钢结构设计原理
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spContent=钢结构是一种可实现预制装配式施工的绿色建筑,是我国当前大力发展的方向之一,具有广阔的应用前景。 来吧,让我们一起进入钢结构的殿堂,去领略钢结构的美!
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课程概述

“钢结构设计原理”课程一门是专业核心课,同时也是土木工程大纲中的必修课,适用于土木类相关专业。

 课程主要内容包括:钢结构的特点、分类和应用;钢结构材料;钢结构破坏形式;钢结构连接;轴心受力构件;受弯构件;拉(压)弯构件。

 团队成员从2000年开始讲授该门课程,已经有15年的授课经历。2009年“钢结构设计原理”获批苏州科技大学校级重点课程,经过近7年的建设,积累了丰富的教学资料,包括实物模型、三维模型库、PPT、试题库、工程实例视频等。


授课目标
本课程是土木工程专业及幕墙工程专业的主要专业课之一,属于专业基础课。学生通过本课程的学习,应掌握钢结构的基本计算理论及设计方面的基本理论,应能正确应用《钢结构设计规范》(GB50017-2003)进行钢结构基本构件的设计,并具有初步分析和解决一般结构实际工程技术问题的能力。
课程大纲

 

 

 

《钢结构设计原理A》课程教学大纲

 

一、基本信息

英文课名:Fundamentals of Steel Structure Design(A)

课程代码CE241430

课程类别:理论课(核心必修

      :48

      :3

适用专业土木工程、幕墙工程

 

二、教学目标与要求:  

本课程是土木工程专业及幕墙工程专业的主要专业课之一,属于专业基础课。学生通过本课程的学习,应掌握钢结构的基本计算理论及设计方面的基本理论,应能正确应用《钢结构设计规范》(GB50017-2003)进行钢结构基本构件的设计,并具有初步分析和解决一般结构实际工程技术问题的能力。

 

三、教学内容及学时数分配:

(一)教学内容

1. 概述

钢结构的特点和应用,钢结构的发展现状及合理应用范围,钢结构构件的分类,钢结构设计的基本方法。

本章的重点:根据优缺点对钢结构进行合理的应用;设计钢结构的基本方法。

本章的难点:钢结构两种极限状态的区分方法,承载力极限状态设计表达式的含义。

2. 钢结构的材料

钢材在单向均匀受拉时的应力-应变关系,钢结构用钢的几项重要性能指标,钢材在单轴反复应力作用下的工作性能。钢材在复杂应力作用下的工作性能,疲劳破坏,影响钢材性能的主要因素,钢结构用钢材的种类和规格。

本章重点是:钢材的基本性能及其影响因素,钢材的性能指标,疲劳破坏的概念和疲劳验算方法。

本章难点是:对钢材韧性性能概念的理解,变幅疲劳验算方法。

3. 钢结构的可能破坏形式

钢结构的强度破坏,钢结构的整体失稳破坏,钢结构的局部失稳破坏,钢结构的疲劳破坏,钢结构的变形破坏,钢结构的脆性断裂破坏。

本章重点:钢结构或钢构件各种可能的破坏形式及其有效的预防措施。

本章难点:整体失稳与局部失稳的区别,脆性断裂破坏与失稳破坏的区别。

4. 钢结构的连接

焊接连接的方法及特性,对接焊缝连接的构造和计算,角焊缝连接的构造和计算,螺栓连接的形式和构造要求,螺栓连接的计算。

本章重点:焊缝连接方法及其特征,对接焊缝的构造和计算,直角角焊缝的构造和计算,普通螺栓连接的构造和计算,高强度螺栓摩擦型连接的构造和计算。

本章难点:焊接残余应力、焊接残余变形形成的原因及其对钢结构工作性能的影响。

5. 轴心受力构件

轴心受力构件的强度和刚度,轴心受力构件的整体稳定,轴心受力构件的局部稳定,实腹式轴心受力构件的设计,格构式轴心受力构件的设计,柱头和柱脚,以工程实例为依据的钢柱设计综合例题。

本章重点:钢结构学习中,稳定概念是非常重要的,本章有关整体稳定和局部稳定的概念是整个钢结构基本构件稳定计算的基础,需要重点学习和理解。

本章难点:轴心受力构件整体稳定的概念,各种初始缺陷对杆件整体稳定承载力的影响,组成板件的局部稳定,节点及柱脚的连接构造及计算。

6. 受弯构件

梁的强度和刚度,梁的整体稳定,梁的局部稳定,钢梁的设计及工程实例,梁的拼接、连接和支座。

本章重点:钢梁设计中的四个主要问题:强度、刚度、整体稳定和局部稳定。

本章难点:钢梁腹板局部稳定验算及腹板加劲肋的设置,钢梁设计中整体稳定与局部稳定条件的协调。

7. 拉弯和压弯构件

拉弯和压弯构件的强度和刚度,实腹式压弯构件的整体稳定,实腹式压弯构件的局部稳定,格构式压弯构件的稳定,压弯构件的柱脚设计。

本章重点:实腹式压弯构件的整体稳定和局部稳定,格构式压弯构件的整体稳定。

本章难点:压弯构件的强度理论和实腹式压弯构件的整体稳定理论

(二)学时分配

序号

主  要  内  容

学   时 分 配

其它

 讲课

实验

上机

1

概述

2

 

