《钢结构设计原理》课程教学大纲
一、 课程基本信息
1、课程名称（中/英文）：钢结构设计原理/ Design Philosophy of Steel
Structures
2、课程性质：专业选修
3、总学时/学分：54/3
4、适用专业：土木工程
5、使用教材：《钢结构设计原理》 张耀春主编 周绪红副主编 高等教
育出版社，2004
二、课程简介
本课程是土木工程专业的必修课，其性质属于专业基础课。本课程是一门理论性与应用性并重的课程。通过本课程的学习，着重讲授钢结构的基本理论与基本知识，使学生了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景；掌握钢结构材料的工作性能及影响钢材性能的主要因素，能正确选用结构钢材；掌握钢结构连接的性能、受力分析与设计计算；掌握各种钢结构基本构件的设计计算等，并为学习后续课程和钢结构课程设计打下必要的基础。
三、教学目的与基本要求
本课程是土木工程专业的专业基础课，是一门理论性与应用性并重的课程。在教学方法上，采用课堂讲授为主，课后自学，课堂练习等教学形式。
(一) 课堂讲授
本课程在讲述的过程中，教师应尽量联系生产实际，注重物理意义，不要陷入到繁复的数学推导之中。在教学中要求同学重点掌握基本概念、基本方法和基本规律，并详细讲授每章的重点、难点内容，着重培养学生分析问题和解决问题的能力。讲授中应注意理论联系实际，启迪学生的思维。为便于学生对构造的理解，可组织教学参观、观摩教学模型或采用多媒体辅助教学。
（二）课后自学
为了培养学生整理归纳，综合分析和处理问题的能力，每章都安排一部分内
容，课上教师只给出自学提纲，不作详细讲解，课后学生自学。
（三）课外作业
平时布置典型习题，以加强学生对所学知识的深入理解。
四、教学进度
五、考核方式和成绩评定办法
1、考核方式： 笔试（闭卷）
2、成绩评定标准：
考试主要采用闭卷方式，考试范围应涵盖所有讲授及自学的内容，考试内容应能客观反映出学生对本门课程主要概念的记忆、掌握程度，对有关理论的理解、掌握及综合运用能力。考试题型包括：选择题、概念题、判断题、计算题。
总评成绩：百分制，平时作业占20%，闭卷考试占80%。
六、教学内容
第1章 概述（2学时）
教学目的：
通过教学，使学生掌握钢结构特点和应用范围。了解钢结构设计原理和方法及可靠性的含义，极限状态的分类，荷载标准值、荷载设计值，强度标准值、强度设计值的含义。了解有关钢结构的规范。一般了解钢结构发展概况及发展方向。
教学重点：掌握钢结构的特点及应用范围，理解钢结构的计算方法。
教学难点：钢结构的计算方法。
本章基本概念：极限状态、钢结构
主要教学方法：讲授、习题
第2章 钢结构的材料（4学时）
教学目的：
通过教学，使学生了解钢结构对钢材的基本要求；了解钢材的生产过程；掌握钢材的主要性能指标及影响钢材性能的主要因素；了解钢结构疲劳及影响钢材疲劳的主要因素、疲劳计算的方法；了解钢材的两种破坏形式；了解建筑用钢的种类、规格和表示方法；掌握钢结构钢材的选用原则，能够正确选用钢材。 教学重点：掌握对钢结构用材的要求，掌握建筑钢材的可能破坏形式及各主要因素对其影响。
教学难点：各种因素对钢材性能及钢结构破坏形式的影响。
本章基本概念：钢结构的材料（母材分级、连接材料）
主要教学方法：讲授、习题
第3章 连接（10学时）
教学目的：
通过教学，使学生了解钢结构连接种类和各种连接的优缺点；了解常用的焊条及焊条的选用；了解焊接连接的形式；掌握对接焊缝连接的构造和计算；掌握角焊缝连接的形式、构造要求和计算；了解焊接残余应力和焊接变形的产生原因及对构件工作性能的影响；了解普通螺栓的规格、受力性能及破坏形式，掌握普通螺栓的计算；掌握高强度螺栓连接的性能和计算。
