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高等钢结构理论(土木工程核心课程)

时间:2020-11-02 21:49:00  点击:   发布者:

高等钢结构理论

0814土木工程一级学科研究生核心课程指南

一、课程概述

本课程为结构工程专业博士/硕士研究生的一门重要的专业基础课。随着钢结构在土木工程领域的推广和广泛应用,学习和掌握钢结构的基本理论,全面了解钢结构最新发展,对于成为土木工程高级专业人才是十分必要的。

二、先修课程

土木工程材料,材料力学,结构力学,弹性力学,钢结构设计原理。

三、课程目标

结构形式及其构造对结构力学性能的重要性、了解钢结构研究及实际工程应用发展趋势。课程内容包括钢结构的基本构件受力性能以及断裂、疲劳性能;基本构件和结构的稳定性能;构件和体系设计的相关理论和方法;节点及连接设计等。

四、适用对象

土木工程/结构工程博士研究生及硕士研究生。

五、授课方式

采用PPT+板书讲授,课堂讨论。

六、课程内容

第一讲 钢结构的基本性能

包括钢材的生产及其对材性的影响;钢结构的加工、安装对构件性能的影响;外界作用对钢结构性能的影响。

第二讲 钢结构稳定问题概述

包括稳定问题的基本概念;失稳的类别;结构稳定问题的特点;稳定设计的原则。

第三讲钢结构的基本构件

包括轴心受力构件、受弯构件和拉弯、压弯构件的强度和稳定问题以及相关设计方法。

第四讲 钢结构框架分析

框架二阶弹性近似分析计算方法;框架二阶弹塑性分析及简化;框架二阶效应的重要性。

第五讲 钢结构的连接与节点

包括钢结构的基本连接形式及其设计方法;钢结构的节点构造设计;抵抗疲劳的构造、抵抗脆性断裂的构造。

第六讲 中、美钢结构规范主要规范条文分析计算与设计对比

包括钢结构基本受力性能;稳定性;梁、柱等主要受力构件的设计方法等。

上课次数

学时

教学内容

教学方式(讲授、研讨、实验、自学等)

第1次

4学时

1.钢结构的基本性能

(1)钢材的生产及其对材性的影响

(2)钢结构的建造过及其对构件性能的影响

(3)外界作用对钢结构性能的影响

2.钢结构稳定问题概述

(1)钢结构的失稳破坏

(2)失稳类别

(3)结构稳定问题的特点

(4)稳定计算中的整体观点

(5)稳定设计的几项原则






讲授

第2次

4学时

3.拉杆

(1)拉杆的极限状态

(2)净截面的效率

(3)角钢拉杆和螺纹拉杆

4.轴心压杆

(1)轴心压杆的极限状态

(2)轴心压杆的稳定计算

(3)压杆的计算长度






讲授

第3次

4学时

(4)格构式压杆

(5)压杆的截面尺寸

(6)压杆的支撑

5.受弯构件

(1)受弯构件的强度

(2)梁的过度塑性变形




讲授、讨论

第4次

4学时

(3)梁的整体稳定

(4)薄腹板梁的承载能力

(5)多钢种混用梁

(6)梁的截面尺寸


讲授

第5次

4学时

6.压弯构件和框架

(1)压弯构件的强度和平面内稳定

(2)压弯构件的空间失稳

(3)杆端约束和杆件计算长度


讲授、讨论

第6次

4学时

(4)框架

(5)压弯构件的截面尺寸

7.连接

(1)角焊缝的性能和计算

(2)抗剪螺栓连接

(3)抗拉螺栓连接

(4)兼承剪力和拉力的螺栓连接




讲授

第7次

4学时

(5)承受重复荷载的螺栓连接

(6)混合连接

8.构造设计

(1)构件的拼接

(2)梁与梁的连接

(3)梁与柱的连接(柔性连接、半刚性连接)




讲授

第8次

4学时

(4)梁与柱的连接(无加劲柱在节点区的计算、单层框架的刚性连接)

(5)柱脚

(6)桁架节点

(7)抵抗疲劳的构造

(8)抵抗脆性断裂的构造




讲授

第9次

4学时

中、美钢结构规范主要规范条文分析计算与设计对比。

(1)概率和可靠性理论基础

(2)受拉杆件分析与设计

(3)梁横向扭转屈曲



讲授、讨论

第10次

4学时

(4)板屈曲

(5)柱的分析与设计

(6)压弯构件分析与设计

(7)连接分析与设计

(8)受扭构件分析与设计



讲授、讨论

合计

40学时



其中理论课课时:36学时 研讨课课时:4学时 实验实践等环节课时:0学时

七、考核要求

课堂讨论成绩+期末考试成绩=总评成绩,总评成绩达到60分为合格。

八、编写成员名单

刘汉龙(重庆大学)、张川(重庆大学)、程睿(重庆大学)、石宇(重庆大学)、杨波(重庆大学)、武岳(哈尔滨工业大学)、王玉银(哈尔滨工业大学)、郭兰慧(哈尔滨工业大学)、赵宪忠(同济大学)、郑凯锋(西南交通大学)、苏明周(西安建筑科技大学)、吕朝锋(浙江大学)、施刚(清华大学)