鋼結構的教學計劃

類別：夜大學。

層次：專升本。

講課學時：64。

一、本課程的地位、作用和任務。

鋼結構是土木工程專業的主要專業課之一，是研究鋼結構工作效能及合理設計的一門工程技術型課程。

通過本課程的教學，使學生系統地掌握鋼結構的基本理論、基本知識、基本技術，使學生具有進行一般鋼結構設計的能力，同時也為學生從事鋼結構製造、鋼結構安裝工作打下必要的基礎。通過本課程的學習，使學生掌握有關建築結構的基本概念，計算方法和設計技能，培養學生分析問題和解決問題的能力。

二、本課程對先修課的要求。

材料力學、結構力學、鋼筋混凝土結構。

三、教學內容與教學要求。

第一章 概述

1、鋼結構的特點及合理應用範圍。

2、鋼結構的設計方法。

要求瞭解鋼結構的特點和發展前景，掌握近似概率極限狀態設計法及此方法在本課程中的應用，明白其轉換為分項係數設計公式的轉換和優化過程。

第二章 建築鋼材及其效能

1、建築鋼材的兩種破壞形式。

2、建築鋼材在單軸應力下的工作效能。

3、建築鋼材在多軸應力下的工作效能。

4、建築鋼材的動力工作效能。

5、各種因素對鋼材效能的影響。

6、建築鋼材的種類、規格與選擇。

要求掌握鋼材在不同條件下可能產生的兩種破壞形式，即塑性破壞和脆性破壞，破壞形式的區別及脆性破壞的危害性。四項試驗（正常條件下的一次單向拉伸試驗、冷彎試驗、衝擊試驗、疲勞試驗）所確定的鋼材各項基本力學效能指標及其意義。建築鋼材在多軸應力下的工作效能。疲勞破壞的現象、成因和破壞特徵，影響疲勞破壞的因素及容許應力幅的計算。各種因素對鋼材效能的影響，應力集中產生的原因、現象和後果。根據使用條件和要求能夠正確地選用鋼材，並正確設計、正確加工、正確使用，以避免鋼結構發生脆性破壞。

第三章 鋼結構的連線

1、鋼結構常用的連線方法和特點。

2、直角角焊縫及其連線的構造、工作和計算。

3、對接焊縫及其連線的構造、工作和計算。

4、焊接應力和焊接變形。

5、普通螺栓和鉚釘連線的構造和計算。

6、高強螺栓連線的計算。

（1）掌握鋼結構常用的連線方法——焊接連線和螺栓連線的優缺點、適用情況、工作效能、及破壞機理。認識焊接過程中可能產生的內部缺陷及危害，清楚焊縫的質量檢查和質量分級的方法，會正確選擇焊條型號。

（2）理解焊接殘餘應力和焊接殘餘變形的概念和對結構的影響及減小焊接殘餘應力和焊接殘餘變形的方法。

（3）對連線設計中的等強度設計原則、構造設計、傳力過程分析和計算方法應充分正確地掌握，包括角焊縫在軸力（N）、剪力（V）、彎矩（M）、扭矩（T）單獨作用下和共同作用下的計算方法及構造要求，對接焊縫的計算方法和構造要求。

（4）充分理解螺栓連線在受剪和受拉時的工作機理和可能的破壞型式及其防止方法。清楚螺栓群的構造要求，掌握單個螺栓（包括普通螺栓、摩擦型高強螺栓、承壓型高強螺栓）承載力的計算和螺栓群在軸力（N）、剪力（V）、彎矩（M）、扭矩（T）單獨作用下和共同作用下的計算方法。

