建筑结构教学大纲.doc

云南科技信息职业学院
《建筑结构》教学大纲
课程编号：
学时：102学时
学分：6学分
专业：工程造价
一、课程性质与任务
《建筑结构》课程是工程造价专业的一门专业基础课。本课程包括钢筋砼结构，砌体结构和钢结构三大块内容。课程主要任务是研究三大结构的基本构件的设计原理和设计方法。通过课堂教学与课程设计，使学生了解三大结构基本构件的设计原理和计算方法，掌握混凝土结构，砌体结构及钢结构的基本知识及混合结构墙柱、钢筋砼梁板结构设计和相应施工图的绘制。为学生从事结构施工及工程监理工作打下必要的基础。
《建筑结构》课程与《建筑力学》和《建筑施工》《建筑材料》等课程关联紧密，是一门重要的专业课。
二、课程总体要求
1、掌握必备的力学知识。
2、了解建筑结构的概念及在建筑物中的功能、特点及应用。
3、了解材料的物理力学性能及选用原则。
4、了解并掌握三大结构基本构件的设计原理和计算方法。
5、掌握钢筋混凝土结构、砌体结构和钢结构的基本知识。
6、掌握混合结构墙柱、钢筋混凝土梁板结构设计和相应施工图的绘制。
三、课程教学基本内容与要求
第1章 建筑结构概论
内容：
1、建筑结构的概念及在建筑物中的功能；
2、建筑结构的特点及应用：混凝土结构、砌体结构、钢结构；
3、结构的极限状态设计方法：结构的三大功能要求、承载能力极限状态及其实用设计表达式、正常使用极限状态及其实用设计表达式；
4、混凝土结构耐久性规定。
5、建筑结构课程的内容、任务和学习方法。
教学要求：
通过教学，要使学生了解建筑结构的概念、功能要求及应用，掌握两种极限状态设计方法及其实用设计表达式。
第2章 抗震设计基本知识
内容：
1、地震基本知识：地球的构造、地震的类型与成因、地震波、震级及地震烈度；
2、抗震设计基本知识：三水准的设防目标、两阶段设计步骤；
教学要求：
通过本章的教学使学生了解地震的基本知识，掌握“三水准的设防目标”和为实现这个目标而采取的“两阶段设计步骤”。
第3章 材料的物理力学性能及选用原则
内容：
1、建筑钢材：在单调荷载作用下的应力应变性质(有明显屈服点钢材、无明显屈服点钢材)，钢材的破坏形式，影响钢材机械性能的因素；钢材的种类、规格及选用。
2、钢筋：钢筋的应力-应变曲线，钢筋的弹性模量，钢筋的种类和级别，钢筋的选用及检验。
3、混凝土：(1)砼的强度：砼的抗压强度(立方体抗压强度、轴心抗压强度)；砼的抗拉强度。
(2)砼的变形：砼在荷载作用下的变形性能：徐变；弹性模量与变形模量，收缩与温度变形。
（3）混凝土的选用。
4、钢筋与混凝土的相互作用—粘结力：粘结力的概念，粘结力的测定，保证钢筋与混凝土之间粘结力的措施；
5、砌体材料：常用的砌体材料，砌体的种类，砌体的抗压强度、轴心抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度。
教学要求：
1、使学生掌握砼强度的取值方法及取值标准，掌握砼在荷载作用下的变形性能，以及钢筋的强度及变形性能，了解粘结力的组成。
2、熟悉砌体材料及其分类，掌握砌体的力学性能及影响砌体抗压强度的因素。
第4章 钢筋混凝土梁
内容：
1、钢筋混凝土受弯构件：（1）受弯构件的构造要求：截面形式及尺寸；保护层厚度；钢筋的直径及间距；（2）单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算：正截面计算基本假设；基本公式；截面设计(基本公式法、表格法)；强度复核(基本公式法、表格法)；（3）双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算：计算应力图形；基本公式；适用条件；截面设计；强度复核；（4）T形截面受弯构件正截面承载力计算：试验分析结果(两类T形截面及其应力分布，翼缘宽度)；两类T形的判别，基本公式；截面设计；强度复核；（5）受弯构件斜截面承载力计算：①．斜截面的工作阶段及其破坏情况；②．影响斜截面抗剪强度的主要因素；③．斜截面的强度计算：无腹筋梁的抗剪强度；有腹筋梁的抗剪强度；砼与箍筋共同承担的剪力(均布荷载、集中荷载的简支梁，连续梁与框架梁)；砼、箍筋与弯起钢筋共同承担的剪力；（6）保证斜截面受弯承载力的构造措施：抵抗弯矩图，纵筋的弯起与切断，纵筋的锚固，钢筋长度的计算。
2、钢筋混凝土受扭构件：（1）纯扭构件的承载力计算；（2）弯剪扭构件的承载力计算；
3、混凝土构件的变形及裂缝宽度计算：（1）受弯构件的变形计算；（2）构件裂缝宽度的计算；
