《钢结构》重点大纲.docx

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《钢结构》重点大纲

第一章：

概述

一、学习目的：

通过本章的学习，应明确钢结构的特点、钢结构的应用和发展。

掌握钢结构课程的性质和任务。

本章计划2学时。

二、课程内容

第一节钢结构课程的性质和任务

应了解、掌握和理解的主要内容为钢结构课程的性质和任务

第二节钢结构的特点

应了解、掌握和理解的主要内容为钢结构的五大优点三大缺点

第三节钢结构的应用和发展

应了解、掌握和理解的主要内容为钢结构在土木工程中的应用和发展

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点：

掌握钢结构的优缺点，明确钢结构的概念；了解钢结构的设计方法以及在工业与民用建筑中的应用。

（二）教学难点：

钢结构在土木工程中的应用；钢结构的特点；（钢结构的设计方法，极限状态的概念；结构构件的可靠度指标等内容已在钢筋混凝土结构课程中讲授）

（三）教学手段及教学环节：

列举大量的钢结构在土木工程中的工程实例进行讲授

四、思考与练习

1、钢结构的概念是什么？

它需要掌握哪些知识与内容？

2、举例说明钢结构在建筑中被广泛应用于何处。

它具有哪些优缺点。

第二章：

钢结构的材料

一、学习目的：

通过本章的学习，使学生掌握钢结构材料的要求；钢材的破坏形式；钢材的种类；钢材的规格；钢材的选择。

本章计划2学时。

二、课程内容

第一节钢结构对材料的要求

应了解、掌握和理解的主要内容为钢结构材料的三个要求，钢材的破坏形式；

第二节钢材的主要力学性能

应了解、掌握和理解的主要内容为钢材的抗拉、抗压、抗冲击等力学性能

第三节钢材的种类；钢材的规格；

应了解、掌握和理解的主要内容为钢材的种类；钢材的规格；钢材的选择

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点：

1、掌握钢材的主要性能及钢结构对材料的要求。

2、了解各种因素对钢材主要性能的影响及钢材在复杂应力作用下的屈服条件。

3、重点掌握钢材的种类和规格。

（二）教学难点：

钢材的选择；钢材在复杂应力作用下的屈服条件。

四、思考与练习

1、结构用钢应符合哪些条件？

常用的钢号有哪些？

2、以Q235为例说明钢材的主要机械性能及衡量各种性能的指标概念是什么？

3、影响钢材力学性能的主要因素有哪些？

其原因何在？

4、设计时，为什么要防止脆性破坏的产生？

5、在选择所使用的钢材时，应注意哪些问题？

6、轧制钢材常用形式有哪些？

它们的表示符号及意义是什么？

第三章：

钢结构的连接

一、学习目的

通过本章的学习，了解钢结构连接的类型，焊接方法和焊缝强度。

掌握对接焊缝连接的构造和计算方式。

掌握角焊缝的构造要求，直角角焊缝在各种受力状态下焊缝连接的计算。

明确焊缝的缺陷、质量检查和代号。

了解螺栓连接的排列和构造要求，掌握普通螺栓连接的工作性能，在各种受力状态下螺栓连接的计算方式和方法。

掌握高强螺栓连接的工作性能和抗剪，抗拉计算。

本章计划12学时。

二、课程内容

第一节钢结构连接方法

（一）焊缝连接

应了解、掌握和理解的主要内容焊缝连接的优缺点。

（二）铆钉连接

应了解铆钉连接的优缺点。

（三）螺栓连接

应了解、掌握和理解的主要内容螺栓连接的优缺点。

螺栓连接分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。

第二节焊接方法和焊缝连接的形式

（一）钢结构常用焊接方法

应了解的主要内容钢结构常用焊接方法。

焊缝代号、螺栓及其孔眼图例

（二）焊缝连接形式及焊缝形式

应了解、掌握和理解的主要内容为焊缝连接形式及焊缝形式

（三）焊缝缺陷及焊缝质量检验

