《钢结构基本原理》课程设计

成都理工大学环境与土木工程学院教案2013～2014学年第二学期院(系)环境与土木工程学院教研室(研究所)建筑工程课程名称钢结构基本原理授课专业班级主讲教师职称职务使用教材钢结构原理与设计（上册，赵凤华编）第1次课的教学整体安排授课时间第1周周四第5、6节课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第1章绪论教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：掌握钢结构设计方法，理解钢结构特点、应用及组成原理，了解钢结构的发展。

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：1绪论1．1钢结构的发展1．2钢结构的特点及应用1．3钢结构的设计方法讨论、思考题、作业：补充参考资料（含参考书、文献等）：钢结构基础、钢结构设计手册、钢结构设计规范（GB50017-2003）教学过程设计：复习0分钟，授新课90分钟，安排讨论10分钟，布置作业0分钟授课类型（请打√）：理论课√讨论课实验课练习课其他教学方式（请打√）：讲授√讨论指导其他教学资源（请打√）：多媒体模型实物挂图音像其他填表说明：1.每项页面大小可自行添减；2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。

第2次课的教学整体安排授课时间第2周周二第3、4节课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第2章钢结构材料教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：掌握对钢结构用材的要求，理解钢材的主要性能及影响钢材性能的因素，了解钢材性能的鉴定教学内容（包括基本内容、重点、难点）：2钢结构的材料2．1钢材的主要性能2．2钢材的破坏形式2．3各种因素对钢材主要性能的影响2．4钢和钢材的种类及选用讨论、思考题、作业：无参考资料（含参考书、文献等）：钢结构基础；钢结构刊物；钢结构规范教学过程设计：复习5分钟，授新课90分钟，安排讨论5分钟，布置作业0分钟授课类型（请打√）：理论课√讨论课实验课练习课其他教学方式（请打√）：讲授√讨论指导其他教学资源（请打√）：多媒体模型实物挂图音像其他填表说明：1.每项页面大小可自行添减；2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。

钢结构基本原理教案【教案名称】钢结构基本原理教案【教案编写目的】本教案旨在通过系统的教学内容和丰富的案例分析，帮助学生全面理解钢结构的基本原理，包括钢材的性能特点、钢结构的构造形式、钢结构的力学性能等，并能够运用所学知识解决实际问题。

【教学目标】1.了解钢材的基本性能特点，包括强度、刚度、韧性等；2.掌握钢结构的构造形式，包括框架结构、悬挑结构、空间结构等；3.熟悉钢结构的力学性能，包括受力分析、变形计算、稳定性分析等；4.能够应用所学知识解决实际工程中的钢结构问题。

【教学内容】1.钢材的性能特点1.1 钢材的组成和分类1.2 钢材的力学性能1.3 钢材的耐腐蚀性能2.钢结构的构造形式2.1 框架结构2.1.1 框架结构的基本概念和特点2.1.2 框架结构的构造要点和设计原则2.2 悬挑结构2.2.1 悬挑结构的基本概念和分类2.2.2 悬挑结构的构造要点和设计原则2.3 空间结构2.3.1 空间结构的基本概念和分类2.3.2 空间结构的构造要点和设计原则3.钢结构的力学性能3.1 受力分析3.1.1 钢结构的受力形式和受力特点3.1.2 钢结构的受力计算方法3.2 变形计算3.2.1 钢结构的变形特点和变形计算方法3.2.2 钢结构的变形控制与优化设计3.3 稳定性分析3.3.1 钢结构的稳定性失效形式和稳定性分析方法3.3.2 钢结构的稳定性设计原则和措施4.实例分析与应用4.1 钢结构工程实例分析4.2 钢结构设计应用案例4.3 钢结构施工与安装案例【教学方法】本教案采用多种教学方法，包括讲授、案例分析、课堂讨论、实践操作等。

通过理论与实践相结合，帮助学生深入理解和掌握钢结构的基本原理。

【教学过程】1.引入（5分钟）通过引入真实的钢结构工程案例，激发学生对钢结构的兴趣和学习动力。

2.知识讲授（60分钟）根据教学内容，逐个讲解钢材的性能特点、钢结构的构造形式和钢结构的力学性能等知识点。

结合图例和实例，让学生更加直观地理解和掌握相关知识。

《钢结构设计原理》课程思政教学设计一、教学目标1. 知识目标：使学生掌握钢结构设计的基本原理、方法和实践应用。

2. 思政目标：培养学生的爱国情怀和民族自豪感。

增强学生的社会责任感和职业操守。

激发学生的创新精神和团队协作能力。

二、教学内容与思政融合点1. 国家宏观政策与钢结构产业发展介绍我国钢结构产业的发展历程，特别是2000年后在政策推动下取得的显著进步，如奥运工程等重大项目对钢结构产业的推动作用。

