附件【钢结构基本原理-牟星、戴志峰-2019级土木工程1-4班】.pdf

《钢结构基本原理》教学大纲 一、课程基本信息 课程类别 专业选修课程 课程性质 理论 课程属性 选修 Basic principle of steel 课程名称 钢结构基本原理 课程英文名称 课程编码 F04ZX22C 适用专业 土木工程 考核方式 考试 先修课程 材料力学、结构力学、土木工程 材料 总学时 32 学分 structure 2 理论学时 实验学时/实训学时/实践学时/上机学时 0 开课单位 城建与环境学院 32 二、课程简介 《钢结构基本原理》是土木工程专业的专业选修课程，是一门理论性和实践性较强的课 程。主要介绍了钢结构的特点与应用，钢结构材料的基本性能、构件与连接工作性能、承载 力计算基本原理及钢结构构件失稳的基本概念等方面的内容。课程的目的是使学生全面掌握 钢结构材料性能及选用、钢结构各类构件设计和连接设计计算的基础知识，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、制作和后续钢结构课程设计提供 基础。课程详细介绍了钢结构的特点，历史现状及发展前景掌握钢结构材料的基本性能，了 解钢结构的典型破坏形式、破坏原因和力学分析的基本方法，掌握钢结构的基本构件及连接 的性能，受力分析与设计计算了解钢结构体系的组成原理和典型结构形式设计要点。 三、课程教学目标 课程教学目标 知 识 目 标 能 力 目 标 目标1：使学生了解钢结构的特点，掌握钢结构基本理论的一般概念及基本知识，使 学生系统地学习钢结构的特点、基本原理、基本知识、结构类型和布置原则、构造方 法以及设计的基本技能。 目标 2：能合理选取截面形式。手算设计不同的结构构件。 目标3：使学生具有选用结构钢材及设计基本构件和连接的能力，初步掌握一般钢构件和 普通钢屋盖，钢屋架结构的设计及其施工图的绘制的能力。 素 质 目 标 目标4：通过本课程的学习，培养作为一个工程技术人员必须具备的坚持不懈的学习精神， 严谨治学的科学态度和积极向上的价值观，为未来的学习、工作和生活奠定良好的基础。 四、课程主要教学内容、学时安排及教学策略 教学模块 钢结构基 础知识 钢结构材 料 钢结构的 主要破坏 形式 学时 主要教学内容与策略 学习任务 支撑课 安排 程目标 2 重点：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，钢结构计 算方法。 课前：预 难点：钢结构的特点，钢结构的构件组成和主要结构形 习 式，钢结构计算方法。 课堂：练 思政元素：通过钢结构领域理论、方法和技术发展的学 习、提 习，激发学生的爱国热情、民族自豪感，深入认识和理 问、讨论 解四个自信，提高学生服务国家服务人民的社会责任感。 课后：作 教学方法与策略：线下教学。教学方法以讲授为主，采 业 用现代化多媒体与传统教学方式相融合，结合多媒体课 件，互动交流等教学方法为一体来理解教学内容。板书 标题、各知识点与重点、难点等。 2 重点：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；钢材的脆性破 坏和延性破坏、疲劳破坏和损伤累积破坏。 难点：钢材在复杂应力作用下的工作性能；钢材的脆性 破坏和延性破坏、疲劳破坏和损伤累积破坏。 思政元素：通过钢结构领域的典型人物和典型工程案例 学习等方面的学习，加强对学生的世界观、人生观和价 值观的教育和培养，传承和创新中华优秀传统文化，积 极引导当代学生树立正确的国家观、民族观、历史观、 文化观。 教学方法与策略：线下教学。教学方法以讲授为主，采 用现代化多媒体与传统教学方式相融合，结合多媒体课 件，互动交流等教学方法为一体来理解教学内容。板书 标题、各知识点与重点、难点等。 2 重点：整体失稳破坏；板件局部失稳与屈曲后强度；强 课前：预 度破坏与塑性重分布；疲劳；脆性断裂及其机理。 习 难点：整体失稳破坏；板件局部失稳与屈曲后强度；强 课堂：练 度破坏与塑性重分布；疲劳；脆性断裂及其机理。 习、提 思政元素：通过钢结构设计规范标准的学习以及工程背 问、讨论 景的挖掘分析，针对钢结构工程事故分析，帮助学生建 课后：作 立爱岗敬业的价值观，培养学生的工匠精神和职业道德， 业 课前：预 习 课堂：练 习、提 问、讨论 课后：作 业 目标 1 目标 3 目标 2 目标 1 目标 2 激励学生自觉遵守职业规范要求，理解土木工程师应承 担的责任。 教学方法与策略：线下教学。教学方法以讲授为主，采 用现代化多媒体与传统教学方式相融合，结合多媒体课 件，互动交流等教学方法为一体来理解教学内容。板书 标题、各知识点与重点、难点等。 