应了解、掌握和理解的主要内容焊缝缺陷及焊缝质量检验方法

第三节角焊缝的构造与计算

（一）角焊缝的形式和强度

应了解的主要内容为角焊缝的形式和强度

（二）角焊缝的构造要求

应掌握和理解的主要内容为角焊缝的构造要求，最大焊脚尺寸；最小焊脚尺寸；侧面角焊缝的最大计算长度；角焊缝的最小计算长度；搭接连接的构造要求

（三）直角角焊缝强度计算的基本公式

应掌握和理解的主要内容为直角角焊缝强度计算的基本公式

（四）各种受力状态下直角角焊缝连接的计算

应掌握和理解的主要内容为各种受力状态下直角角焊缝连接计算的基本公式及其应用。

第四节对接焊缝的构造与计算

（一）对接焊缝的构造

了解的主要内容为对接焊缝的构造要求

（二）对接焊缝的计算

应掌握和理解的主要内容为在各种力作用下对接焊缝的计算

第五节螺栓连接

（一）螺栓的排列

了解的主要内容为螺栓并列和错列排列的形式

（二）螺栓连接的构造要求

应掌握和理解的主要内容为螺栓并列和错列排列的构造要求

第六节普通螺栓连接的工作性能和计算

（一）普通螺栓的抗剪连接

应掌握和理解的主要内容为抗剪螺栓连接的破坏形式，单个普通螺栓的抗剪承载力，

普通螺栓群抗剪连接计算。

（二）普通螺栓的抗拉连接

应掌握和理解的主要内容为普通螺栓的抗拉连接的计算

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点：

单个普通螺栓的抗剪承载力，普通螺栓群抗剪连接计算。

（二）教学难点：

普通螺栓群偏心受剪计算

（三）教学手段及教学环节

认真绘图，准确分析，认真讲授。

四、思考与练习

1、如何认识钢结构连接的重要性。

2、钢结构连接的方法与特点。

连接设计的主要依据是什么？

3、选择焊条须注意什么？

对常用的结构用钢Q235、Q345、Q390各选用何牌号的焊条？

4、焊缝质量检验分为几级？

它们对焊缝的设计强度有何影响？

5、焊缝连接及焊接的形式有哪些？

6、了解主要焊缝的代号、表示方法及意义。

7、何谓“焊口”，它对结构有何影响？

在工程结构设计计算时如何考虑？

8、对接焊缝连接中，焊缝连接计算有何特点？

该形式常用于何处？

9、角焊缝连接的形式及应用场合有哪些？

10、何谓“焊脚尺寸”与角焊缝的“有效厚度”？

确定焊脚尺寸有哪些规定？

11、侧焊缝的计算长度有何规定？

为什么？

12、在角焊缝有关计算时，GB50017－2003对侧焊缝与端焊缝如何对待？

而SDJ13－78又如何规定？

13、GB50017－2003的角焊缝计算的基本公式是什么？

它是如何推导出来的？

14、在轴心力作用下，对称板件与非对称构件采用角焊缝连接如何进行计算？

习题

第四章：

轴心受力构件

一、学习目的

通过本章的学习，了解受力构件的应用和构造形式。

掌握轴心受压构件的强度和刚度计算。

掌握轴心受压构件的整体稳定和局部稳定。

掌握轴心受压实腹柱与格构柱的设计方法和步骤。

了解轴心受压实腹柱与格构柱的受力特点和构造要求。

了解柱头、栓脚的组成及各组成部分的作用。

掌握柱头、柱脚的设计方法及计算步骤。

本章计划12学时。

二、课程内容

第一节概述

轴心受力构件的应用和截面形式

应了解、掌握和理解的主要内容为轴心受力构件的应用和截面形式

第二节轴心受力构件的强度和刚度

（一）强度计算

应掌握和理解的主要内容为轴心受力构件强度计算的公式

（二）刚度计算

应掌握和理解的主要内容为轴心受力构件刚度计算的公式

（三）轴心拉杆的设计

应掌握和理解的主要内容为轴心拉杆的设计方法和步骤

第三节轴心受压构件的稳定

（一）轴心受压杆件的多柱子（）曲线

了解的主要内容为理想轴心受压构件临界力和考虑残余应力、初弯曲、初偏心等缺陷情况下轴心受压构件极限承载力的计算方法。

（二）轴心受压构件的整体稳定计算

应重点掌握和理解的主要内容为轴心受压构件的整体稳定计算；

第四节轴心受压实腹构件的局部稳定