强调国家政策在产业发展中的重要性，引导学生关注国家宏观政策对专业领域的影响。

2. 文化自信与地标建筑展示通过展示我国地标性钢结构建筑，如环球中心、成都露天音乐公园主舞台等，提升学生的文化自信和民族自豪感。

分析这些建筑的设计特点和工程难度，让学生认识到我国在钢结构设计领域的国际地位。

3. 工程伦理与职业操守教育通过案例分析，讨论工程师在设计过程中应如何确保建筑结构的安全性和可靠性，培养学生的社会责任感。

引入工程伦理议题，让学生明确工程师的职业道德和责任担当。

4. 创新精神与团队协作能力培养鼓励学生参与钢结构设计的创新实践，如举办结构设计大赛等，激发学生的创新思维。

通过小组合作、项目式学习等方式，培养学生的团队协作精神和沟通能力。

三、教学方法与手段1. 案例教学：结合具有思政意义的钢结构工程案例，进行深入剖析和讨论。

2. 实地考察：组织学生参观钢结构建筑工地或已建成的钢结构建筑，增强感性认识。

3. 小组合作与项目式学习：通过分组合作完成实际设计项目，培养学生的团队协作和创新能力。

四、教学评价与反馈机制1. 课堂表现与参与度评价：观察学生的课堂表现，记录参与讨论和互动的情况。

2. 作业与项目评价：对学生的作业和实际设计项目进行评价，考察知识掌握情况和实践能力。

3. 学生反馈收集：定期收集学生对课程内容和教学方法的反馈，及时调整教学策略。

通过以上教学设计，旨在将思政元素有机融入《钢结构设计原理》课程中，实现知识传授与价值引领的相统一，培养出既具备专业素养又具备良好思想道德品质的学生。

土木《钢结构基本原理》教案课题名称（含教材章节）第一章绪论教学目的和要求：掌握钢结构设计方法，理解钢结构特点、应用及组成原理，了解钢结构的发展。

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：钢结构的特点和应用——重点钢结构的建造过程和内在缺陷钢结构的组成原理钢结构的极限状态和概率极限状态——难点钢结构的发展第一节钢结构的特点及应用一、钢结构的特点1、强度高、强重比大；塑性、韧性好；2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高；3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快；4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。

二、钢结构的应用1、重型结构及大跨度建筑结构；2、多层、高层及超高层建筑结构；3、轻钢结构；4、塔桅等高耸结构；5、钢－混凝土组合结构。

第二节钢结构的设计原理与方法结构设计首层规范《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068）规定：结构的可靠度应采用以概率论为基础的极限状态设计方法分析确定。