钢结构的 连接 受拉构件 轴心受压 构件 4 重点：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。 难点：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；高强螺栓连接的工作性能和计算。 思政元素：结合课程的内容和课程思政的特点，有目的 课前：预 性、选择性的安排学生的课程任务。如观看一些具有代 习 表性、具有丰富思政意义的纪录片如《广州塔》、《广 课堂：练 州大剧院》等，以及查阅钢结构相关工程资料，要求学 习 、 提 生完成观后感和收获体会，最后形成课程报告。通过课 问、讨论 程任务充分调动了学生的积极性和主动性，培养了学生 课后：作 自主创新的能力和终身学习的能力，并能从主动学习的 业 过程中体会。 教学方法与策略：线下教学。教学方法以讲授为主，采 用现代化多媒体与传统教学方式相融合，结合多媒体课 件，互动交流等教学方法为一体来理解教学内容。板书 标题、各知识点与重点、难点等。 目标 1 目标 2 4 重点：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。 难点：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，组合梁的受力计算。 思政元素：在讲受拉构件的强度的过程中，引入量变和 质变的辩证关系，引导学生处理工程问题时积极做好量 的积累，为实现事物的质变创造条件。同时要果断地抓 住时机，促成质变，实现事物的飞跃和发展。 教学方法与策略：线下教学。教学方法以讲授为主，采 用现代化多媒体与传统教学方式相融合，结合多媒体课 件，互动交流等教学方法为一体来理解教学内容。板书 标题、各知识点与重点、难点等。 课前：预 习 课堂：练 习、提 问、讨论 课后：作 业 目标 1 目标 2 6 重点：轴心受压构件的整体稳定；轴心压杆整体失稳形 式；轴心压杆整体稳定的临界应力；确定临界应力的方 法；柱的稳定系数；整体稳定计算。 难点：轴心受压构件的整体稳定，和局部失稳。 实腹式 轴心受压柱的设计及构造要求。 思政元素：在建筑工程整体稳定性设计中，选取合适的 正反面案例，例如建筑豆腐渣工程，诚信建设和质量监 测等案例，将建筑施工质量和群众生命安全联系起来， 课前：预 习 课堂：练 习、提 问、讨论 课后：作 业 目标 2 目标 3 提高学生对建筑施工质量的关注，依据建筑施工企业施 工现状，提炼出建筑施工岗位的注意节约，不浪费原材 料，安全施工，廉洁奉公，遵纪守法，等价值理念提炼 出来，以案例为载体引发学生思考，并有效引导学生树 立正确的职业观念、价值观和人生观等，发挥教育育人 作用。 教学方法与策略：线下教学。教学方法以讲授为主，采 用现代化多媒体与传统教学方式相融合，结合多媒体课 件，互动交流等教学方法为一体来理解教学内容。板书 标题、各知识点与重点、难点等。 受弯构件 压弯构件 4 重点：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；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。 难点：单向受弯构件的整体稳定平衡方程及其理论解； 双向受弯构件的整体稳定。 课前：预 思政元素：在受弯构件的整体稳定性学习中，告诫学生， 习 生活中我们承受着来自各方面的压力，积累着终将让我 课堂：练 们难以承受。这时候，我们需要像雪松那样弯下身来， 习 、 提 释放重负，才能够重新挺立，避免压断的结局。弯曲， 问、讨论 并不是低头或失败，而是一种弹性的生存方式，是一种 课后：作 生活的艺术。 业 教学方法与策略：线下教学。教学方法以讲授为主，采 用现代化多媒体与传统教学方式相融合，结合多媒体课 件，互动交流等教学方法为一体来理解教学内容。板书 标题、各知识点与重点、难点等。 目标 1 目标 2 4 重点：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，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；梁整体稳定和局部稳定的计 算理论。 难点：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；组合梁的设计计算。 思政元素：在讲解弯构件的局部稳定中，引入整体与部 分关系，二者相互依赖，没有部分，就不会有整体，没 有整体，也无所谓部分。这个内容想说明，整体和部分 谁也离不开谁。又如“家是最小国，国是千万家”，国 和家不可分割，培养学生们的爱国情怀。 