《钢结构》教学大纲
一、课程基本信息
课 程 编 号： 3411220 课程中文名称：钢结构 课程英文名称：Steel Structure 课 程 类 型： 专业必修课
总 学 时： 54 理论学时：54 学 分： 3 适 用 专 业： 土木工程
先 修 课 程： 《材料力学》、《结构力学》、《结构设计原理》 开 课 单 位： 土木工程学院
二、课程性质和任务
《钢结构》是工科土木工程类专业限定性选修课程，该课程既有理论分析，又包含试验研究，同时还与各种现行的设计规范、具体工程实践以及其它专业基础课和专业课密切相关，具有信息量大、理论性与实践性并重等特点，是研究钢结构工作性能及合理设计的一门工程技术型课程。
本课程的主要任务是着重讲授钢结构的基本理论与基本知识，使学生掌握钢结构的选材、构造原理、计算方法与结构布置原则，具备一般土木工程钢结构设计的基本技能；为将来从事钢结构的设计、施工打下坚实的基础。
三、课程教学目标
通过本课程的学习，学生能够：
1．能正确地选用钢材，并能对所选钢材提出必要的保证项目；
2．了解焊缝和螺栓连接的工作性能，掌握直角角焊缝和螺栓连接的构造及 计算；
3．了解基本构件（轴心受力构件，梁，拉弯压弯构件）的工作性能，掌握 这些基本构件的强度，刚度，稳定的设计计算，对钢结构的各种稳定问题建立比
较清楚的概念；
4．运用钢结构设计规范进行基本构件和简单钢结构的设计。
四、理论教学环节和基本要求
（一）绪论
1．了解钢结构的特点、钢结构设计方法以及钢结构应用和发展； 2．了解在我国关于采用钢结构的方针政策； 3．了解结构按极限状态的设计方法；
4．了解钢结构设计中的主要问题及发展方向。 （二）钢结构材料
1．了解塑性破坏和脆性破坏；了解促使钢材可能脆性破坏的诸因素； 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； 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。 （三）钢结构的连接
1．了解各种连接的特点。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
1）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。 2）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点。 3．了解焊缝残余应力和焊接残余变形的基本概念。 （四）受拉构件及索
1．熟悉轴心受拉构件的强度计算； 2．掌握拉弯构件的设计与计算； 3．知道索的力学特性和分析方法。 （五）轴心受压构件
1．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；
2．掌握轴心受力构件强度承载力的计算方法；
3．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；
4．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； 5．掌握实腹式和格构式轴心受压构件的截面选择及验算方法； 6．掌握计算格构式构件的缀条。 （六）受弯构件
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计算方法； 3．掌握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。 （七）压弯构件
1．了解压弯构件的破坏形式，会进行强度和刚度验算；
2．掌握验算实腹式压弯构件在弯矩作用平面内和弯矩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；
3．掌握验算组成实腹式压弯构件的板件的局部稳定性。
五、实践教学环节和基本要求
（一）课程设计教学目的及基本要求
1．掌握平面屋架组成的屋盖体系中支撑体系的作用、布置和设计方法，掌 握普通钢屋架的设计, 能正确绘制钢屋架施工图；
2．独立完成设计内容，设计结果应符合现行规范的要求；
3．计算书中应包括设计内容的有关说明，绘制施工图所需求的全部计算及 屋盖结构布置图；
4．施工图应包括屋架简图、屋架结构图、节点图、材料表及必要的零件大 样图和设计说明。
（二）课程设计内容及安排
1．确定屋架型式与尺寸，选择钢材及连接材料； 2．布置屋盖支撑并按比例绘出支撑布置图； 3．用图解法求杆力系数；
4．荷载汇集； 5．杆内力组合； 6．选择杆件截面； 7．节点设计； 8．绘制施工图；
9．计算书一份。
六、有关教学环节的说明
（一）教学方法
《钢结构》作为一门专业基础课，理论和实践性均较强。在课程教学中，采用传统课堂讲授的同时，将教学和实践紧密结合。本课程的学习应结合认识实习参观钢结构制造厂，或组织看有关录像，以获得钢结构制造工艺流程和焊接方面的感性认识。主要教学环节是：课堂的理论教学→观看教学录像、图片、模型→课程设计→毕业设计。 （二）教学手段