应重点掌握和理解的主要内容为轴心受压构件的局部（翼缘、腹板）稳定计算

第五节轴心受压实腹柱的截面设计

（一）常用受压实腹柱的截面形式

了解的主要内容为常用受压实腹柱的截面形式

（二）轴心受压实腹构件的计算步骤

应重点掌握和理解的主要内容为轴心受压实腹构件的计算步骤

（三）轴心压杆实腹构件的构造要求

应掌握和理解的主要内容为轴心压杆实腹构件的构造要求

第六节轴心受压格构式构件

（一）格构柱的截面形式

了解的主要内容为常用格构柱的截面形式

（二）格构柱绕虚轴的换算长细比

应掌握和理解的主要内容为格构柱绕虚轴的换算长细比的计算

（三）缀材设计

应重点掌握和理解的主要内容为缀材（缀条、缀板）的设计方法及内力计算

（四）格构式柱的设计步骤

应重点掌握和理解的主要内容为格构式（缀条、缀板）柱的设计步骤

第七节柱头和柱脚

（一）梁与柱的连接

了解的主要内容为梁与柱常用的连接方法，柱头的构造要求

（二）柱脚

应重点掌握和理解的主要内容为柱脚的构造要求及设计方法，特别是底板的设计方法

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点

1、轴心压杆的整体稳定计算；

2、轴心受压杆的局部稳定计算；

3、实腹式格构式压杆的设计。

4、柱脚的设计。

（二）教学难点

轴心受压格构柱的受力特点，计算方法

（三）教学手段及教学环节

认真绘图，准确分析，认真讲授，逐渐引导，反复练习。

四、思考与练习

1、柱应用于何处。

柱的构造由哪三部分组成。

按受力型式与构造型式对其分类。

2、轴压实腹柱的受力特点是什么？

为什么说它的整体稳定性往往是截面设计的控制因素？

实际工程中理想的轴压柱存在否？

能否采取提高钢材的钢号来提高轴压实腹柱的整体稳定性？

3、轴压实腹柱在其整体稳定性计算时是按什么理论进行的？

计算公式是什么？

计算公式中的值是根据什么得到的？

为什么值要据柱两个方向中较大的长细比来确定？

4、压杆的计算长度与实际长度L是否一致？

如何确定的？

对杆件为什么要规定长细比的限值（λ）？

5、轴压实腹柱的翼缘与腹板局部稳定性验算公式是什么？

式中λ的取值为什么按两个方向中较大值计？

6、轴压实腹柱的型式有哪些。

以焊接工字型截面柱为例说明其截面选择的步骤。

7、当腹板高比不能满足局部稳定性要求时，可采取的措施有哪些？

8、轴压格构式构件与实腹式相比，构造与受力计算方面有何特点？

换算长细比的概念是什么？

其整体失稳沿什么方向出现？

轴压格构式构件整体稳定性计算中的值是如何确定的？

9、说明轴压格构柱截面选择的步骤。

10、轴压格构柱中缀材指的是什么？

它们对该柱的受力有何影响？

对缀材的设计依据是什么？

如何对它们进行结构布置与设计？

11、梁和柱的连接型式有哪几种？

它们的构造特点对柱及其梁柱间连接计算有何影响？

了解它们力的传递途径

12、梁和柱的连接型式有哪几种？

它们的构造特点对柱及其梁柱间连接计算有何影响？

了解它们力的传递途径。

习题

第五章：

受弯构件

一、学习目的

通过本章的学习，了解梁的分类及截面型式，掌握不同类型梁的应用。

熟练掌握钢梁的弯曲强度及其计算。

熟练掌握钢梁的整体稳定及局部稳定的计算。

掌握轧成梁、组合梁的设计计算步骤。

掌握焊接组合梁的梁高（或腹板高）选择的过程及依据。

本章计划12学时。

二、课程内容

第一节受弯构件的形式和应用

（一）实腹式受弯构件――梁

应了解和理解的主要内容梁的分类、形式和应用

（二）格构式受弯构件－桁架。

应了解和理解的主要内容桁架的分类、形式和应用

第二节梁的强度和刚度

（一）梁的强度

应重点掌握和理解的主要内容为抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度、在复杂应力作用下的强度，其中抗弯强度的计算又是重要的。