钢结构和其他建筑结构一样，遵循“统一标准”要求，采用的也是以概率论为基础，用分项系数表达的极限状态设j计方法。

极限状态设计方法，在前序课程（如钢混结构、地基与基础等），对此以作详细介绍，此课就不再讲述，认真进行复习。

通过复习应掌握以下概念：结构的极限状态；结构的基本功能要求；结构的可靠度；失效概率；荷载及强度的标准值与设计值。

第三节钢结构的发展我国是最早应用钢结构的国家，但是历史的原因致使现代建筑钢结构的应用及发展与发达国家相比，已有相当大的差距，最大的差距在于建筑钢结构。

97年新发布的《中国建筑技术政策》中强调要重点发展建筑钢结构，国家相关部门也多次发布文件，要求扩大钢结构住宅的市场占有率。

96年我国钢产量已开始超亿吨，居世界首位，为钢结构发展奠定物质基础，对钢材的使用已由“节约使用”变为“合理用钢”、“加大建筑用钢”。

当今我国建筑业中发展最快的就是钢结构，最缺的人才也是钢结构专业，发展钢结构以带动其它相关产业的发展，已成为建筑业发展的重要任务。

钢结构基本原理第二版课程设计
介绍
钢结构是现代建筑中广泛使用的一种结构形式。

与传统的混凝土结构相比，钢
结构具有重量轻、强度高、施工速度快等优点，因此被广泛应用于高层建筑、桥梁、机场和体育场馆等领域。

本课程设计旨在介绍钢结构基本原理第二版的相关知识。

主要内容包括钢结构
设计的基本概念、原则和方法，以及常见的钢结构构件的设计与计算方法。

钢结构设计基本概念
1.钢结构的定义
钢结构是使用钢材进行构造的建筑结构。

它包括钢柱、钢梁、钢板、钢框架、钢桥、钢塔等构件。

2.钢结构的构成
钢结构由钢构件、连接件和支撑件组成。

其中，钢构件是构成钢结构的基本单元，支撑件主要用于支撑各种构件，连接件则用于连接各种构件，
使钢结构形成一个整体。

3.钢结构的设计原则
钢结构的设计应符合以下原则：
–安全性原则：钢结构的设计应保证结构在正常使用和极限荷载情况下不发生破坏或塌陷，保证人身和财产安全。

–经济性原则：钢结构的设计应在保证安全的前提下，尽量减少成本，提高利润。

1。

中南大学土木建筑学院土木工程专业（本科）《钢结构基本原理》课程设计任务书题目：铜樞架1姓名：班级：学号：建筑工程系目录一、设计资料一、设计构件某多层图书馆二楼书库楼面结构布置图如图，结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值4册伽〃『（单号）、8RN伽亦（双号），楼面板为150mm厚单向实心钢筋混凝土板，荷载传力途径为：楼面板一次梁一主梁一柱一基础。

设计中仅考虑竖向荷载和活载作用，框架梁按连续梁计算，次梁按简支梁计算。

其中框架柱为焊接H型钢，截面尺寸为H500X300 X 14X20二、设计内容要求（1）设计次梁截面CL-lo（2）设计框架主梁截面KL-K（3）设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点，要求釆用焊缝连接，短梁段长度一般为0.9〜l・2m。

（4）设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点，要求采用高强螺栓连接。

（5）绘制主梁与柱连接节点详图，短梁段及梁体连接节点详图，梁体截面详图（1#图纸一张，手工绘制），KL-1钢材用量表，设计说明等。

（6）计算说明书，包括构件截面尺寸估算、荷载计算、内力组合、主次梁截面设计、主次梁强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算。

提示:44dCL-1:—————―——CL-1CL-1CL-1LL-1I 1豆・LL-1d・LL-1I1・LL-1v-4dO■SCL-1CL-1CL-1CL-1—I1I O O忖吕LL-1. LL-1・LL-1. LL-1•O J■8CL-1CL-1CL-1CL-1O I1I1I18日且且14・LL-1■・LL-13• LL-1LL-1■S1008100S100■ ■S1001•・.J J dA图1结构平而布置图O8IO8cB)(1) 取其中一棉框架进行计算，如轴线3,计算中要考虑活荷载的不利布置。

(2)框架梁与柱为固结，次梁与框架梁之间为较接。

三、进度安排周一：构件尺寸估算和楼盖荷载计算； 周二：楼盖内力计算及内力组合； 周三：主梁截面设计及连接设计计算； 周四：施工图绘制； 周五：计算文本整理。

钢结构基本原理课程教案课程编号：07100210使用专业：土木工程（本科）学时： 56学时课程的性质、任务：钢结构基本原理是高等工科院校土木工程专业的一门主要专业基础课，通过本课程的教学，使学生掌握钢结构的基本知识、基本理论和基本方法，具有进行一般工业与民用建筑钢结构设计的能力，同时也为学生从事钢结构科研或钢结构制造、安装工作打下必要的基础。

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、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；3、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；4、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；5、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；6、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、《钢结构设计规范》（BG50017－2003）第一章概述（1学时）学习要点：1．掌握钢结构的特点和钢结构的应用；2．了解钢结构的现状和发展趋势。