1．传统的教学手段：《钢结构》作为一门专业基础课，基本概念和理论公式较多，采用传统的粉笔加黑板式的教学手段，通过老师绘声绘色的讲解，可增加学生的理解深度。
2．多媒体教学：充分利用信息时代的计算机，通过网络课件和电子教案等进行教学。使用计算机可以很方便地进行图片的放大、缩小，可以很形象的演示钢构件的连接、失稳等，也能很方便、很系统地介绍一些工程实例，可以加大课程信息量，提高教学效果。
3．辅助教学手段：通过图片和模型、动画演示、实习等辅助手段，提高教学的趣味性，增加感性认识。如对于一些基本构造如抗风柱连接节点、柱脚等，利用图片、模型帮助学生理解，以加强学生的空间概念，增加感官认识。
（三）课程的考核方式
考试题量和难度的梯度按教学要求的不同层次安排。本课程采用闭卷考核方法，成绩评定综合考虑多种考核方式，其中平时和期中考试成绩共占30%，期末成绩占70%。
七、学时分配
八、教材及主要教学参考书目
1．教材
魏明钟. 《钢结构》（第三版）. 湖北：武汉理工大学出版社，2002.8 2．主要教学参考书目
[1] 沈祖炎. 《钢结构基本原理》. 北京：中国建筑工业出版社，2000.8 [2] 陈绍蕃. 《钢结构》（第二版）. 北京：中国建筑工业出版社，2003 [3] 陈绍蕃. 《钢结构设计原理》（第二版）. 北京：科学出版社，1998 [4] 王国周等. 《钢结构—原理与设计》. 北京：清华大学出版社，1993 [5]《钢结构设计规范》GBJ50017—2003. 北京：中国建筑工业出版社，2002
[6] 中华人民共和国国家标准《钢结构设计规范》（GB50017-2003）应用讲解. 北京：中国计划出版社，2003
[7] 中华人民共和国国家标准《钢结构设计规范》（GB50017-2003）专题指南. 北京：中国计划出版社，2003
九、其它
本课程的实验和实践教学还应包括认识实习、生产实习、结构实验和毕业设
计等环节，贯穿于专业教育的始终。通过认识实习使学生获得对钢结构及其构件的感性认识，通过生产实习和参观使学生了解钢结构及其构件的加工、制造、安装的相关知识，通过对钢架的结构实验使学生掌握钢结构及其构件的受力特点和实验方法，通过课程设计和毕业设计使学生掌握钢结构及其构件的设计过程和设计方法。
执笔人：柳爱群教研室主任：教学院长（主任）：
《钢结构》教学大纲
一、课程基本信息
课 程 编 号： 3411220 课程中文名称：钢结构 课程英文名称：Steel Structure 课 程 类 型： 专业必修课
总 学 时： 54 理论学时：54 学 分： 3 适 用 专 业： 土木工程
先 修 课 程： 《材料力学》、《结构力学》、《结构设计原理》 开 课 单 位： 土木工程学院
二、课程性质和任务
《钢结构》是工科土木工程类专业限定性选修课程，该课程既有理论分析，又包含试验研究，同时还与各种现行的设计规范、具体工程实践以及其它专业基础课和专业课密切相关，具有信息量大、理论性与实践性并重等特点，是研究钢结构工作性能及合理设计的一门工程技术型课程。
本课程的主要任务是着重讲授钢结构的基本理论与基本知识，使学生掌握钢结构的选材、构造原理、计算方法与结构布置原则，具备一般土木工程钢结构设计的基本技能；为将来从事钢结构的设计、施工打下坚实的基础。
三、课程教学目标
通过本课程的学习，学生能够：
1．能正确地选用钢材，并能对所选钢材提出必要的保证项目；
2．了解焊缝和螺栓连接的工作性能，掌握直角角焊缝和螺栓连接的构造及 计算；
3．了解基本构件（轴心受力构件，梁，拉弯压弯构件）的工作性能，掌握 这些基本构件的强度，刚度，稳定的设计计算，对钢结构的各种稳定问题建立比
较清楚的概念；
4．运用钢结构设计规范进行基本构件和简单钢结构的设计。
四、理论教学环节和基本要求
（一）绪论
1．了解钢结构的特点、钢结构设计方法以及钢结构应用和发展； 2．了解在我国关于采用钢结构的方针政策； 3．了解结构按极限状态的设计方法；
4．了解钢结构设计中的主要问题及发展方向。 （二）钢结构材料
1．了解塑性破坏和脆性破坏；了解促使钢材可能脆性破坏的诸因素； 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； 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。 （三）钢结构的连接
1．了解各种连接的特点。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
1）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。 2）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点。 3．了解焊缝残余应力和焊接残余变形的基本概念。 （四）受拉构件及索