教学重点：掌握焊接连接的构造和计算，掌握普通螺栓连接及高强度螺栓连接的性能和计算。
教学难点：偏心力作用下连接的受力分析和计算。
本章基本概念：连接、残余应力、焊接变形、高强度螺栓
主要教学方法：讲授、习题
第 4 章 受弯构件的计算原理（4学时）
教学目的：
通过教学，使学生了解受弯构件的强度和刚度计算方法；掌握弯曲强度、抗剪强度、局部承压强度、折算应力和刚度的计算方法；掌握梁整体稳定的基本概念、简支梁整体稳定的计算方法及增强梁整体稳定的措施；了解梁板件局部稳定的概念、板件失稳形式和临界应力；掌握加劲肋的设置原则；理解梁腹板的屈曲后强度的利用。
教学重点：掌握梁的强度计算，掌握梁整体稳定的基本概念，掌握加劲肋的设置原则。
教学难点：梁的局部压应力的计算，梁板件的稳定计算。
本章基本概念：强度、刚度、折算应力、整体稳定、局部稳定、加劲肋、屈曲后强度
主要教学方法：讲授、习题
第5章 梁的设计（4学时）
教学目的：
通过教学，使学生了解梁的类型及常见的截面形式，了解梁格布置和主次梁连接；掌握型钢梁的截面选择；了解钢板组合梁的设计方法及计算；了解腹板加劲肋的布置和设计；掌握梁翼缘与腹板连接焊缝的设计；了解梁的拼接、变截面
设计和吊车梁的设计特点。
教学重点：掌握型钢梁的截面选择，了解钢板组合梁的设计方法及计算。 教学难点：组合梁的截面选择及计算。
本章基本概念：组合梁、吊车梁
主要教学方法：讲授、习题
第6章 轴心受力构件（6学时）
教学目的：
通过教学，使学生了解轴心受力构件截面形式和受力性能；掌握轴心受力构件的强度及刚度计算；掌握轴心受压构件的整体稳定和局部稳定的概念；了解轴心受压构件的截面分类依据及影响轴心受压构件整体稳定系数的因素；掌握实腹式轴心受压构件整体稳定的计算，了解格构式轴心受压构件整体稳定计算的特点。掌握轴心受压构件局部稳定的计算方法，了解腹板有效截面的概念。 教学重点：掌握实腹式轴心受力构件的强度、刚度和整体稳定性计算。 教学难点：轴心受压构件的整体稳定性计算。
本章基本概念：轴心压杆、柱子曲线、腹板有效截面、格构柱
主要教学方法：讲授、习题
第7章 拉弯、压弯构件（6学时）
教学目的：
通过教学，使学生了解拉弯构件与压弯构件的概念；掌握拉弯构件与压弯构件的强度、刚度计算；掌握实腹式压弯构件在弯矩作用平面内及弯矩作用平面外的整体稳定计算方法；掌握实腹式压弯构件局部稳定的计算；了解实腹式压弯构件的截面设计和计算；了解格构式压弯构件的计算特点。
教学重点：掌握实腹式压弯构件的整体稳定计算，掌握实腹式压弯构件局部稳定的计算。
教学难点：压弯构件在弯矩作用平面内的整体稳定计算。
本章基本概念：拉弯构件、压弯构件
主要教学方法：讲授、习题
第8章 节点设计原理（6学时）
教学目的：
通过大量实例的学习、理解，掌握节点的概念及其在结构体系中的重要性；掌握节点连接的设计基本原则；掌握节点连接的计算方法和基本构造要求；了解节点分析的理论和实验方法。
教学重点：“强节点弱构件”的设计原则；节点连接与材性；节点的高等数值模拟、分析和实验方法。
本章基本概念：节点、强节点弱构件
主要教学方法：讲授、习题
第九章 单层厂房钢结构（6学时）
教学目的：
通过教学，使学生了解单层厂房钢结构的常用钢结构体系；掌握单层厂房钢结构的设计计算；了解单层钢结构厂房设计时应考虑的工艺及相关专业需求；熟悉标准化厂房的设计步骤、程序；了解单层钢结构厂房的施工建设要点；熟悉厂房钢结构的支撑布置原则及其理论根据。
教学重点：厂房钢结构的支撑体系，支撑布置原则
本章基本概念：支撑、抗风柱
