在正常使用情况下的静力机械性能；掌握钢材表示方法。 应用：通过对钢材性能及影响因素的学习，结合建筑用钢的基本要求正确选用钢材。 【内容提要】 第一节：建筑结构用钢的基本要求
《钢结构课程设计》教学大纲(正式版)
《钢结构课程设计》教学大纲课程英文名称: Steel Structure Design Course课程编码：课程要求：必修课课程类别：专业课适用专业：土木工程、港口航道及海岸工程学时数：一周学分：教学大纲说明(一) 课程的性质、教学目的与任务《钢结构》是土木工程专业的重要专业课，为了加强学生对基本理论的理解和《钢结构》设计规范条文的应用，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，必须在讲完有关课程内容后，安排1周的课程设计，以提高学生的综合运用能力。
课程设计又是知识深化、拓宽的重要过程，也是对学生综合素质与工程实践能力的全面锻炼，是实现本科培养目标的重要阶段。
通过课程设计，着重培养学生综合分析和解决问题的能力以及严谨、扎实的工作作风。
为学生将来走上工作岗位，顺利完成设计任务奠定基础。
课程设计的任务是，通过进一步的设计训练，使学生熟悉钢结构基本构件的设计和构造设计的基本原理和方法，具备一般钢结构设计的基本技能；能够根据不同情况，合理地选择结构、构造方案，熟练地进行结构设计计算，并学会利用各种设计资料。
（二）课程教学的基本要求课程设计是综合性很强的专业训练过程，对学生综合素质的提高起着重要的作用。
基本要求如下：1、时间要求。
一般不少于1周；2、任务要求。
在教师指导下，独立完成一项给定的设计任务，编写出符合要求的设计说明（计算）书，并绘制必要的施工图。
3、知识和能力要求。
在课程设计工作中，能综合应用各学科的理论知识与技能，去分析和解决工程实际问题，使理论深化，知识拓宽，专业技能得到进一步延伸。
通过设计，使学生学会依据设计任务进行资料收集、和整理，能正确运用工具书，掌握钢结构设计程序、方法和技术规范，提高工程设计计算、理论分析、技术文件编写的能力，提高计算机的应用能力。
（三）本课程与相关课程的关系本课程设计是建立在《建筑材料》、《材料力学》、《结构力学》、《房屋建筑学》及认识实习、生产实习基础上的一门相对独立的专业课程设计，该课程设计还是土木工程专业毕业设计必须具备的先修课。
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《钢结构设计原理》课程教学大纲
Design Principles of Steel Structure
一、课程基本信息
1、课程类别：专业基础课
2、课程学时：总学时54
3、学 分：2
4、适用专业：土木工程
5、考核方式：考试
6、大纲执笔：(土木工程教研室伍宜胜)
7、制定(修订)时间：2011年6月
二、课程教学目的
《钢结构基本原理》为土木工程专业本科学生的必修课，属于专业基础课。
钢结构是当代土木工程的基本结构形式之一。设置本课程的目的，是使学生全面掌握钢
结构材料、构件和连接的基础知识，理解钢结构分析的基本原理，为进一步学习各类钢结构
与金属结构的设计、制作和建造提供基础。
三、课程教学的基本要求
1．了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景。
2．掌握钢结构材料的力学性能与选用；
3．了解钢结构的典型破坏模式、产生原因和力学分析的基本方法；
4．掌握钢结构基本构件及连接的性能、受力分析与设计计算；
5．了解钢结构体系的组成原理和典型结构形式的设计要点；
四、课程主要内容和学时分配
主要内容：
第一章 绪论
1. 钢结构的特点和目前钢结构的应用领域。
2. 钢结构的设计方法。
3. 钢结构发展过程中存在的问题和最新发展动态。
第二章 钢结构的材料
1. 钢结构所用钢材的要求。
2. 钢材的塑性破坏和脆性破坏两种破坏形式。
3. 钢材的主要性能、影响钢材性能的主要因素。
2
4. 复杂应力状态下钢材的屈服条件。
5. 钢材的种类和钢材的规格。
第三章 钢结构的连接
1. 钢结构的连接方法以及各种连接方法的特点。
2. 焊缝的形式以及不同形式焊缝连接的构造要求和计算方法。
3. 焊接残余应力和残余变形产生的原因以及减少焊接残余应力和残
余变形的措施。
4. 螺栓连接的构造要求、工作性能和计算方法。
第四章 轴心受力构件
1. 轴心受力构件的强度计算。
2. 轴心受压构件的屈曲形式、整体稳定的概念以及整体稳定的计算。
3. 轴心受压构件的局部稳定的概念以及局部稳定的计算。
4. 实腹式和格构式轴心受力构件的截面设计。
5. 轴心受力构件典型柱头和柱脚的设计。
第五章 受弯构件
1. 受弯构件强度和刚度的计算。
2. 梁的整体稳定的概念、影响梁的整体稳定的因素以及整体稳定的计算。
3. 梁的局部稳定的概念、局部稳定的验算以及加劲肋的设计。
4. 腹板屈曲后强度的概念以及考虑屈曲后强度梁的承载力计算。
5. 型钢梁和组合梁的设计。
第六章 拉弯和压弯构件
1. 拉弯和压弯构件的强度计算。
2. 压弯构件整体稳定、局部稳定的概念以及整体稳定、局部稳定的计算。
3. 实腹式、格构式压弯构件的设计。
4. 框架梁、柱的典型连接以及偏心受压柱典型柱脚的设计。
学时分配：
内容 学时
第一章 绪论 3
第二章 钢结构的材料 7
第三章 钢结构的连接 12
第四章 轴心受力构件 11
第五章 受弯构件 11
第六章 拉弯和压弯构件 8
复习 2
合计 54
五、课程各教学环节要求
除课堂讲授以外的各教学环节主要包括：实验、作业、课程设计、课外教学、考核等。
主要写明各教学环节的基本要求。
六、本课程与其它课程的联系
本课程的先修课有理论力学、材料力学、结构力学等，本课程在教学内容及教学环节上
是工程力学的实际应用，是结构设计中的一项重要组成部分。
七、教材及教学参考书
教材：《钢结构原理与设计》，董军、曹平周，高校土木工程专业规划教材，中国建筑工
业出版社，2008。
参考书：《钢结构设计规范》，GB50017-2003，中华人民共和国建设部；
《钢结构》，魏明钟主编，武汉理工大学出版社，2002。
执笔人：伍宜胜 审核人： 系部教学主任：