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钢结构自学指导书.doc

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《钢结构》自学指导书一、课程编码及适用专业课程编码:总学时:64面授学时:24自学学时:40适用专业:二、课程性质《《钢结构》是高等工科院校"土木工程专业"的一门重要专业基础课,主要研究土木建筑钢结构材料和结构构件工作性能及其设计计算原理和方法。三、本课程的地位和作用本课程是土木工程专业主干课程之一。通过本课程的学习学生应系统地学习掌握钢结构的基本理论、基本知识,钢结构构件和连接设计的基本方法,为后续课程的学习和今后从事较复杂的钢结构设计、施工和钢结构的研究奠定必要的基础。四、学习目的与要求本课程的目的是使学生统地学习掌握钢结构的基本理论、基本知识。

钢结构构件和连接设计的基本方法。基本要求如下: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、理解“钢结构”的设计方法;3、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;4、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;5、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;6、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;7、理解《钢结构设计规范》条文规定,并能够正确应用。五、本课程的学习方法为了学好本课程,首先要具有正确的学习目的和态度。

应为我国社会主义现代化事业而学习。在学习中要刻苦钻研、踏踏实实、虚心求教、持之以恒。在学习时要抓住基本的概念、基本分析方法;要理解问题是如何提出和引申的,又是怎样解决和应用的;要注意各部分内容之间的联系,前后是如何呼应的;要重在理解,能提出问题,积极思考,不要死记;要注重各个章节之间的联系,应有完整的系统概念。通过习题可以巩固和加深对所学理论的理解,并培养分析能力和运算能力,所以应按要求完成布置的作业题。解题前,要对所学内容基本掌握;解题时,要看懂题意,注意分析,熟练应用各种理论和公式。除学习规定教材外,应参阅相关的参考书。如有条件,可通过工作中实际应用和巩固所学理论,训练解决实际问题的能力。

通过各个学习环节,培养分析和解决问题的能力和创新精神。解决问题不是仅仅照着书本上的例题作练习题,而是要求使用已有的知识对提出的要求和论据能理解和领悟,并能提出自己的思路和解决问题的方案,这是一个创新过程。六、自学内容与指导第一章绪论(一)自学内容本章的主要知识点是钢结构的特点、钢结构设计方法以及钢结构应用和发展。教学要求了解钢结构的发展概况,及其在我国现代化建设中的作用和地位。掌握钢结构的特点及其合理应用范围;了解在我国关于采用钢结构的方针政策;了解结构按极限状态的设计方法;了解钢结构设计中的主要问题及发展方向。(二)本章重点无(三)本章难点无(四)本章考点钢结构的特点及其合理应用范围、结构按极限状态的设计方法(五)学习指导通读第二章钢结构材料第三章钢结构的设计方法(一)自学内容本章的主要知识点是:钢结构对材料的要求。

钢结构破坏形式,钢结构主要性能,各种因素对钢材主要性能的影响,复杂应力作用下钢材的屈服条件,钢材的疲劳,钢的种类和钢材规格。教学要求是:1)了解钢材在不同条件下可能发生的两种破坏形式,即塑性破坏和脆性破坏;两种破坏形式的区别和脆性破坏的危险性;为了防止和避免钢结构发生脆性破坏,应该正确选用钢材,正确设计、加工和正常使用。2)掌握钢材抗压强度、伸长率、屈服点和冷弯试验合格的意义,以及采用屈服点作为静力强度设计指标的根据。3)了解钢材疲劳的原因、现象和后果,疲劳计算的方法和原则,以及冲击韧性的意义。4)了解促使钢材可能脆性破坏的诸因素。应力集中是诸因素中的重要方面,是设计工作者在实践中应重视的问题。

应掌握它产生的原因和后果,以及减少应力集中的措施和重要性;其次是温度的影响,低温将使钢材脆性破坏。了解如何根据具体条件和使用要求选用钢材,能正确选用钢材规格。(二)本章重点钢材抗压强度、伸长率、屈服点和冷弯试验合格的意义,以及采用屈服点作为静力强度设计指标的根据(三)本章难点钢材疲劳的原因、现象和后果,疲劳计算的方法和原则,以及冲击韧性(四)本章考点钢材抗压强度、伸长率、屈服点和冷弯试验合格的意义,以及采用屈服点作为静力强度设计指标的根据(五)学习指导通过本章的学习,要求学生通过四个试验确定钢材的基本性能,掌握各性能指标的含义,以及影响钢材料的主要因素。钢材既可能塑性破坏。

