《钢结构设计原理》教学大纲

《钢结构设计原理》教学大纲课程名称：《钢结构设计原理》适用班级：17土木工程专升本辅导教材：《钢结构》，戴国欣主编，武汉理工大学出版社一、本课程的地位、任务和作用学生通过本课程主要内容的学习，应较全面地掌握钢结构的材料、构件和连接的基础知识，熟悉一些常用钢结构的分析原理，为今后学习钢结构房屋设计、钢桥设计、大跨空间结构、轻钢结构、多高层钢结构及毕业设计打下基础。

通过本课程学习，要求学生：掌握钢结构材料的工作性能。

掌握钢结构基本构件及各种连接的性能、受力分析与设计计算。

了解钢结构体系的组成原理和典型结构形式的设计要点。

了解钢结构的特点、历史、现状合发展方向。

二、本课程的相关课程先修课程：理论力学、材料力学三、本课程的基本内容及要求（一）绪论1、了解钢结构的特点及应用；2、了解钢结构在我国的发展概况；3、理解钢结构的设计方法；（二）钢结构材料1、理解钢结构对钢材性能的要求；2、理解钢材的破坏形式；3、理解钢材的主要性能；4、了解影响钢材性能的主要因素；5、了解钢析的疲劳；6、了解钢的种类和钢材的规格；（三）钢结构的连接1、了解钢结构的连接方法和特点；2、了解焊缝和焊缝连接形式；3、掌握对接焊缝的构造与计算；4、掌握角焊缝的构造与计算；5、理解焊接残余应力与残余变形；6. 掌握普通螺栓和高强度螺栓连接的构造与计算；（四）轴心受压构件1、理解轴心受力构件的强度和刚度；2、理解轴心受压构件的整体稳定性；3、理解轴心受压构件的局部稳定性；4、掌握轴心受压柱的设计；5、掌握柱脚设计；（五）受弯构件1、深刻理解受弯构件的强度和刚度；2、深刻理解梁的整体稳定；3、掌握型钢梁的设计；4、理解钢板组合梁的设计；5、理解实腹式压弯构件设计；6、理解格构式压弯构件设计；（六）压弯构件1、理解拉压弯构件的强度和刚度2、理解压弯构件的局部稳定3、领会压弯构件的计算长度4、掌握实腹式压弯构件设计5、理解格构式压弯构件设计四、习题数量及要求教师根据授课内容适量布置习题。

《钢结构设计原理》课程教学大纲本科四年制《土木工程专业》适用（48学时）一、课程的目的和任务本课程是一门专业基础课，讲授钢结构的基本设计理论和方法。

课程的目的是培养学生掌握钢结构的特点、基本设计理论和方法，具有设计钢结构基本构件及其连接的能力。

二、课程的基本要求1．要求学生根据结构的具体设计条件、工作环境和不同种类钢材的性能，正确地选用钢材，并提出相应的性能指标要求。

2．要求学生掌握焊接和螺栓连接的特点，能正确地选用合理的连接方法，并准确地设计连接。

3．要求学生掌握钢结构基本受力构件（轴心受力构件、受弯构件、拉弯和压弯构件）的计算理论、设计方法和构造要求。

三、课程的安排说明本课程讲授过程中要求条理清楚、重点突出；结合多媒体教学，讲授实际工程中基本构件的设计和构造措施，增加学生的感性认识。

四、课程内容第一章绪论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。

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。

《钢结构设计原理》教学大纲英文名称：Design principle of steel structure学分：2.5学分学时：40学时理论学时：38学时实验学时：2学时教学对象：土木工程专业先修课程：土木工程材料、工程力学、工程制图与CAD教学目的：本课程是土木工程专业的学科基础课，通过本课程的学习，使学生了解钢结构的合理应用范围和主要发展方向，掌握钢结构设计的基本理论和基本知识，能进行钢结构基本构件及各种连接的设计，为继续学习专业课程奠定扎实的基础，达到培养目标中关于本课程的要求。

教学要求：本课程的教学与学习着重钢结构的基本理论和基本知识，使学生掌握钢结构的计算原理、构造方法、结构钢材的选用，具有独立钻研钢结构的比较巩固的理论基础。

教学内容：第一章绪论（2学时）1．钢结构课程的特点、任务2．钢结构发展简史3．钢结构的特点和应用范围4．钢结构的设计方法5．钢结构的发展基本要求：了解钢结构课程的特点与任务，掌握钢结构的特点，了解钢结构的应用与发展，熟悉钢结构的设计方法。