4、预应力混凝土的基本知识：预应力混凝土结构的概念、施加预应力的方法、常用的预应力混凝土材料、以及预应力混凝土构件的截面尺寸的确定；
教学要求：
1、（1）了解受弯构件正截面的破坏形式与特点，以及适筋梁的三个应力阶段，掌握单筋矩形，双筋矩形，单筋T形截面的计算应力图形，公式推导及公式的适用条件，以及两类T型截面的判别，能熟练地进行各种截面的设计与强度复核两种计算，掌握受弯构件的一般构造要求。（2）了解斜截面的破坏形式及其特点，掌握有腹筋梁斜截面的截面设计与强度复核方法，以及公式的适用条件，掌握纵筋的弯起，切断以及锚固的构造要求。
2、了解纯扭构件受力性能及矩形截面纯扭、剪扭及弯扭构件的强度计算方法。
3、了解受弯构件变形控制及裂缝控制的目的和要求，掌握变形计算及裂缝宽度的验算。
4、了解预应力混凝土结构的工作原理以及施加预应力的方法。
第5章 钢筋混凝土柱
内容：
1、钢筋混凝土受压构件：（1）受压构件的基本构造要求；（2）轴心受压构件：配置普通箍筋的轴心受压构件，配置螺旋箍筋的轴心受压构件。
（3）偏心受压构件：①偏心受压构件的正截面强度计算：受力特征及试验结果，正截面强度计算原则(大小偏压破坏特征，计算公式及适用条件，大小偏压的界限)，偏心受压构件的细长效应(偏心距增大系数)，结构构件的计算长度，对称配筋矩形截面偏心受压构件的截面设计与强度复核；②偏心受压构件斜截面抗剪强度计算。

2、钢筋混凝土受拉构件：（1）轴心受拉构件：轴心受拉构件的受力特征及其设计计算；（2）偏心受拉构件：矩形截面偏心受拉构件的正截面强度计算(大偏心与小偏心受拉构件)，矩形截面偏心受拉斜截面抗剪强度计算。
教学要求：
1、了解轴心受压及偏心受压的受力特征，破坏形式。掌握矩形截面受压构件的计算与构造。
2、掌握受拉构件的设计计算。
第6章 钢筋混凝土楼盖和楼梯
内容：
1、现浇单向板肋形楼盖：（1）整体式肋梁楼盖的组成，分类和结构平面布置。（2）整体式单向板肋梁楼盖按弹性方法的计算。计算简图(计算单元的选取与计算模型)、荷载及其折算荷载的最不利组合，内力包络图，结构计算要点。（3）整体式单向板肋梁楼盖按塑性理论的计算与构造。塑性铰与塑性内力重分布的概念，塑性内力重分布原理在设计中的应用，按塑性内力重分布方法设计的基本原则；板、次梁、主梁截面计算要点，构造要求。
2、现浇双向板肋形楼盖：整体式双向板肋梁楼盖按弹性方法的计算与构造。单跨双向板按弹性理论的实用计算法，双向板的截面计算要点与构造要求。
3、楼梯：楼梯的结构选型，楼梯的计算与构造。：
教学要求：
1、了解梁板结构的组成、分类和结构布置。
2、掌握整体式单向板肋梁楼盖及双向板肋梁楼盖按弹性理论与塑性理论两种方法计算的原则、方法。
3、了解它们的构造要求。并通过课程设计，掌握单向板楼盖施工图的绘制方法，训练学生的工程设计能力。
4、掌握楼梯的计算与构造。
第7章 多层及高层钢筋混凝土房屋
内容：
1、多层及高层房屋结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构。
2、框架结构：种类及其结构布置；多层框架梁、柱的截面尺寸和计算简图；多层框架结构的荷载、内力和侧移计算；框架结构的内力组合及截面设计；框架结构的一般构造要求及抗震构造要求。
3、其他常用结构体系：剪力墙结构、框架-剪力墙结构。
教学要求：
1、了解多层及高层钢筋混凝土房屋常用的结构体系及特点；
2、掌握框架结构的种类、结构布置及多层框架结构的计算及构造措施；
3、了解其他几种 常用的结构体系。
第8章 砌体结构
内容：
1、无筋砌体受压构件承载力计算；
2、无筋砌体局部受压；
3、轴心受拉、受弯和受剪构件；
4、配筋砖砌体构件；
5、过梁、墙梁、挑梁及雨篷；
6、混合结构房屋的结构布置和静力计算方案；
7、刚性方案房屋墙体计算；
8、墙体的构造措施；
9、砌体结构房屋的抗震构造措施。
教学要求：
1、通过本章的学习，要求了解砌体结构以概率理论为基础的极限状态、设计方法及设计表达式；熟悉砌体强度标准值及设计值；掌握无筋和配筋砌体结构构件受压、局部受压、轴心受压、受弯和受剪承载力设计的方法和例题。
2、通过本章的学习，要求了解作用在过梁上的荷载及过梁的计算，圈梁的作用和布置，圈梁的构造要求，墙梁的设计，挑梁的抗倾覆计算，使学生具有过梁、挑梁设计能力。
3、本章要求了解混合结构房屋的结构布置方案，静力设计方案；掌握单层、多层房屋在不同静力方案时的计算简图，内力计算方法，控制截面选取，进行墙体截面承载力计算，墙柱高厚比计算，使学生具有一般的砌体结构设计能力。