（二）梁的刚度

应了解和理解的主要内容梁的刚度计算

第三节梁的整体稳定

（一）梁整体稳定的概念

应了解和理解的主要内容梁的临界状态，稳定状态和失稳状态的基本概念

（二）梁的整体稳定性计算

应重点掌握和理解的主要内容为梁的整体稳定性计算的基本公式及梁的整体稳定系数的计算

第四节梁的局部稳定和腹板加劲肋设计

（一）受压翼缘的局部稳定

应重点掌握和理解的主要内容为受压翼缘的局部稳定计算

（二）腹板的局部稳定

应重点掌握和理解的主要内容为受压腹板的局部稳定计算

（三）仅用横向加劲肋加强的腹板

应重点掌握和理解的主要内容为仅用横向加劲肋加强的腹板的局部稳定计算

第五节考虑腹板屈曲后强度的梁设计

应重点掌握和理解的主要内容为考虑腹板屈曲后强度的梁设计方法和步骤

第六节型钢梁与组合梁的设计组合梁的设计

（一）型钢梁的设计

应重点掌握和理解的主要内容为型钢梁的设计计算原理和方法步骤，（单、双向弯曲型钢梁）

（二）组合梁的设计

应重点掌握和理解的主要内容为梁的截面高度、腹板、翼缘尺寸的确定，梁的整体稳定性和局部稳定计算

第七节梁的拼接、连接

应了解和理解的主要内容为梁的拼接、梁与柱的连接方法

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点：

1、了解梁的分类及截面型式，掌握不同类型梁的应用。

2、熟练掌握钢梁的弯曲强度及其计算。

3、熟练掌握钢梁的整体稳定及局部稳定的计算。

4、掌握轧成梁、组合梁的设计计算步骤。

5、掌握焊接组合梁的梁高（或腹板高）选择的过程及依据。

（二）教学难点

1、梁的整体稳定；

2、型钢梁的设计；焊接梁的设计；

3、梁的局部稳定；

4、梁加劲肋设计；

5、梁的连接。

（三）教学手段及教学环节

结合工程实例认真绘图，准确分析，认真讲授，逐渐引导，反复练习。

四、思考与练习

1、钢梁的抗弯强度计算在什么情况下可以考虑（或不考虑）截面部分发展性？

如果考虑截面部分发展塑性，在计算时是采取什么方式进行的？

水工钢结构如何考虑。

2、钢梁的强度计算包括哪些内容、计算公式中的符号代表什么意义，如何进行计算？

各计算点（危险点）均指何处？

在截面上是如何分布的？

3、钢梁丧失整体稳定性的概念与实质是什么？

其特点如何？

影响钢梁整体稳定承载力大小的主要因素是什么？

为提高临界载荷可采取什么工程措施？

4、掌握型钢梁的设计步骤与主要计算公式。

5、焊接组合梁的腹板、翼缘尺寸选择考虑因素有哪些？

6、焊接组合梁的拼接在何时何处进行？

其拼接方式有几种？

计算时注意什么问题？

7、组合梁（柱）局部失稳的概念是什么？

局部失稳的原因与出现形式有哪些？

对结构有何危害？

它们有何特点？

8、为防止薄板的局部失稳，对不同受力形式的板，应采取怎样的工程措施？

9、组合梁支承加劲肋与间隔加劲肋有何不同？

它们各设于何处？

其尺寸是根据什么确定的？

第六章：

受弯构件

一、学习目的

通过本章的学习，掌握偏心受力构件的分类及受力特点。

熟练掌握实腹式压弯构件整体稳定性的验算。

掌握偏心受压实腹柱的设计步骤及计算过程。

掌握偏心受压格构柱的设计计算过程。

掌握偏心受压柱柱头和柱脚的设计计算。

本章计划8学时。

二、课程内容

第一节拉弯和压弯构件的应用及其破坏形式

应了解、掌握和理解的主要内容为拉弯和压弯构件的在土木工程中的应用及其破坏形式

第二节拉弯和压弯构件的强度计算

应了解、掌握和理解的主要内容为拉弯和压弯构件单双向受弯时的强度计算

第三节压弯构件平面内、外的稳定计算

（一）单向压弯构件的失稳形式

理解单向压弯构件的失稳形式

（二）压弯构件在弯矩作用平面内整体稳定性计算

应重点掌握和理解的主要内容为压弯构件在弯矩作用平面内整体稳定性计算方法

（三）实腹式单向压弯构件在弯矩作用平面外整体稳定性计算

应重点掌握和理解的主要内容为压弯构件在弯矩作用平面外整体稳定性计算方法

第四节压弯构件的计算长度

（一）单层框架等截面柱在框架平面内的计算长度

应掌握和理解的主要内容为单层框架等截面柱在框架平面内的计算长度即有侧移框架和无侧移框架柱的计算长度

（二）多层框架等截面柱在框架平面内的计算长度

应掌握和理解的主要内容为多层框架等截面柱在框架平面内的计算长度

（三）框架柱在框架平面外的计算长度

第五节实腹式压弯构件的局部稳定计算

（一）工字形截面和箱形截面的受压翼缘板

应掌握和理解的主要内容为工字形截面和箱形截面的受压翼缘板局部稳定计算

（二）工字形截面和箱形截面的腹板

应掌握和理解的主要内容为工字形截面和箱形截面的受压腹板局部稳定的计算

（三）T形截面压弯构件的腹板

应掌握和理解的主要内容为T形截面压弯构件的腹板局部稳定计算

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点：

1、拉弯和压弯构件的强度计算；

2、压弯构件平面内的稳定实用计算；

3、实腹式压弯构件平面外的稳定实用计算；压弯构件的板件稳定；多层框架的梁柱连接；

（二）教学难点

实腹式压弯构件平面外的稳定实用计算；压弯构件的板件稳定；

（三）教学手段及教学环节

四、思考与练习

1、实腹式压弯构件整体失稳的可能性和实质是什么？

为什么对此类型柱有时需验算其强度？

2、压弯构件对其弯矩作用平面内外的整体稳定验算时，在公式中引入和的概念是什么？

3、对实腹式压弯构件在其弯矩作用平面内的整体稳定验算时，为什么有双轴对称与单轴对称截面之分？

它们在计算时有何异同？

4、梁和柱的连接型式有哪几种？

它们的构造特点对柱及其梁柱间连接计算有何影响？

了解它们的力的传递途径。