重点：掌握钢结构的特点，熟悉钢结构的极限状态设计方法。

难点：正确理解钢结构的合理应用范围，熟悉钢结构的极限状态设计方法。

第二章钢结构的材料（4学时）1．钢材的破坏形式2．钢结构对钢材性能的要求3．影响钢材力学性能的因素4．钢材的疲劳5．钢材的种类与选用6．钢材的规格基本要求：了解钢材的破坏形式，掌握钢材的力学性能，熟悉影响钢材性能的各种因素，掌握钢材疲劳概念，熟悉钢材疲劳验算方法，熟悉建筑常用钢材的种类与选用，了解钢材的规格。

重点：掌握钢结构对钢材性能的要求，熟悉影响钢材性能的各种因素。

难点：钢材疲劳概念，合理选择钢材。

第三章钢结构的连接（8学时）1．钢结构的连接方法2．焊接连接方法和形式3．对接焊缝的构造和计算4．角焊缝的构造和计算5．焊接应力和焊接变形6．普通螺栓连接的构造和计算7．高强螺栓连接的构造和计算基本要求：了解钢结构的连接方法及各种连接的特点，了解焊接连接方法和形式，掌握对接焊接连接的构造，熟悉其计算方法，了解角焊接连接的受力特点，掌握角焊接连接的构造和计算方法。

钢结构原理与设计教学大纲一、课程概述本课程主要介绍钢结构的基本原理和设计方法，包括杆件和板件在内的结构体系的受力分析及其在设计中的应用。

通过本课程的学习，学生将掌握钢结构的基本知识和设计技术，为未来从事建筑和结构工程领域的工作打下坚实的基础。

二、课程目标本课程旨在：•使学生了解钢结构的基本原理和设计方法；•培养学生的结构分析和设计能力；•培养学生的解决实际工程问题的能力；•提高学生的团队协作和沟通能力。

三、教学内容1. 钢结构材料和组成•钢的种类和规格；•钢材的强度和应力；•螺栓连接和焊接。

2. 钢结构受力分析•静力学基础；•杆件的受力分析；•板件的受力分析。

3. 钢结构的设计基础•构件的稳定性；•弯矩和剪力的计算；•钢结构构件的焊接和螺栓连接。

4. 钢结构的设计方法•钢结构体系及其分类；•设计荷载和荷载组合；•构件的尺寸和构造。

5. 钢结构计算•抗震设计；•稳定性分析；•疲劳分析。

6. 钢结构安装和验收•钢结构的安装；•钢结构的验收。

四、教学方式及要求该课程采用传统课堂教学，结合案例分析进行。

教师应根据学生的掌握情况，灵活采用教材、讲解、讨论、案例分析等教学方法。

学生应及时完成课后作业和实验，积极参与课堂讨论，掌握基本理论和技术方法，培养实际解决问题的能力。

五、考核方式及标准本课程的考核方式分为笔试和实验两部分。

其中，笔试占总成绩的60%，实验占总成绩的40%。

考试内容涵盖本课程的全部知识点和相关应用实例。

六、参考教材1.《钢结构设计基础》；徐建明, 冯亚飞, 王兰, 刘连荣；中国建筑工业出版社；2011年版。

2.《构造原理——设计指导手册》；吴中林, 马元俊；清华大学出版社；2008年版。

3.《结构力学》；沈百荣, 潘克力；科学出版社；2012年版。

七、备注以上教学大纲仅供参考，具体教学内容和要求，以实际情况为准。

《钢结构课程设计》课程教学大纲Steel Structure Course Design课程编号：422009学时数：1周学分数：1 执笔者：梁靖波 编写日期：2005年6月一、课程的性质和目的本课程是土木工程专业重要的实践性教学环节，是对学生知识和能力的总结。

通过钢结构课程设计，使学生进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。

要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。

二、课程教学内容（一）设计题目某厂房跨度为21m 或24m （由指导教师指定），总长90m ，柱距6m ，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m 预应力混凝土大型屋面板，20mm 厚水泥砂浆找平，上铺泡沫混凝土保温层，三毡四油（上铺绿豆砂）防水层，一毡二油隔气层；屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30，屋面坡度为10:1 i 。

地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，屋架下弦标高为18m ；厂房内桥式吊车为2台150/30t （中级工作制），锻锤为2台5t 。