 

   

2

钢结构的材料

4

 

 

 

3

钢结构的可能破坏形式

1

 

 

 

4

钢结构的连接

15

 

 

 

5

轴心受力构件

10

 

 

 

6

受弯构件

10

 

 

 

7

拉弯和压弯构件

6

 

 

 

合计

48

 

 

 

48

 

 

四、相关说明

(一)、考核方式及成绩评定办法:

本课程属考试课,考核方式:平时成绩与闭卷考试成绩相结合。

成绩评定办法:总评成绩=平时成绩×30%+卷面成绩×70%

平时成绩=出勤成绩+作业成绩

(二)、与其它课程和教学环节的联系:

先修课程和教学环节:(1)先修课程:画法几何及土建制图、房屋建筑学、土木工程材料、材料力学、结构力学等。(2)与本课程有关的教学环节:在材料力学课程实验中,应做过钢材单向一次拉伸实验,测定过低碳钢的σ-ε曲线。

后续课程和教学环节:钢结构设计、钢结构课程设计。

平行开设课程和教学环节:混凝土结构设计原理、土力学、工程结构抗震设计原理

 

五、教材和主要参考书目:

(一)教材:钢结构基本原理》何若全主编  中国建筑工业出版社,2011年12月

(二)主要参考书目:

1《钢结构设计规范》(GB50017-2003),中国计划出版社,2003年。

2、《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001),中国建筑工业出版社,2001年。

3、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012),中国建筑工业出版社,2012年。

4、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001),中国计划出版社,2002年。

5、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002),中国计划出版社,2002年。

6、《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98), 中国建筑工业出版社,1998年。

7、《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)

8、 陈绍蕃、顾强 《钢结构》(上、下册)(第二版)中国建筑工业出版社,2007年。

9、 陈绍蕃,《现代钢结构设计师手册》,中国电力出版社,2006年。

10、沈祖炎等,《钢结构基本原理》,中国建筑工业出版社,2000年。

11、赵熙元,《建筑钢结构设计手册》,冶金工业出版社,1995年。

12、魏明钟,《钢结构》(第二版),武汉理工大学出版社,2002年10月。

13、李和华,《钢结构连接节点设计手册》,中国建筑工业出版社,1992年11月。

14、钟善桐,《钢结构稳定设计》,中国建筑工业出版社,1991年11月。

15、吕烈武等,《钢结构构件稳定理论》,中国建筑工业出版社,1986年。

16、喻立安,《建筑结构设计施工图集-钢结构》,中国建筑工业出版社,1995年8月。

17、《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005),中国铁道出版社,2006年。

 

 

制订人:                 审定人:                教学院长(公章):

 

预备知识

先修课程和教学环节:

     (1)先修课程:画法几何及土建制图、房屋建筑学、土木工程材料、材料力学、结构力学等。

     (2)与本课程有关的教学环节:在材料力学课程实验中,应做过钢材单向一次拉伸实验,测定过低碳钢的σ-ε曲线。


后续课程和教学环节:钢结构设计、钢结构课程设计。

平行开设课程和教学环节:混凝土结构设计原理、土力学、工程结构抗震设计原理


证书要求


参考资料

1《钢结构设计规范》(GB50017-2003),中国计划出版社,2003年。

2、《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001),中国建筑工业出版社,2001年。

3、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012),中国建筑工业出版社,2012年。

4、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001),中国计划出版社,2002年。

5、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002),中国计划出版社,2002年。

6、《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98), 中国建筑工业出版社,1998年。

7、《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)

8、 陈绍蕃、顾强 《钢结构》(上、下册)(第二版)中国建筑工业出版社,2007年。

9、 陈绍蕃,《现代钢结构设计师手册》,中国电力出版社,2006年。

10、沈祖炎等,《钢结构基本原理》,中国建筑工业出版社,2000年。

11、赵熙元,《建筑钢结构设计手册》,冶金工业出版社,1995年。

12、魏明钟,《钢结构》(第二版),武汉理工大学出版社,2002年10月。

13、李和华,《钢结构连接节点设计手册》,中国建筑工业出版社,1992年11月。

14、钟善桐,《钢结构稳定设计》,中国建筑工业出版社,1991年11月。

15、吕烈武等,《钢结构构件稳定理论》,中国建筑工业出版社,1986年。

16、喻立安,《建筑结构设计施工图集-钢结构》,中国建筑工业出版社,1995年8月。

17、《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005),中国铁道出版社,2006年。