鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計教學(xué)大綱

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程教學(xué)大綱（TheDesignofSteelStructure）一、課程代碼：08081321二、課程類型：必修課三、課程性質(zhì)：專業(yè)課四、學(xué)分：2.5課時：40五、考核方式：考試六、先修課程：房屋建筑學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理七、適用專業(yè)：土木工程八、課程教學(xué)目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握整體結(jié)構(gòu)的概念和設(shè)計方法，掌握常見的輕型房屋門式剛架、重型廠房結(jié)構(gòu)(含鋼屋架)和多高層房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理及方法，形成學(xué)生結(jié)構(gòu)整體分析概念，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。九、說明本課程是高等院校土木工程本科專業(yè)的一門必修課，具有理論性、綜合性、應(yīng)用性較強的特點，是高等院校土木工程專業(yè)重要的專業(yè)課之一。它是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的后續(xù)部分，是在學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)基本設(shè)計方法和各種受力構(gòu)件和連接設(shè)計之后，掌握房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，建立起整體結(jié)構(gòu)的概念，把鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)中學(xué)到的各部分知識結(jié)合起來，為后面的畢業(yè)設(shè)計和將來的工作打好基礎(chǔ)。教學(xué)過程能夠根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)理論、規(guī)范、實際工程案例和應(yīng)用研究的最新發(fā)展、最新研究成果以及鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用，及時補充新的教學(xué)內(nèi)容和鋼結(jié)構(gòu)施工的基本知識。本大綱堅持以中國特色社會主義理論體系為指導(dǎo)，借鑒省內(nèi)外同類高校有關(guān)該學(xué)科的理論研究成果與應(yīng)用實踐，力圖合理、準(zhǔn)確、全面概括鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本內(nèi)容，期望能較好的體現(xiàn)以下特點：1、反映鋼結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計最基本、最必需和最重要的內(nèi)容；2、反映獨立學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)的個性；3、結(jié)構(gòu)安排科學(xué)，內(nèi)容取舍合理，盡可能反映鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計與施工的最新應(yīng)用成果。4、使用教材及參考資料教材：王燕、

李軍

、刁延松

，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，建筑工業(yè)出版社，2009，ISBN：9787112108213.參考資料：（1）馬人樂，主編，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計（第二版），同濟(jì)大學(xué)出版社，2008，ISBN：9787560838335；（2）\o"鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(土木工程系列教材)的作者王仕統(tǒng)"王仕統(tǒng)，主編，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，\o"鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(土木工程系列教材)由華南理工大學(xué)出版社出版"華南理工大學(xué)出版社，2009，ISBN：9787562332725。5、平時成績與考試成績比例：期末總評成績=平時成績30%+考試成績70%。十、基本教學(xué)內(nèi)容及課時分配（一）教學(xué)內(nèi)容第1章緒論【教學(xué)目的與要求】通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用范圍；掌握鋼結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計原則；了解概率極限狀態(tài)設(shè)計法；掌握荷載組合，熟悉結(jié)構(gòu)用鋼材選用原則；了解變形規(guī)定及構(gòu)件的允許長細(xì)比【教學(xué)重點】鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用；鋼結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)；荷載組合【教學(xué)難點】概率極限狀態(tài)設(shè)計法；荷載組合。