《钢结构基本原理》课程教学大纲
课程编号:031126 学分: 总学时:43 实验学时:8(另排)
大纲执笔人:罗烈 大纲审核人:陈以一
一、课程性质与目的
《钢结构基本原理》为土木工程专业本科学生的必修课,属于土木工程专业的专业基础课。
钢结构是现代土木工程的基本结构形式之一。设置本课程的目的,是使学生全面掌握钢结构材料、构件和连接的基础知识,理解钢结构分析的基本原理,为进一步学习各类钢结构与金属结构的设计、制作和建造提供基础。
本课程开设双语教学班。
二、课程面向学生
土木工程专业、港口航道与海岸工程专业
三、课程基本要求
1.了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景; 2.掌握钢结构材料的基本性能;
3.了解钢结构的典型破坏模式、破坏原因和力学分析的基本方法;
4.掌握钢结构基本构件及连接的性能、受力分析与设计计算; 5.了解钢结构体系的组成原理和典型结构形式的设计要点。
四、实验基本要求
通过一次认知实验、二次综合实验、一次自主设计实验,加深对钢结构基本概念和基本理论的理解,了解钢结构构件或连接的实验流程与方法,培养学生的实验技能和创新意识。详见与本课程同步的《钢结构基本原理实验》课程。
五、课程基本内容
1.绪论
钢结构的特点及应用;钢结构发展的历史、现状和趋势;钢结构的构件组成和主要结构形式
2.钢结构材料
钢材在单向均匀受拉时的工作性能;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;钢材抗冲击性能及冷弯性能;影响钢材性能的一般因素;钢材的脆性破坏和延性破坏、疲劳破坏和损伤累积破坏;钢结构防护;钢结构用钢材的分类。
3.钢结构的主要破坏形式
整体失稳破坏;板件局部失稳与屈曲后强度;强度破坏与塑性重分布;疲劳;脆性断裂及其机理。
4.钢结构的连接
连接的主要类型;对接焊缝构造和计算;角焊缝构造和计算;普
通螺栓连接构造和计算;高强螺栓连接构造和计算。
5.受拉构件及索
受拉构件的强度,净截面概念;截面效率;拉弯构件的截面强度及强度计算准则;轴力和弯矩的相关关系;索的基本力学性质。
6. 轴心受压构件
轴心受压构件的强度;轴心受压构件整体稳定的平衡方程及其理论解,长细比概念;影响整体稳定承载力的因素,整体稳定的工程计算方法;实腹式构件与格构式构件;轴心受压构件的局部稳定;防止局部失稳的设计原则和利用屈曲后强度的设计原则;宽厚比概念。
7.受弯构件
截面强度(受弯、受剪、局部承压及复合应力);单向受弯构件的整体稳定平衡方程及其理论解,自由扭转与约束扭转的概念;双向受弯构件的整体稳定;受弯构件的局部稳定;加劲肋设置;利用腹板局部屈曲后强度的设计原则。
8.压弯构件
压弯构件的截面强度;实腹式单向压弯构件的平面内、外整体稳定,等效弯矩系数的概念;格构式压弯构件整体稳定计算的方法;压弯构件的局部稳定。
9.桁架
桁架构成;力学分析基本假定;桁架的失稳破坏,杆件长细比。 10.拱
拱的力学特性;拱的失稳特征和稳定计算。