第9章 钢结构的连接
内容：
1、钢结构的连接方法：焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接；
2、焊接方法和焊缝连接形式；
3、对接焊缝的构造与连接；
4、角焊缝的构造与计算；
5、焊接残余应力和残余变形；
6、螺栓连接的构造与计算。
教学要求：
1、掌握钢结构常用的连接方法——焊接连接和螺栓连接的优缺点、适用情况、工作性能、及破坏机理；认识焊接过程中可能产生的内部缺陷及危害，清楚焊缝的质量检查和质量分级的方法，会正确选择焊条型号；
2、理解焊接残余应力和焊接残余变形的概念和对结构的影响及减小焊接残余应力和焊接残余变形的方法；
3、对连接设计中的等强度设计原则、构造设计、传力过程分析和计算方法应充分正确地掌握，包括角焊缝在轴力（N）、剪力（V）、弯矩（M）、扭矩（T）单独作用下和共同作用下的计算方法及构造要求，对接焊缝的计算方法和构造要求；
4、充分理解螺栓连接在受剪和受拉时的工作机理和可能的破坏型式及其防止方法；清楚螺栓群的构造要求，掌握单个螺栓（包括普通螺栓、摩擦型高强螺栓、承压型高强螺栓）承载力的计算，了解螺栓群在轴力（N）、剪力（V）、弯矩（M）、扭矩（T）单独作用下和共同作用下的计算方法；了解螺栓连接中净截面的计算；了解高强螺栓建立预拉力的方法。
第10章 钢结构构件设计
内容：
1、受弯构件（梁）：受弯构件的类型和应用；梁的强度和刚度计算；梁的整体稳定；型钢梁设计；梁的局部稳定。
2、轴心受力构件和拉弯、压弯构件：轴心受力构件和拉弯、压弯构件的类型；轴心受力构件的强度和刚度、整体稳定和局部稳定；实腹式轴心受压构件的截面设计；拉弯、压弯构件的强度和刚度、整体稳定、局部稳定。
教学要求：
1、掌握梁的强度(弯曲正应力、剪应力、局部压应力、折算应力)计算与梁的刚度(挠度)计算；清楚梁整体稳定的基本概念、失稳现象、失稳原因、屈曲形式，了解临界弯矩的计算公式；会分析影响梁整体稳定承载力的因素及提高梁整体稳定承载力的措施；掌握保证梁整体稳定的条件和《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）对梁整体稳定性的计算；能够进行梁的截面选择和验算；掌握组合梁腹板在单种应力（纯弯、纯剪、局部压应力）状态下的临界应力及保证稳定的高厚比限值，了解组合梁腹板在考虑屈曲后强度的抗弯和抗剪承载力计算；在多种应力作用下腹板局部稳定的计算；加劲肋的布置，能够进行梁的构造设计。
2、掌握轴心受力构件的特点和强度与刚度计算；了解轴心受压构件的屈曲形式及弯曲屈曲的临界力；清楚各种初始缺陷对轴心受压构件整体稳定的影响及《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）在轴心受压构件整体稳定计算中对各种初始缺陷的考虑；掌握截面的分类（a、b、c、d四类）；掌握等稳定设计原则，提高整体稳定承载力的措施。
掌握偏心受力构件的特点及其强度与刚度的计算；了解实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内和弯矩作用平面外的失稳形式及整体稳定性的计算；了解实腹式偏心受压构件局部稳定的计算。
四、教法说明
1、本大纲以钟芳林、马丹宁主编的《建筑结构》为主要教材。
2、本课程内容包括理论讲授和课程设计（钢筋砼结构部分）两大部分。
理论讲授部分包括钢筋砼结构，砌体结构和钢结构三大块内容，集中在一个学期讲授，并在学期末安排一周课程设计，以此来锻炼学生的实践能力。
五、实训项目
课程设计：钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计
六、学时分配
课程内容
时数分配
总学时
建筑结构概论
3
抗震设计基本知识
3
材料的物理力学性能及选用原则
6
钢筋混凝土梁
24
钢筋混凝土柱
18
钢筋混凝土楼盖和楼梯
9
多层及高层钢筋混凝土房屋
9
砌体结构
12
钢结构的连接
12
钢结构构件设计
6
一周实习
集中周
合计
102

七、考核形式及评分方法
本课程考核方式采用为考试方式，成绩比例：期中成绩占30%，期末成绩占50%，平时成绩占20%。平时成绩包括课堂考勤、课后作业、实训三项内容，课堂考勤、课后作业各占平时成绩的30%，实训占70%。

编制者：武晓英
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