【主要內(nèi)容】第1節(jié)我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用1、鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀2、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍第2節(jié)基本設(shè)計原則承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)第3節(jié)荷載及荷載組合荷載荷載組合第4節(jié)材料選用及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)用鋼材連接第5節(jié)變形規(guī)定及構(gòu)件的允許長細(xì)比受彎構(gòu)件的擾度容許值框架結(jié)構(gòu)的水平位移容許值構(gòu)件的容許長細(xì)比【思考題】1.近年來，我國在鋼結(jié)構(gòu)方面取得了哪些成就？2.鋼結(jié)構(gòu)有哪些主要的特點？目前我國鋼結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在哪些方面？為什么應(yīng)用范圍日益廣泛？3.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計有哪些基本要求？4.我國在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用過哪些設(shè)計方法？我國現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）采用的是什么方法？比較這些方法有什么優(yōu)、缺點。5.在承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式中，各符號代表什么含義？第2章輕型門式剛架設(shè)計【教學(xué)目的與要求】通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置，理解單層門式剛架結(jié)構(gòu)組成，了解門式剛架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況；掌握檁條的設(shè)計與驗算，熟悉墻梁的計算與構(gòu)造；掌握荷載及荷載組合、剛架的內(nèi)力和側(cè)移計算、剛架柱和梁的設(shè)計，理解腹板屈曲后強度及其利用、腹板有效寬度的確定等基本概念。【教學(xué)重點】結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置；檁條設(shè)計；剛架柱和梁的設(shè)計，剛架梁、柱構(gòu)件強度的計算，變截面柱在剛架平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計算；變截面柱在剛架平面內(nèi)、平面外的計算長度；節(jié)點設(shè)計【教學(xué)難點】剛架柱和梁的設(shè)計，腹板屈曲后強度的利用，腹板有效寬度，梁腹板加勁肋的配置；【主要內(nèi)容】第1節(jié)概述1、適用范圍2、輕型門式剛架的特點第2節(jié)輕型門式剛架的結(jié)構(gòu)組成第3節(jié)屋面1、屋面系統(tǒng)布置2、屋面水平支撐3、壓型鋼板第4節(jié)檁條檁條截面形式檁條荷載和荷載組合檁條內(nèi)力分析截面選擇強度計算檁條的整體穩(wěn)定性計算變形計算檁條的構(gòu)造第5節(jié)墻梁1、墻梁布置2、墻梁的計算3、墻梁的構(gòu)造第6節(jié)輕型門式剛架1、輕型門式剛架的結(jié)構(gòu)形式2、門式剛架建筑及結(jié)構(gòu)布置3、內(nèi)力與側(cè)移計算4、構(gòu)件截面設(shè)計5、節(jié)點設(shè)計第7節(jié)輕型門式剛架工程設(shè)計實例1、工程概況及設(shè)計資料2、結(jié)構(gòu)形式及布置3、初選截面4、荷載5、荷載組合6、內(nèi)力分析及位移計算7、構(gòu)件驗算8、節(jié)點驗算9、吊車梁設(shè)計【思考題與習(xí)題】1.輕型門式剛架的特點如何？輕型門式剛架有何優(yōu)缺點？2.輕型門式剛架的結(jié)構(gòu)布置要考慮的主要問題是什么？3.輕型門式剛架的支撐體系由哪些組成？為什么要設(shè)置隅撐？4.墻梁主要承受哪些荷載？第3章重型工業(yè)廠房的設(shè)計【教學(xué)目的與要求】通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉重型廠房鋼結(jié)構(gòu)的組成、形式和結(jié)構(gòu)布置，掌握廠房橫向框架荷載計算、內(nèi)力計算及內(nèi)力組合。理解屋架外形及腹桿形式，掌握屋蓋支撐的作用和布置；掌握桁架的內(nèi)力計算；理解桁架桿件的計算長度，了解計算原理；掌握截面選擇，理解一般構(gòu)造要求；理解桁架節(jié)點設(shè)計和施工圖；了解吊車梁的荷載及工作性能，理解并掌握吊車梁的截面組成。掌握吊車梁結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)造要求和設(shè)計方法，理解吊車梁設(shè)計荷載的計算背景，了解吊車梁構(gòu)造要求的理論背景?！窘虒W(xué)重點】重型廠房鋼結(jié)構(gòu)的組成、形式和結(jié)構(gòu)布置；廠房橫向框架荷載計算、內(nèi)力計算及內(nèi)力組合；廠房柱的設(shè)計及構(gòu)造要求；屋架外形及腹桿形式，屋蓋支撐的作用和布置；桁架的內(nèi)力計算，截面選擇，吊車梁的截面組成，吊車梁的連接，吊車梁的截面驗算?！窘虒W(xué)難點】廠房橫向框架內(nèi)力計算及內(nèi)力組合；屋蓋支撐的作用和布置；計算原理，桁架桿件的計算長度；吊車梁的截面組成，吊車梁的連接設(shè)計，吊車梁的不利荷載確定，吊車梁的截面驗算【主要內(nèi)容】第1節(jié)結(jié)構(gòu)組成第2節(jié)結(jié)構(gòu)布置1、結(jié)構(gòu)布置的原則2、柱網(wǎng)布置3、溫度縫4、鋼屋蓋結(jié)構(gòu)體系5、框架形式第3節(jié)支撐體系1、屋蓋支撐2、柱間支撐第4節(jié)廠房橫向框架的計算1、荷載2、內(nèi)力分析3、內(nèi)力組合第5節(jié)廠房柱設(shè)計1、柱的截面形式和構(gòu)造2、柱的截面驗算3、階性柱變截面處的構(gòu)造4、柱腳構(gòu)造及計算第6節(jié)普通鋼屋架設(shè)計1、屋架形式和主要尺寸2、屋架的設(shè)計與構(gòu)造3、托架和托梁的設(shè)計與構(gòu)造4、普通鋼屋架設(shè)計例題第7節(jié)吊車梁設(shè)計1、吊車梁的類型和截面組成2、吊車梁的荷載和內(nèi)力計算3、吊車梁的截面驗算4、吊車梁的連接5、實腹式吊車梁的設(shè)計例題【思考題】1.