也可能脆性破坏。应正确选用钢材,重视构造设计以防止脆性破坏。难点是疲劳计算以及对影响钢材脆性破坏因素的正确理解。第四章钢结构的连接(一)自学内容本章的主要知识点是:钢结构连接方法、焊接方法和焊缝连接形式,角焊缝的构造与计算,对接焊缝的构造与计算,焊接应力和焊接变形,螺栓连接构造,普通螺栓连接的工作性能和计算。教学要求是:1)要求掌握连接的构造设计,能熟练地进行传力分析及连接计算。2)能严格区分:a)焊逶的对接焊缝连接和直角角焊缝连接的工作状态和计算方法的不同点。b)普通螺栓连接和摩擦型高强螺栓连接的工作状态和计算方法的不同占点。3)了解各种连接的特点。了解焊缝残余应力和焊接残余变形的基本概念。

(二)本章重点本章所有涉及到的关于两种连接方式的计算都是重点。(三)本章难点不同受力情况下的连接的计算。(四)本章考点焊缝和普通螺栓的计算。(五)学习指导本章涉及到的建筑力学的知识较多,不明白时参阅建筑力学课本。第五章受弯构件(一)自学内容本章节主要知识点是:受弯构件的形式和应用,梁的强度和刚度,梁的整体稳定,梁的局部稳定和腹板加劲肋设计。教学要求是:1)掌握受弯构件设计中的第一和第二种极限状态的设计内容。2)了解梁整体稳定性的基本概念,掌握设计规范规定的既做到算方法。3)解组合梁腹板上配置加劲肋的方法,并能进行腹板的受压翼缘的局部稳定性计算。

4)掌握型钢梁和焊接梁的截面选择和验算方法。5)学会梁的构造及其计算,包括翼缘与腹板连接的计算,支承加劲肋的计算;了解梁截面的改变方法及主次梁连接方法。(二)本章重点梁的强度和刚度,梁的整体稳定,梁的局部稳定和腹板加劲肋设计(三)本章难点梁的整体稳定,梁的局部稳定和腹板加劲肋设计(四)本章考点梁的强度和刚度的计算梁的整体稳定和局部稳定的了解(五)学习指导通过本章的学习,要求学生掌握:梁的强度和刚度问题;梁的整体问题,包括整体稳定和局部稳定;梁的截面选择,包括型钢梁和工字形焊接组合梁;梁的构造问题。第六章轴心受压构件拉弯和压弯构件(一)自学内容本章节主要知识点是:轴心受压构件设计和轴心受压柱的设计与计算。

拉弯构件的强度的计算方法,压弯构件的稳定(包括整体稳定性和局部稳定性),压弯构件的设计。1)本章主要知识点是轴心受压构件设计和轴心受压柱的设计与计算。教学要求是:2)了解轴心受拉和轴心受压构件都必须同时满足第一和第二种极限状态的要求。3)掌握轴心受力构件强度承载力的计算方法。4)了解影响轴心受压构件的临界力的主要因素以及提高轴心受压构件整体稳定承载力的主要方法,掌握整体稳定性的计算方法。5)了解局部稳定性及宽厚比限值的概念,掌握局部稳定性的计算方法。6)学会实腹式和格构式轴心受压构件的截面选择及验算方法。会计算格构式构件的缀条。7)了解拉弯、压弯构件的破坏形式,会进行强度和刚度验算。

8)会验算实腹式压弯构件在弯距作用下平面内和弯距作用平面外的整体稳定性,了解影响整体稳定性承载能力的主要因素。9)会验算组成实腹式压弯构件的板件的局部稳定性。(二)本章重点1、轴心受力构件强度承载力的计算方法2、局部稳定性的计算方法3、验算实腹式压弯构件在弯距作用下平面内和弯距作用平面外的整体稳定性4、会验算组成实腹式压弯构件的板件的局部稳定性。(三)本章难点1)局部稳定性的计算方法2)验算实腹式压弯构件在弯距作用下平面内和弯距作用平面外的整体稳定性会验算组成实腹式压弯构件的板件的局部稳定性。(四)本章考点轴心受力构件强度承载力的计算方法局部稳定性的计算方法(五)学习指导通过本章的学习。