主要教学方法：讲授、习题
第十章 钢结构的塑性设计及抗震设计（6学时）
教学目的：
通过教学，使学生掌握钢结构采用塑性设计所需要满足的前提条件，掌握塑性设计的方法和计算；了解钢结构建筑的抗震特点；了解非抗震与抗震钢结构在钢结构的材料、承载力、构造措施等方面的不同要求；了解工程实践中的主要抗震钢结构体系。
教学重点：钢结构的抗震特点，抗震对结构体系、材料的要求，塑性设计的条件、方法
教学难点：抗震对结构体系、材料的要求、塑性设计的方法
本章基本概念：塑性设计、抗震等级
主要教学方法：讲授、习题
七、参考文献
［1］《钢结构设计原理》，张耀春主编，周绪红副主编 高等教育出版，2004 ［2］《钢结构设计原理》 陈绍蕃主编 中国建筑工业出版社, 2003 ［3］《房屋建筑钢结构设计》 陈绍蕃主编 中国建筑工业出版社,2005 ［4］《钢结构设计规范》 （GB50017-2003） 中国计划出版社，2002 ［5］《钢结构设计手册》 中国建筑工业出版社, 2004 ［6］《建筑抗震设计规范》 （GB50011-2010） 中国计划出版社，2010
八、大纲说明
1. 避免与材料力学、结构力学知识的重复，充分利用已学过的知识，适当提高起点。
2. 教师应在课程实施过程中，结合工程实例，以形象思维与抽象思维相互补充，以发散思维与收敛思维相互促进，增强学生对钢结构设计基本原理的理解，进而培养学生分析问题和解决问题的能力。
3、课程授课采用PPT 文件，并适当补充一定的影音资料。
4、习题根据教学进度在教材上选取，由于本课程的课时相对偏小，而本课程确实是土木工程专业较为重要的专业课程，为保证学生对知识掌握，并使学生在钢结构设计方面具有更高的起点，每堂课（２学时）后的习题量适当加大，按3～4小时控制（3～5题）。
执笔人：秦云
《钢结构设计原理》课程教学大纲
一、 课程基本信息
1、课程名称（中/英文）：钢结构设计原理/ Design Philosophy of Steel
Structures
2、课程性质：专业选修
3、总学时/学分：54/3
4、适用专业：土木工程
5、使用教材：《钢结构设计原理》 张耀春主编 周绪红副主编 高等教
育出版社，2004
二、课程简介
本课程是土木工程专业的必修课，其性质属于专业基础课。本课程是一门理论性与应用性并重的课程。通过本课程的学习，着重讲授钢结构的基本理论与基本知识，使学生了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景；掌握钢结构材料的工作性能及影响钢材性能的主要因素，能正确选用结构钢材；掌握钢结构连接的性能、受力分析与设计计算；掌握各种钢结构基本构件的设计计算等，并为学习后续课程和钢结构课程设计打下必要的基础。
三、教学目的与基本要求
本课程是土木工程专业的专业基础课，是一门理论性与应用性并重的课程。在教学方法上，采用课堂讲授为主，课后自学，课堂练习等教学形式。
(一) 课堂讲授
本课程在讲述的过程中，教师应尽量联系生产实际，注重物理意义，不要陷入到繁复的数学推导之中。在教学中要求同学重点掌握基本概念、基本方法和基本规律，并详细讲授每章的重点、难点内容，着重培养学生分析问题和解决问题的能力。讲授中应注意理论联系实际，启迪学生的思维。为便于学生对构造的理解，可组织教学参观、观摩教学模型或采用多媒体辅助教学。
（二）课后自学
为了培养学生整理归纳，综合分析和处理问题的能力，每章都安排一部分内
容，课上教师只给出自学提纲，不作详细讲解，课后学生自学。
（三）课外作业
平时布置典型习题，以加强学生对所学知识的深入理解。
四、教学进度