（5）掌握螺栓連線中淨截面的計算。瞭解高強螺栓建立預拉力的方法，高強螺栓的分級方法。

第四章 軸心受力構件

1、軸心受力構件的特點和截面型式。

2、軸心受力構件的強度與剛度。

3、軸心受壓構件的臨界力。

4、實腹式軸心受壓構件的整體穩定。

5、實腹式軸心受壓構件的區域性穩定。

6、實腹式軸心受壓構件的截面設計。

7、格構式軸心受壓構件的設計。

8、軸心受壓構件的柱頭、柱腳。

（1）掌握軸心受力構件的特點和強度與剛度計算，彎曲屈曲的.臨界力。

（2）清楚各種初始缺陷對軸心受壓構件整體穩定的影響及《鋼結構設計規範》（GBJ17—88）在軸心受壓構件整體穩定計算中對各種初始缺陷的考慮。

（3）掌握等穩定設計原則，提高整體穩定承載力的措施。

（4）清楚綴條柱與綴板柱的力學計算模型及換算長細比的物理意義。

（5）掌握格構柱的整體穩定計算、單肢穩定計算、橫向剪力的計算、綴材的計算。

（6）掌握薄板穩定的基本概念及影響薄板穩定臨界力的各種因素，保證板件區域性穩定的限值。

（7）掌握柱頭、柱腳的構造設計、傳力過程分析及按等強度設計原則進行的各部分構件與連線的計算。

第五章 受彎構件

1、樑的種類和截面型式。

2、樑的強度計算與剛度計算。

3、樑的整體穩定。

4、樑的區域性穩定。

5、樑的截面設計。

6、實腹樑的構造。

（1）掌握樑的強度（彎曲正應力、剪應力、區域性壓應力、折算應力）計算與樑的剛度（撓度）計算。

（2）清楚樑整體穩定的基本概念、失穩現象、失穩原因、屈曲形式和臨界彎矩的計算公式。

（3）會分析影響樑整體穩定承載力的因素及提高梁整體穩定承載力的措施。掌握保證樑整體穩定的條件和《鋼結構設計規範》（GBJ17—88）對樑整體穩定性的計算。能夠進行樑的截面選擇和驗算。

（4）掌握組合樑腹板在單種應力（純彎、純剪、區域性壓應力）狀態下的臨界應力及保證穩定的高厚比限值，加勁肋的佈置及計算，在多種應力作用下腹板區域性穩定的計算。

（5）能夠進行樑的構造設計。

第六章 偏心受力構件

1、偏心受力構件的特點。

2、偏心受力構件的強度與剛度。

3、實腹式偏心受壓構件的整體穩定。

4、實腹式偏心受壓構件的區域性穩定。

5、格構式偏心受壓構件的設計。

6、偏心受壓構件的柱頭、柱腳。

（1）掌握偏心受力構件的特點及其強度與剛度的計算。

（2）掌握實腹式偏心受壓構件在彎矩作用平面內和彎矩作用平面外的失穩形式及整體穩定性的計算。會實腹式偏心受壓構件腹板區域性穩定的計算。

（3）瞭解格構式偏心受壓構件整體穩定的計算。掌握偏心受壓柱柱頭、柱腳的設計特點。

第七章 屋蓋結構

1、屋蓋結構的組成形式及鋼屋蓋的支撐。

2、普通鋼屋架的杆件設計。

3、普通鋼屋架的節點設計。

4、鋼屋蓋課程設計。

（1）掌握屋蓋的組成，屋蓋支撐系統的佈置和作用。屋架的外形、主要尺寸及腹杆的佈置。

（2）鋼屋架的荷載彙集和杆件的內力計算。

（3）屋架杆件的截面選擇。屋架的節點設計。

四、課程設計內容與要求。

1、內容。

平面屋架組成的屋蓋體系中支撐體系的作用、佈置和設計方法，普通鋼屋架的設計，繪製鋼屋架施工圖。

2、要求。

（1）獨立完成設計內容，設計結果應符合現行規範的要求。

（2）設計計算書中應包括設計內容的有關說明，繪製施工圖所需求的全部計算及屋蓋結構佈置圖。

（3）施工圖應包括屋架簡圖、屋架結構圖、節點圖、材料表及必要的零件大樣圖和設計說明。

（4）本課程設計要求在1周內完成。

五、大綱編制說明。

本教學大綱是按照全國普通高等院校《鋼結構課程教學大綱和基本要求》並遵照我國現行《鋼結構設計規範》（GBJ17—88）而編寫的。

六、教材及參考書。

1、教材：鋼結構。鍾善桐主編。武漢大學出版社。1991

2、參考書：〖ZK鋼結構。鍾善桐主編。中國建築工業出版社。1988

3、鋼結構。陳紹蕃主編。中國建築工業出版社。1988