要求学生掌握:钢结构轴心受力构件两个极限状态的基本要求,构件的强度计算,构件的刚度计算,临界力的基本概念和实腹式构件的整体稳定性验算,局部稳定性和宽厚比限值的基本概念,格构式柱对齐实轴与虚轴稳定性验算,横向剪力和缀件的计算,轴心受力构件的截面选择。能验算拉弯、压弯构件的强度和刚度,了解实腹式压弯构件的整体稳定性,包括在弯距作用下平面内和弯距平面外的整体稳定性,并会验算;会验算实腹式压弯构件的局部稳定性。难点是整体稳定和局部稳定的验算。第七章屋盖结构(一)自学内容本章主要知识点是:屋盖结构的形式,屋盖支撑和屋盖结构设计。教学要求是:1)较好地掌握由平面屋架组成的屋盖体系中

2)掌握实腹式檀条的强度、稳定和刚度计算,了解桁架式檀条。3)掌握普通钢屋架设计,包括;屋架的荷载计算,杆件内力计算和组合,正确选择杆件的截面型式和确定计算长度,选择截面并验算各杆件的承载力,计算节点连接并绘制钢屋架施工图。(二)本章重点1、支撑体系的作用,位置和设计方法。2、实腹式檀条的强度、稳定和刚度计算3、普通钢屋架设计,包括;屋架的荷载计算,杆件内力计算和组合,正确选择杆件的截面型式和确定计算长度,选择截面并验算各杆件的承载力,计算节点连接并绘制钢屋架施工图(三)本章难点普通钢屋架设计(四)本章考点实腹式檀条的强度、稳定和刚度计算(五)学习指导通过本章的学习。

要求学生理解钢屋盖支撑体系的布置要求,掌握檀代的设计方法,完成普通钢屋架计算绘图作业。通过完成钢屋架计算绘图作业,掌握钢屋盖普通钢屋架设计的各个环节,如:支撑体系的布置,屋架形式、尺寸的确定,荷载、杆件内力的计算,杆件内力计算的组合,杆件合理载面型式的选择,节点构造设计和节点大样图的的绘制等。在完成作业过程中,要求能综合、全面运用前几章所学的钢结构基本知识、基本计算技能,达到具备初步设计钢屋架的能力。另外第八章和第九章作为简单了解性内容,考试不涉及。七、自学进度及各章节学时安排自学周数16周,每周保证3学时,总计40学时。在自学过程中,除了保证时间外一定要做练习,独立完成布置的作业分两次寄回学校。

最好将各章后面的有关习题及所介绍参考书上的有关习题也做一下。只有通过练习才能达到对所学内容理解、消化的目的,进而掌握它。各章节学时安排如下(不包括作业学时)。自学进度表周次学时内容学习要求作业12绪论钢结构的特点、钢结构设计方法以及钢结构应用和发展P921钢结构的材料22钢结构的材料钢材的破坏形式钢材的主要性能各种因素对钢材主要性能的影响P26—1、9P3871钢结构的材料32钢结构的连接钢结构的连接方法焊接方法和焊缝连接形式角焊缝的构造与计算对接焊缝的构造与计算414245461钢结构的连接42钢结构的连接焊接应力和焊接变形螺栓连接的构造普通螺栓连接的工作性能和计算高强度螺栓连接的工作性能和计算48494104114121钢结构的连接52受弯构件受弯构件的形式和应用梁的强度和刚度梁的整体稳定和支撑51521受弯构件62受弯构件梁的局部稳定和腹板加劲肋设计考虑腹板屈曲后强度的梁设计特点53541受弯构件73轴心受力构件轴心受力构件的强度和刚度轴心受压构件的设计61~6583轴心受力构件轴心受压柱的设计柱头和柱脚67~61293拉弯和压弯构件拉弯和压弯构件的强度102拉弯和压弯构件压弯构件的稳定压弯构件的设计1拉弯和压弯构件112屋盖结构屋盖结构的组成和形式檩条、拉条和撑杆思考题1、2121屋盖结构屋盖支撑屋架思考题4、5132门式刚架门式刚架的设计思考题3、4、51门式刚架142门式刚架门式刚架的设计1门式刚架152钢结构制作安装钢结构制作安装的过程无1钢结构制作安装162复习1复习八、参考资料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》上册钢结构基础陈绍蕃顾强主编中国建筑工业出版社4、《钢结构设计规范》(BG50017-2003)作业:1。

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