其中保温层荷载、积灰荷载、屋架跨度和钢材种类可以有多种不同的组合。

由指导教师指定学生按其中的一种组合，独立完成钢屋架设计。

（二）计算书编写1、确定屋架型式与尺寸；选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；2、进行屋盖支撑布置，按比例绘出屋架结构及支撑的布置图；3、进行荷载汇集、杆件内力计算、内力组合，选择各杆件截面；4、设计下弦节点、上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点等。

要求计算书内容要有系统地编排，字体要端正，表示要清楚，计算步骤明确，计算公式和数据来源应有依据，并应附有与设计有关的插图和说明。

（三）施工图绘制绘制钢屋架施工图，其中包括屋架简图、屋架结构图、上下弦平面图、必要的剖面图和零件大样图、材料表和设计说明等。

钢结构设计原理教学大纲课程编号：课程名称：钢结构设计原理/ Design Principle of Steel Structure学时/学分：40/2先修课程：《理论力学》《材料力学》《结构力学》适用专业：土木工程结构工程（工程力学）开课学院（部）、系(教研室)：土木工程与建筑学院土木系交通学院结构工程系一、课程的性质与任务本课程是土木工程专业的一门专业基础课。

本课程主要讲述钢结构的材料特性、钢结构的连接、钢结构基本构件的受力性能及其设计原理，其目的是使学生认识钢结构的特点、受力性能，掌握钢结构基本构件和连接的设计方法，为进行较复杂钢结构的设计和研究打下基础。

二、课程的教学内容、基本要求及学时分配（一）教学内容1、概述钢结构的特点、应用范围和发展状态。

钢结构的组成结构形式：跨越结构，高耸结构。

钢结构的极限状态和概率极限状态法：极限状态，概率极限状态法，设计表达式。

2、钢结构的材料钢结构对钢材的要求。

钢材的主要性能及其鉴定：单向拉伸性能，冷弯性能，冲击韧性，可焊性。

影响钢材性能的因素：化学成分，成材过程，冷加工硬化，温度，应力集中。

钢材的破坏形式：塑性破坏，脆性破坏。

钢材的疲劳：疲劳断裂的概念，疲劳曲线，疲劳验算方法。

建筑钢材的类别及钢材的选用：建筑钢材的类别及表示方法；钢材的选用原则；型钢的种类与规格。

3、构件的截面承载能力—强度轴心受力构件：轴心受力构件的应用与截面形式；强度计算。

梁的类型和强度：梁的类型；梁的弯曲、剪切强度，梁的局部压应力和组合应力；梁的内力重分布和塑性设计。

拉弯和压弯构件：拉弯和压弯构件的应用与截面形式；强度计算。

4、单个构件的承载力—稳定性稳定问题的一般特点：失稳类别，一阶和二阶分析，稳定极限承载力。

轴心受压构件的整体稳定性：纵向残余应力、构件初弯曲、荷载初偏心、杆端约束的影响；整体稳定计算（弯曲屈曲）；扭转屈曲和弯扭屈曲。

受弯构件（梁）的整体稳定性：梁的整体失稳现象、临界荷载；整体稳定系数；整体稳定性的保证。

主题：《钢结构设计原理》课程教学大纲学习时间：整学期内容：《钢结构设计原理》教学大纲英文名称：Steel Structure课程类型：学科基础课适用对象：高等职业教育、高等技术教育、高等教育自学考试，土木工程等专业学生建议教材及参考书：《钢结构》 陈绍藩编著。

1994年6月第二版《钢结构原理和设计》王国周。

清华大学出版社一、课程的性质、目的和任务1．课程性质《钢结构设计原理》是工程专业重要的专业课程之一。

本课程主要讲授钢结构材料、连接计算、基本构件的性能和计算。

通过对本课程的学习，使学生掌握钢结构构件的基本原理和计算方法，熟悉各种基本构件的受力特征，对本学科在基本理论方面及工程实践方面的现状和发展有初步的了解，为下一步学习钢结构设计和将来从事基本理论的研究打下基础。

2．课程的任务通过本课程的学习，使学生了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景；熟悉钢结构材料的工作性能，熟练掌握钢结构基本构件及连接的性能、受力分析与设计计算；同时能够理解钢结构体系的组成原理和掌握典型结构形式的设计要点。