五、考核方式和成绩评定办法
1、考核方式： 笔试（闭卷）
2、成绩评定标准：
考试主要采用闭卷方式，考试范围应涵盖所有讲授及自学的内容，考试内容应能客观反映出学生对本门课程主要概念的记忆、掌握程度，对有关理论的理解、掌握及综合运用能力。考试题型包括：选择题、概念题、判断题、计算题。
总评成绩：百分制，平时作业占20%，闭卷考试占80%。
六、教学内容
第1章 概述（2学时）
教学目的：
通过教学，使学生掌握钢结构特点和应用范围。了解钢结构设计原理和方法及可靠性的含义，极限状态的分类，荷载标准值、荷载设计值，强度标准值、强度设计值的含义。了解有关钢结构的规范。一般了解钢结构发展概况及发展方向。
教学重点：掌握钢结构的特点及应用范围，理解钢结构的计算方法。
教学难点：钢结构的计算方法。
本章基本概念：极限状态、钢结构
主要教学方法：讲授、习题
第2章 钢结构的材料（4学时）
教学目的：
通过教学，使学生了解钢结构对钢材的基本要求；了解钢材的生产过程；掌握钢材的主要性能指标及影响钢材性能的主要因素；了解钢结构疲劳及影响钢材疲劳的主要因素、疲劳计算的方法；了解钢材的两种破坏形式；了解建筑用钢的种类、规格和表示方法；掌握钢结构钢材的选用原则，能够正确选用钢材。 教学重点：掌握对钢结构用材的要求，掌握建筑钢材的可能破坏形式及各主要因素对其影响。
教学难点：各种因素对钢材性能及钢结构破坏形式的影响。
本章基本概念：钢结构的材料（母材分级、连接材料）
主要教学方法：讲授、习题
第3章 连接（10学时）
教学目的：
通过教学，使学生了解钢结构连接种类和各种连接的优缺点；了解常用的焊条及焊条的选用；了解焊接连接的形式；掌握对接焊缝连接的构造和计算；掌握角焊缝连接的形式、构造要求和计算；了解焊接残余应力和焊接变形的产生原因及对构件工作性能的影响；了解普通螺栓的规格、受力性能及破坏形式，掌握普通螺栓的计算；掌握高强度螺栓连接的性能和计算。
教学重点：掌握焊接连接的构造和计算，掌握普通螺栓连接及高强度螺栓连接的性能和计算。
教学难点：偏心力作用下连接的受力分析和计算。
本章基本概念：连接、残余应力、焊接变形、高强度螺栓
主要教学方法：讲授、习题
第 4 章 受弯构件的计算原理（4学时）
教学目的：
通过教学，使学生了解受弯构件的强度和刚度计算方法；掌握弯曲强度、抗剪强度、局部承压强度、折算应力和刚度的计算方法；掌握梁整体稳定的基本概念、简支梁整体稳定的计算方法及增强梁整体稳定的措施；了解梁板件局部稳定的概念、板件失稳形式和临界应力；掌握加劲肋的设置原则；理解梁腹板的屈曲后强度的利用。
教学重点：掌握梁的强度计算，掌握梁整体稳定的基本概念，掌握加劲肋的设置原则。
教学难点：梁的局部压应力的计算，梁板件的稳定计算。
本章基本概念：强度、刚度、折算应力、整体稳定、局部稳定、加劲肋、屈曲后强度
主要教学方法：讲授、习题
第5章 梁的设计（4学时）
教学目的：
通过教学，使学生了解梁的类型及常见的截面形式，了解梁格布置和主次梁连接；掌握型钢梁的截面选择；了解钢板组合梁的设计方法及计算；了解腹板加劲肋的布置和设计；掌握梁翼缘与腹板连接焊缝的设计；了解梁的拼接、变截面
设计和吊车梁的设计特点。
教学重点：掌握型钢梁的截面选择，了解钢板组合梁的设计方法及计算。 教学难点：组合梁的截面选择及计算。
本章基本概念：组合梁、吊车梁
主要教学方法：讲授、习题
第6章 轴心受力构件（6学时）
教学目的：