1．熟悉轴心受拉构件的强度计算； 2．掌握拉弯构件的设计与计算； 3．知道索的力学特性和分析方法。 （五）轴心受压构件
1．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；
2．掌握轴心受力构件强度承载力的计算方法；
3．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；
4．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； 5．掌握实腹式和格构式轴心受压构件的截面选择及验算方法； 6．掌握计算格构式构件的缀条。 （六）受弯构件
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计算方法； 3．掌握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。 （七）压弯构件
1．了解压弯构件的破坏形式，会进行强度和刚度验算；
2．掌握验算实腹式压弯构件在弯矩作用平面内和弯矩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；
3．掌握验算组成实腹式压弯构件的板件的局部稳定性。
五、实践教学环节和基本要求
（一）课程设计教学目的及基本要求
1．掌握平面屋架组成的屋盖体系中支撑体系的作用、布置和设计方法，掌 握普通钢屋架的设计, 能正确绘制钢屋架施工图；
2．独立完成设计内容，设计结果应符合现行规范的要求；
3．计算书中应包括设计内容的有关说明，绘制施工图所需求的全部计算及 屋盖结构布置图；
4．施工图应包括屋架简图、屋架结构图、节点图、材料表及必要的零件大 样图和设计说明。
（二）课程设计内容及安排
1．确定屋架型式与尺寸，选择钢材及连接材料； 2．布置屋盖支撑并按比例绘出支撑布置图； 3．用图解法求杆力系数；
4．荷载汇集； 5．杆内力组合； 6．选择杆件截面； 7．节点设计； 8．绘制施工图；
9．计算书一份。
六、有关教学环节的说明
（一）教学方法
《钢结构》作为一门专业基础课，理论和实践性均较强。在课程教学中，采用传统课堂讲授的同时，将教学和实践紧密结合。本课程的学习应结合认识实习参观钢结构制造厂，或组织看有关录像，以获得钢结构制造工艺流程和焊接方面的感性认识。主要教学环节是：课堂的理论教学→观看教学录像、图片、模型→课程设计→毕业设计。 （二）教学手段
1．传统的教学手段：《钢结构》作为一门专业基础课，基本概念和理论公式较多，采用传统的粉笔加黑板式的教学手段，通过老师绘声绘色的讲解，可增加学生的理解深度。
2．多媒体教学：充分利用信息时代的计算机，通过网络课件和电子教案等进行教学。使用计算机可以很方便地进行图片的放大、缩小，可以很形象的演示钢构件的连接、失稳等，也能很方便、很系统地介绍一些工程实例，可以加大课程信息量，提高教学效果。
3．辅助教学手段：通过图片和模型、动画演示、实习等辅助手段，提高教学的趣味性，增加感性认识。如对于一些基本构造如抗风柱连接节点、柱脚等，利用图片、模型帮助学生理解，以加强学生的空间概念，增加感官认识。
（三）课程的考核方式
考试题量和难度的梯度按教学要求的不同层次安排。本课程采用闭卷考核方法，成绩评定综合考虑多种考核方式，其中平时和期中考试成绩共占30%，期末成绩占70%。
七、学时分配
八、教材及主要教学参考书目
1．教材
魏明钟. 《钢结构》（第三版）. 湖北：武汉理工大学出版社，2002.8 2．主要教学参考书目
[1] 沈祖炎. 《钢结构基本原理》. 北京：中国建筑工业出版社，2000.8 [2] 陈绍蕃. 《钢结构》（第二版）. 北京：中国建筑工业出版社，2003 [3] 陈绍蕃. 《钢结构设计原理》（第二版）. 北京：科学出版社，1998 [4] 王国周等. 《钢结构—原理与设计》. 北京：清华大学出版社，1993 [5]《钢结构设计规范》GBJ50017—2003. 北京：中国建筑工业出版社，2002
[6] 中华人民共和国国家标准《钢结构设计规范》（GB50017-2003）应用讲解. 北京：中国计划出版社，2003
[7] 中华人民共和国国家标准《钢结构设计规范》（GB50017-2003）专题指南. 北京：中国计划出版社，2003
九、其它
本课程的实验和实践教学还应包括认识实习、生产实习、结构实验和毕业设
计等环节，贯穿于专业教育的始终。通过认识实习使学生获得对钢结构及其构件的感性认识，通过生产实习和参观使学生了解钢结构及其构件的加工、制造、安装的相关知识，通过对钢架的结构实验使学生掌握钢结构及其构件的受力特点和实验方法，通过课程设计和毕业设计使学生掌握钢结构及其构件的设计过程和设计方法。
执笔人：柳爱群教研室主任：教学院长（主任）：