重型工業(yè)廠房由哪些結(jié)構(gòu)或構(gòu)件組成？這些組成部件的作用如何？2.布置柱網(wǎng)時應(yīng)考慮哪些因素？3.為什么要設(shè)置溫度縫？橫向和縱向溫度縫如何設(shè)置？4.論述支撐體系的組成部分及其在廠房中的作用？5.橫向框架的內(nèi)力該如何計算？如何考慮內(nèi)力組合？6.吊車梁與一般梁的構(gòu)造和計算有何異同？第4章多層房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計【教學(xué)目的與要求】通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉多層房屋鋼結(jié)構(gòu)的組成、形式和結(jié)構(gòu)布置，掌握結(jié)構(gòu)布置提要；理解計算模型的建立原則，了解結(jié)構(gòu)分析方法的特點。理解組合樓板和組合梁的設(shè)計、計算；掌握組合樓板和組合梁的構(gòu)造要求。掌握框架柱設(shè)計概要，理解支撐布置原則。掌握鋼框架梁柱節(jié)點的主要形式及設(shè)計要點，熟悉鋼框柱的剛性柱腳構(gòu)造要求及常見柱腳的設(shè)計過程?！窘虒W(xué)重點】結(jié)構(gòu)布置提要，組合樓板和組合梁的構(gòu)造要求，柱與梁的連接，水平支撐布置，中心支撐布置；結(jié)構(gòu)分析方法的選取，結(jié)構(gòu)設(shè)計概要。鋼框柱的剛性柱腳構(gòu)造要求及常見柱腳的設(shè)計過程?！窘虒W(xué)難點】多層房屋鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析；組合樓板的設(shè)計，組合梁的設(shè)計、框架柱設(shè)計概要，柱腳的設(shè)計。【主要內(nèi)容】第1節(jié)概述第2節(jié)多層房屋的結(jié)構(gòu)體系及其布置1、結(jié)構(gòu)體系類型及特點2、結(jié)構(gòu)體系的選用3、結(jié)構(gòu)的布置第3節(jié)多層房屋鋼結(jié)構(gòu)的荷載及其組合1、荷載2、荷載組合第4節(jié)多層房屋鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1、結(jié)構(gòu)分析原則2、多層框架結(jié)構(gòu)的近似實用分析法3、框架支撐結(jié)構(gòu)的近似實用分析法第5節(jié)樓面和屋面結(jié)構(gòu)的布置方案與設(shè)計1、樓面和屋面結(jié)構(gòu)的類型和布置原則2、壓型鋼板現(xiàn)澆混凝土組合板的設(shè)計3、樓面梁的設(shè)計第6節(jié)框架柱的設(shè)計1、框架柱的類型2、框架柱的設(shè)計概要3、框架柱的計算長度第7節(jié)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計1、抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的類型2、中心支撐的設(shè)計3、中心支撐與框架的連接第8節(jié)框架節(jié)點的設(shè)計1、節(jié)點設(shè)計的基本原則2、框架梁柱連接節(jié)點3、構(gòu)件拼接的設(shè)計第9節(jié)柱腳的形式和設(shè)計要點1、埋入式剛接柱腳2、外包式剛接柱腳3、外露式剛接柱腳第10節(jié)多層框架的設(shè)計例題【思考題】1.框架鋼結(jié)構(gòu)形式的分類與結(jié)構(gòu)特點之間有哪些關(guān)系？2.在分析計算鋼框架結(jié)構(gòu)時，應(yīng)如何考慮荷載和內(nèi)力組合？3.多層框架結(jié)構(gòu)的樓蓋有哪幾種常用形式？各有什么特點？4.實腹鋼框架梁柱節(jié)點的主要形式有哪些？應(yīng)如何設(shè)計？5.實腹鋼框柱的剛性柱腳有哪些構(gòu)造形式？簡述露出式剛性柱腳的設(shè)計過程？第5章高層房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計【教學(xué)目的與要求】通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉高層房屋鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系、掌握高層鋼結(jié)構(gòu)荷載計算原理；高層房屋鋼結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計計算，理解偏心支撐布置原則。【教學(xué)重點】高層房屋鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系，高層鋼結(jié)構(gòu)荷載計算原理，高層房屋鋼結(jié)構(gòu)的計算方法?！窘虒W(xué)難點】高層鋼結(jié)構(gòu)荷載計算原理，高層房屋鋼結(jié)構(gòu)的計算方法?！局饕獌?nèi)容】概述第2節(jié)高層房屋鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系1、加勁的框架支撐體系2、筒體體系3、結(jié)構(gòu)體系的選用第3節(jié)結(jié)構(gòu)體系的選用第4節(jié)結(jié)構(gòu)布置1、平面布置的一般原則2、豎向布置的一般原則3、鋼簡體結(jié)構(gòu)體系的布置原則第5節(jié)高層房屋鋼結(jié)構(gòu)的荷載及其組合1、荷載2、荷載組合第6節(jié)高層房屋鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1、結(jié)構(gòu)分析規(guī)定2、計算模型法3、筒體結(jié)構(gòu)的計算方法第7節(jié)偏心支撐框架的設(shè)計1、一般規(guī)定2、消能梁段的設(shè)計【思考題】1.高層房屋鋼結(jié)構(gòu)體系的特點和適用高度？2.試說明高層房屋鋼結(jié)構(gòu)體系的布置原則。3.在分析計算高層鋼框架結(jié)構(gòu)時，應(yīng)如何考