二、课程的教学内容第一章 绪论1、特点和应用2、组成3、计算方法4、钢结构的发展第二章 钢结构材料1、对钢材的要求2、钢材的主要性能3、性能成因影响因素4、钢材的疲劳5、钢材的脆性断裂6、钢种钢号及钢材的选择第三章 钢结构的连接1、钢结构的连接方法2、焊缝的连接特性3、对接焊缝的构造和计算4、角焊缝的构造和计算6、普通螺栓连接的构造和计算7、高强度螺栓的性能和计算第四章 轴心受力构件1、轴心构件的应用和截面形式2、轴心受拉构件受力性能及计算3、轴心受压构件局部稳定计算4、实腹式轴心受压杆6、格构式轴心受压杆7、轴压柱柱头8、轴压柱柱脚设计第五章 受弯构件1、梁的类型与应用2、梁的正应力、剪应力3、梁的扭转4、梁的整体稳定5、型钢梁的设计6、焊接组合梁7、梁的局部稳定8、吊车梁的设计第六章 偏心受力构件1、偏心构件的应用和破坏形式2、偏心构件的强度计算3、压弯构件在M作用下平面内的稳定4、压弯构件在M作用下平面外的稳定5、压弯构件计算长度6、板件稳定性7、格构式压弯构件8、梁柱连接和柱脚第七章 桥梁及屋盖结构1、桁架的形式2、屋盖结构布置和体系3、屋盖支撑4、杆件设计三、课程的重点、难点第一章 绪论重点：钢结构的特点和应用难点：钢结构的极限状态和概率极限状态第二章 钢结构材料重点：对钢结构用材的要求难点：影响钢材性能的因素第三章 钢结构的连接重点：钢结构对连接的要求及连接方法；难点：焊接连接的计算第四章 轴心受力构件重点：拉杆、压杆的刚度要求，轴心受拉构件的强度，轴心受压构件的强度。

钢结构教学大纲一、课程简介1.1 课程名称：钢结构教学1.2 课程学时：60学时1.3 课程类型：专业课1.4 先修要求：结构力学基础知识1.5 授课对象：土木工程、建筑工程、建筑设计等相关专业的本科生二、课程目标2.1 理论目标：通过本课程的学习，学生应能够掌握钢结构的基本概念、设计和施工流程，并具备相关的计算和分析能力。

2.2 技能目标：学生应能够运用所学知识解决实际工程问题，包括钢结构的安全设计和施工细节的把握。

三、课程内容3.1 钢结构基础知识- 钢材的性质和种类- 钢结构的组成和分类- 钢材的标志和命名规则3.2 钢结构设计原理- 钢结构的荷载计算- 钢结构的受力分析- 钢结构的稳定性分析- 钢结构的构件连接3.3 钢结构施工工艺- 钢结构施工的前期准备工作 - 钢结构的安装过程和方法 - 钢结构焊接和螺栓连接技术- 钢结构的表面处理和防护措施3.4 钢结构实例分析- 钢结构框架楼房的设计和施工- 钢结构桥梁的设计和施工- 钢结构塔架的设计和施工四、教学方法4.1 理论讲授：通过课堂讲解，向学生介绍钢结构的基本知识和设计原理。

4.2 案例分析：通过实际工程案例的分析，让学生了解钢结构在不同场景中的应用和具体解决方案。

4.3 实践操作：组织学生参与钢结构的实际计算和模拟设计，培养学生的实际操作能力。

4.4 课堂讨论：通过小组或全班讨论，促进学生之间的交流和思维碰撞。

4.5 实地考察：组织学生参观实际钢结构工地或工厂，加深他们对钢结构的理解和应用。

五、学习评价与考核5.1 平时表现：包括学生的课堂参与情况、作业完成情况等。

5.2 实验报告：学生进行实验操作后，需要提交实验报告，评估学生的实验能力和报告写作能力。

5.3 期中考试：测试学生对钢结构的基本概念和设计原理的理解程度。

5.4 期末考试：测试学生关于钢结构设计和施工实践的综合能力。

六、参考教材6.1 钢结构设计规范6.2 钢结构施工技术规范6.3 钢结构基础及应用教程6.4 案例分析及实践指南七、教学进度安排7.1 第一周：钢结构基础知识7.2 第二周：钢结构设计原理（1）7.3 第三周：钢结构设计原理（2）7.4 第四周：钢结构施工工艺（1）7.5 第五周：钢结构施工工艺（2）7.6 第六周：钢结构实例分析（1）7.7 第七周：钢结构实例分析（2）7.8 第八周：复习与总结八、课程总结钢结构教学旨在培养学生对钢结构的深入理解和应用能力，为未来从事相关领域的工程师提供必要的知识基础。