同济大学《钢结构基本原理》课程教学大纲

《钢结构基本原理》课程教学大纲

课程编号：031126 学分：2.5 总学时：43

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》是土木工程、港口航道与海岸工程专业的专业基础课程，属必修课。

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。

三、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。

四、实验或上机内容

1. 认识实验

介绍钢结构构件的基本试验方法、试验方案设计、实验设备及其操作。

2. 综合实验

（1） H形、T形、十字形、L形和薄壁矩形截面轴心受压构件的整体稳定性试验

（2）工字形钢梁的整体稳定试验

（3）梁腹板的局部失稳试验

（4）高强度螺栓连接试验

3. 自主设计实验

不同截面形式、不同长细比等因素对轴压构件整体稳定性能的影响。

与实验相关的教学要求详见与本课程同步的《钢结构基本原理实验》课程大纲。

五、能力培养与人格养成教育

1. 知识传授

通过课堂讲授、习题练习、实验教学、参观等形式进行教与学，传授基本知识。

2. 能力培养

通过完成自由选题报告、课堂或课后质疑，掌握资料查询、归类、综合等基本方法，提高获取知识的能力；通过完成习题、思考题、实验、研究报告提高知识的理解和综合应用能力；通过文献阅读、提出观点、小组讨论、辩论提高逻辑思维能力和思辨能力；通过教学实验提高实际动手能力、发现问题及解决问题的能力；通过实地参观、结合课程教学的大学生创新实践活动和导师指导下的科研活动逐步提高工程实践能力；在实践活动及创新实践课题中强调系统思维和创新思维的重要性，提高创新能力；通过工程实践与科研小组活动，培养个体的自主学习能力和在集体中的交流合作能力，同时培养学生的组织协调与管理能力；通过课堂教学、聆听专家讲座，了解钢结构应用的国际最新动向，了解各国钢结构设计规范的共同基础和某些不同表达方式，理解国情对技术推广和应用的影响；通过对技术文献的自主调研，了解国际上对某一钢结构课题的研究进展。

3. 素质提升

以教师的知识与行为，以校园的文化氛围及土木工程对国计民生的重大影响感染学生和影响学生，在教学中潜移默化地渗入职业道德的熏陶；通过专家讲座，学习和感受大师

的科学态度与工作精神；通过作业和实验的训练养成认真负责的态度；运用科学的思维方式，引导学生解决抽象和复杂问题；以理论知识和工程经验的结合构建专业知识框架，以贯穿整个教学过程的知识传授和实践训练建立教学模式，培养学生对工程知识的理解能力和应用能力；通过分组实验提高学生的团队协作精神。

六、前修课程要求

工程力学I、工程力学II、结构力学I、结构力学II。

七、评价与考核

1. 知识的掌握与应用

占总成绩的60%，主要采用期末书面考试的方式评定。期末考试可采用开卷考试或半开卷考试。半开卷考试时，除统一配发的“资料汇编”以外，任何与课程教学内容相关的教材、讲义、参考书籍均不得带入考场。

2. 能力增强和素质提升

占总成绩的40%，其中根据作业、质疑、课堂讨论和自由选题报告等能力、素质评定占30%，实验课成绩占10%（按实验态度、操作技能、实验报告进行评定）。

八、学时分配

说明：本课程课堂教学为2.5学分，43教学学时。实验课（《钢结构基本原理实验》，课程编号：030290）另外安排教学时间，学时数为8，无单独学分；其成绩作为本课程成绩的组成部分。

九、教材与主要参考书