教学方法与策略：线下教学。教学方法以讲授为主，采 用现代化多媒体与传统教学方式相融合，结合多媒体课 件，互动交流等教学方法为一体来理解教学内容。板书 标题、各知识点与重点、难点等。 目标 1 目标 2 课前：预 习 课堂：练 习、提 问、讨论 课后：作 业 五、学生学习成效评估方式及标准 考核与评价是对课程教学目标中的知识目标、能力目标和素质目标等进行综合评价。 在本课程中，学生的最终成绩是由平时成绩、期末考试等两个部分组成。 1.平时成绩（占总成绩的 30%）：采用百分制，平时成绩分作业（占 10%）、课堂表现（占 10%）和考勤（占 10%）三个部分，评分标准如下表： 等级 90～100 分 80～89 分 70～79 分 60～69 分 60 以下 评 分 标 准 1.作业；2.课堂表现；3.考勤 作业：作业书写工整、书面整洁；90％以上的习题解答正确。 课堂表现：听课认真，积极主动参与课堂活动，回答问题正确率高。 考勤：全勤，无迟到、早退、旷课，无请假现象。 作业：作业书写工整、书面整洁；80％以上的习题解答正确。 课堂表现：听课认真，积极主动参与大部分课堂活动，回答问题正确率较高 考勤：无迟到、早退、旷课现象。 作业：作业书写较工整、书面较整洁；70％以上的习题解答正确。 课堂表现：基本能够认真听课，能够积极参与部分课堂活动，偶尔回答问题。 考勤：有迟到、早退，无旷课现象。 作业：作业书写一般、书面整洁度一般；60％以上的习题解答正确。 课堂表现：听课不够认真，参与课堂活动不够积极，几乎不主动回答问题。 考勤：经常借故请假逃课，有迟到、早退现象，偶尔旷课。 作业：字迹模糊、卷面书写零乱；超过 40％的习题解答不正确。 课堂表现：听课经常走神，不参与课堂活动，从不主动回答问题。 考勤：经常借故请假逃课，经常有迟到、早退、旷课现象。 2.期末考试（占总成绩的 70%）：采用百分制，期末考试的考核内容、题型和分值分配 情况详见下表： 考核 模块 考核内容 钢结构基础知识 钢结构的特点，钢结构的构件组成和主 要结构形式，钢结构计算方法等内容。 钢结构材料 钢结构的主要破坏形式 钢结构的连接 受拉构件 轴心受压构件 受弯构件 主要 题型 选择、判 断、名词解 释、计算 土的工程性质对施工的影响，土方边坡， 施工排降水，土方的填筑和压实， 选择、计算 基坑（槽）的土方量计算等内容。 整体失稳破坏；板件局部失稳与屈曲后 判断、简答 强度；强度破坏与塑性重分布等内容。 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 简答、计算 栓连接构造和计算等内容。 拉弯构件的截面强度及强度计算准则； 选择、判断 轴力和弯矩的相关关系等内容。 支撑 目标 分值 目标 1 目标 4 12 目标 1 目标 2 15 目标 2 10 目标 1 目标 3 15 目标 1 目标 2 12 整体稳定的工程计算方法等内容。 简答、计算 目标 2 16 截面强度（受弯、受剪、局部承压及复 选择、判断 目标 1 10 压弯构件 合应力）；单向受弯构件的整体稳定平 衡方程及其理论解等内容。 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 系数的概念等内容。 目标 3 简答、计算 目标 2 目标 3 10 六、 教学安排及要求 序号 教学安排事项 要 1 授课教师 职称：助教及以上 学历（位）：本科及以上 其他：教师所学专业为工程管理、工程造价、土木工程专业 2 课程时间 周次：16 周 节次：每周 2 节 3 授课地点 ☑教室 □其他：机房 学生辅导 线上方式及时间安排：企业微信课程群，授课期间全部课余时 间 线下地点及时间安排：教师办公室，教师在岗时间 4 □实验室 求 □室外场地 七、选用教材 [1]邵永松，夏军武主编： 《钢结构基本原理》（第二版），武汉大学出版社，2018 年。 八、参考资料 [1]陈绍蕃主编： 《钢结构—钢结构基础》（第二版），中国建筑工业出版社，2007 年。 [2]赵风华主编： 《钢结构设计原理》 ，高等教育出版社，2005 年。 [3]中华人民共和国建设部主编：《钢结构设计规范》，中国计划出版社，2003 年。 [4]魏明钟主编： 《钢结构》，武汉理工大学出版社 ，2002 年。 网络资料 [1]众星建筑资源，http://www.zzguifan.com/ [2]中国工程建设信息网, http://www.cein.gov.cn/ [3]筑龙网,http://www.zhulong.com/ 其他资料 无 大纲执笔人：牟星 讨论参与人:戴志峰、牟星 系（教研室）主任：侯荣立 学院（部）审核人：肖红飞