§ 1.1 钢结构的特点1．讲授内容强度高、结构重量轻；塑性韧性好；材质均匀；制作简便施工周期短；密闭性好；具有可焊性；耐热，不耐火；易腐蚀。

2．教学重点、难点：①掌握钢结构的特点；②钢材的性能指标中的韧性指标在第二章“材料性能”中详细讲解。

3．授课方式：自学与讲授相结合。

4．教学手段：采用多媒体课件展示图片。

§1.2 钢结构的应用和发展1．教授内容：①钢结构的应用：大跨度结构；重型厂房；承受动力荷载的结构；高层及高耸结构；可移动结构；轻型结构；构筑物。

②钢结构的发展：钢结构用材料；钢结构的设计方法；钢结构的结构形式；钢结构设计优化；钢结构的防火。

钢结构基本原理课程设计报告2014-2-20目录一、构建整体信息及其简化模型二、楼盖荷载计算及次梁设计2.1 结构材料材质2 2 荷载组合计算2 3 计算最大弯矩与剪力设计值2.4 确定次梁的截面尺寸2.5 次梁验算三、框架梁内力组合计算及其设计3.1 力学模型分析及其内力计算3.2 框架梁的设计及验算四、验算框架柱的承载能力五、主梁短梁段与柱的焊缝连接设计5.1 焊缝处内力计算5.2 焊脚尺寸的设计5.3 验算焊缝强度六、设计框架主梁短梁段与梁体工地高强螺栓拼接节点6.1 连接处内力计算：6.2 高强螺栓的连接设计七、次梁与主梁的连接八、参考文献一、构建整体信息及其简化模型某多层图书馆二楼书库楼面结构布置图如图1，结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值42kN m,kN m，楼面永久荷载标准值52楼面板为120mm厚单向实心钢筋混凝土板，荷载传力途径为：楼面板－次梁－主梁－柱－基础。

设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。

框架梁按连续梁计算。

其中框架柱为焊接H型钢，截面尺寸为H600×300×12×18，楼层层高取3.9m.二、楼盖荷载计算及次梁设计简化要点：（1） 板面荷载按单向板分布；（2） 次梁与框架梁铰接连接，各次梁受力相同，可任取其中一根分析； （3） 框架梁按连续梁设计，应考虑荷载的最不利位置。

1.结构材料材质Q345钢，22/180,/310mm N f mm N f v == E50焊条，2/200mm N f w f =2.荷载组合计算楼面板永久荷载标准值：m kN g k /3065=⨯= 楼面板自重标准值：m kN /18612.025=⨯⨯楼面板活载标准值： m kN q k /2464=⨯=楼面板恒载设计值：()m kN g d /6.572.11830=⨯+= 楼面板活载设计值：m kN q d /6.334.124=⨯= 组合均布荷载标准值为：m kN /72241830=++ 组合均布荷载设计值为：m kN /2.916.336.57=+3.计算最大弯矩与剪力设计值在设计荷载作用下的最大弯矩为：KN/m 6.72982.91818122m ax =⨯⨯==ql MkN ql V 8.36482.912121m ax =⨯⨯==4.确定次梁的截面尺寸次梁所需的截面抵抗矩(钢梁自重未知，故考虑安全系数1.02）：366104.2310106.72902.102.1mm f M W d x ⨯=⨯⨯=⋅=次梁选用H 形截面，则选用HN600×200. 查表得其截面特征：2213644135201711241/1061061.21078200200600mm mmt mm t mm i m kg mm W mm I B H x x x 截面面积：理论重量：===⨯=⨯=⨯=⨯若考虑梁的自重：kNl q V m kN l q M mm N q 80.369845.92212160.739845.928181/45.92108.91062.12.911max 221max 31=⨯⨯==∙=⨯⨯===⨯⨯⨯+=-5.次梁验算（1）按抗弯强度验算2236/310/88.26910261005.11060.739mm N mm N W M x x x <=⨯⨯⨯==γσ 故次梁的抗弯强度满足要求。

2013级土木工程专业《钢结构》课程设计任务书钢结构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，进行基本的钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。

设计题目：钢结构平台梁板柱的设计钢结构平台的梁格布置如如上图所示。

铺板为预制钢筋混凝土板。

平台永久荷载（包括铺板重力）为5kN/m2,荷载分项系数为1.2，可变荷载分项系数为1.5kN/m2，荷载分项系数为1.4；活荷载F=552.9kN,钢材采用Q235, E43型焊条，焊条电弧焊。

试对此钢结构平台的次梁、主梁和柱子（包括柱脚）进行设计要求：1. 每位同学自己独立完成，不能有任何雷同的课程设计计算书，否则都记为不及格；2. 课程设计计算书可以手写也可以打印，打印使用A4纸张；3. 完成并提交期限时间为第15周周五（12月9日）。

提示：可以参考教材P131例题4-2，P135例题4-4，P149习题4-10，P186习题5-2。

（b）次梁布置简图设计资料:(b)课程设计说明书》格式规范一、封面要求学生提交的正稿封面样式附后。

评定成绩必须有教师签名并写出评语。

二、正文规范1、字体字号要求①设计标题用小三号黑体、居中，英文标题对应用小三号Times NewRoman、居中，“摘要”用5号黑体，中文摘要内容用5号宋体，“ Abstract”用5号黑体，英文摘要内容用5号Times New Roman。

②课程设计正文内容第一级标题用四号黑体、靠左；第二级标题用小四号黑体、靠左；正文全文用小四号宋体、英文用Times New Roman 12。

③页码用小五号居中，页码两边不加修饰符，页码编号从正文开始。