通过教学，使学生了解轴心受力构件截面形式和受力性能；掌握轴心受力构件的强度及刚度计算；掌握轴心受压构件的整体稳定和局部稳定的概念；了解轴心受压构件的截面分类依据及影响轴心受压构件整体稳定系数的因素；掌握实腹式轴心受压构件整体稳定的计算，了解格构式轴心受压构件整体稳定计算的特点。掌握轴心受压构件局部稳定的计算方法，了解腹板有效截面的概念。 教学重点：掌握实腹式轴心受力构件的强度、刚度和整体稳定性计算。 教学难点：轴心受压构件的整体稳定性计算。
本章基本概念：轴心压杆、柱子曲线、腹板有效截面、格构柱
主要教学方法：讲授、习题
第7章 拉弯、压弯构件（6学时）
教学目的：
通过教学，使学生了解拉弯构件与压弯构件的概念；掌握拉弯构件与压弯构件的强度、刚度计算；掌握实腹式压弯构件在弯矩作用平面内及弯矩作用平面外的整体稳定计算方法；掌握实腹式压弯构件局部稳定的计算；了解实腹式压弯构件的截面设计和计算；了解格构式压弯构件的计算特点。
教学重点：掌握实腹式压弯构件的整体稳定计算，掌握实腹式压弯构件局部稳定的计算。
教学难点：压弯构件在弯矩作用平面内的整体稳定计算。
本章基本概念：拉弯构件、压弯构件
主要教学方法：讲授、习题
第8章 节点设计原理（6学时）
教学目的：
通过大量实例的学习、理解，掌握节点的概念及其在结构体系中的重要性；掌握节点连接的设计基本原则；掌握节点连接的计算方法和基本构造要求；了解节点分析的理论和实验方法。
教学重点：“强节点弱构件”的设计原则；节点连接与材性；节点的高等数值模拟、分析和实验方法。
本章基本概念：节点、强节点弱构件
主要教学方法：讲授、习题
第九章 单层厂房钢结构（6学时）
教学目的：
通过教学，使学生了解单层厂房钢结构的常用钢结构体系；掌握单层厂房钢结构的设计计算；了解单层钢结构厂房设计时应考虑的工艺及相关专业需求；熟悉标准化厂房的设计步骤、程序；了解单层钢结构厂房的施工建设要点；熟悉厂房钢结构的支撑布置原则及其理论根据。
教学重点：厂房钢结构的支撑体系，支撑布置原则
本章基本概念：支撑、抗风柱
主要教学方法：讲授、习题
第十章 钢结构的塑性设计及抗震设计（6学时）
教学目的：
通过教学，使学生掌握钢结构采用塑性设计所需要满足的前提条件，掌握塑性设计的方法和计算；了解钢结构建筑的抗震特点；了解非抗震与抗震钢结构在钢结构的材料、承载力、构造措施等方面的不同要求；了解工程实践中的主要抗震钢结构体系。
教学重点：钢结构的抗震特点，抗震对结构体系、材料的要求，塑性设计的条件、方法
教学难点：抗震对结构体系、材料的要求、塑性设计的方法
本章基本概念：塑性设计、抗震等级
主要教学方法：讲授、习题
七、参考文献
［1］《钢结构设计原理》，张耀春主编，周绪红副主编 高等教育出版，2004 ［2］《钢结构设计原理》 陈绍蕃主编 中国建筑工业出版社, 2003 ［3］《房屋建筑钢结构设计》 陈绍蕃主编 中国建筑工业出版社,2005 ［4］《钢结构设计规范》 （GB50017-2003） 中国计划出版社，2002 ［5］《钢结构设计手册》 中国建筑工业出版社, 2004 ［6］《建筑抗震设计规范》 （GB50011-2010） 中国计划出版社，2010
八、大纲说明
1. 避免与材料力学、结构力学知识的重复，充分利用已学过的知识，适当提高起点。
2. 教师应在课程实施过程中，结合工程实例，以形象思维与抽象思维相互补充，以发散思维与收敛思维相互促进，增强学生对钢结构设计基本原理的理解，进而培养学生分析问题和解决问题的能力。
3、课程授课采用PPT 文件，并适当补充一定的影音资料。
4、习题根据教学进度在教材上选取，由于本课程的课时相对偏小，而本课程确实是土木工程专业较为重要的专业课程，为保证学生对知识掌握，并使学生在钢结构设计方面具有更高的起点，每堂课（２学时）后的习题量适当加大，按3～4小时控制（3～5题）。
执笔人：秦云