中南大学本科课程一览土木工程学院-中南大学教
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  中南大学本科课程一览 土木工程学院 (二)学科教育模块课程 混凝土结构设计原理 III 课程编号:120113X1 课程名称:混凝土结构设计原理 III 英文名称:Principle on Concrete Structure Design III 学时与学分: 32/2 先修课程要求:材料力学、结构力学、土木工程材料等 适应专业:工程管理 参考教材: 1、袁锦根,余志武. 混凝土结构设计基本原理.中国铁道出版社,北京:2003. 2、东南大学,天津大学,同济大学. 混凝土结构设计原理.中国建筑工业出版 社,北京:2001. 3、叶列平. 混凝土结构 (上).清华大学出版社,北京:2005. 4、GB50010-2002 混凝土结构设计规范,中国建筑工业出版社. 北京:2002. 课程简介: 本课程属工程管理专业必修的专业基础课,是一门实践性很强与现行的规 范、规程等密切相关的课程。主要讲授混凝土结构设计的基本理论,包括钢筋与 混凝土的材料性能,混凝土结构的基本设计原则,钢筋混凝土受弯构件、受压构 件承载力计算,钢筋混凝土构件正常使用状态下的裂缝与变形验算以及混凝土结 构的耐久性,预应力混凝土结构的设计原理等。 课程教学大纲: 一、课程性质、目的和任务 本课程属工程管理专业必修的专业基础课,是一门实践性很强与现行的规 范、规程等密切相关的专业基础课。通过本课程的学习,学生应掌握混凝土结构 学科的基本理论和基本知识,为继续学习 《桥梁工程》等专业课以及毕业后从事 混凝土结构工程设计、施工及管理工作提供坚实的基础。 二、课程教学基本要求 通过本课程的学习,要求学生理解钢筋混凝土结构的基本原理,掌握钢筋 混凝土结构的各种基本构件设计方法及构造配筋,并对现行混凝土结构设计规范 有一般性的了解。 三、课程教学基本内容以及重点难点 课时 序号 基本内容 重点、难点 分配 第 一 章 (1)了解砼结构的一般概念及特点。 2 ( 绪 (2)了解砼结构的应用与发展概况。 论) 第 二 章 (1)了解钢筋的性能、钢筋的形式和 重点:钢筋与混凝土材 ( 钢 品种、钢筋的强度与变形特点。 料的强度与变形性能。 筋 混 (2)了解混凝土的强度与变形特点, 难点:混凝土的徐变与 4 凝 土 混凝土的徐变与收缩。 收缩的特点及对结构 的 力 (3)掌握钢筋与混凝土的共同工作特 的影响 学 性 点及要求。 能) 第 三 (1)了解砼结构设计方法的演变。 重点:结构的作用、结 章 (2)了解结构的作用、结构抗力的概 构抗力的概念、结构荷 ( 砼 念。 载及抗力的概率特点、 结 构 (3)理解结构可靠度、目标可靠度指 各种结构设计方法的 2 基 本 标。 不同。 设 计 (4)掌握实用设计表达式、荷载组合 难点:结构的可靠性、 原则) 概念。 概率分布的特征值。 第 四 章 (1)理解梁正截面工作的三个阶段、 ( 钢 重点:正截面承载力计 掌握梁的三种破坏形式。 筋 砼 算的基本假设、基本公 (2)理解正截面承载力计算的基本假 受 弯 式及适用条件的应用。 设,理解等效矩形应力图形,熟练掌握 6 构 件 难点:三种破坏形式的 基本公式的应用。 正 截 原因。 (3)掌握单筋与双筋矩形截面受弯构 面 强 件正截面承载力计算。 度 计 算) 第 五 章 (1)了解斜截面破坏的特点,掌握影 ( 受 响斜截面受剪承载力的主要因素。 弯 构 (2)熟练掌握基本公式及适用条件。 重点与难点:纵筋弯 件 斜 (3)熟练掌握截面设计方法、截面校 起、截断、锚固的构造 4 截 面 核方法,掌握材料抵抗弯矩图的概念、 要求。 承 载 纵筋弯起的构造要求纵筋截断、锚固的 力 计 构造要求。 算) (1)理解轴心受压短柱、长柱的破坏 形态,掌握基本公式。 第 六 (2)理解偏心受压构件正截面破坏形 章 态和机理,偏心受压构件的纵向弯曲影 重点:偏心受压构件计 ( 受 响。 算。 压 构 6 (3)理解偏心受压构件正截面承载力 难点:大小偏心两种破 件 承 计算的基本假定,掌握大 (小)偏心受 坏的界限。 载 力 压构件计算。 计算) (4)了解偏心受压构件斜截面承载力 计算方法。 第七 ( 钢 筋 砼 (1)理解裂缝控制的目的和要求、分 构 件 布规律、平均裂缝间距、宽度,掌握最 裂 缝 大裂缝宽度的验算方法。 重点:受弯构件裂缝宽 及 变 (2)理解变形验算的目的和要求、截 度与变形的验算方法。 形 的 2 面抗弯刚度的特点 (短期刚度、长期刚 难点:短期刚度、长期 验 算 度),掌握受弯构件变形的验算方法。 刚度 及 混 (3)了解混凝土结构耐久性设计的基 凝 土 本要求。 结 构 耐 久 性) (1)熟悉预应力砼构件的基本概念、 第 八 施加预应力的方法,理解张拉控制应力 章 重点:基本概念、预应 的概念。 ( 预 力损失的计算方法 (2)理解预应力损失基本概念、掌握 6 应 力 难点:受弯构件的应力 其计算方法。 砼 结 分析方法 (3)熟悉受弯构件的应力分析方法, 构) 掌握预应力砼受弯构件计算。 四、课程实践环节要求 无。 五、课程教学学时分配 见上表。 六、课程考核方式 闭卷考试,考试成绩占 70%,平时成绩占 30% 七、制订执笔人:周智辉 审核者:于向东 批准者:彭立敏 混凝土结构设计原理 课程编号:120114X1 课程名称:混凝土结构设计原理 英文名称:Design of Reinforced and Prestressed Concrete 学时与学分: 72/4.5 先修课程要求:土木工程制图、土木工程材料、理论力学、材料力学、结构力学 适应专业:土木工程、工程力学、天佑班 参考教材: ①袁锦根,余志武,混凝土结构设计基本原理 (第二版),中国铁道出版社, 2003 ②李国平,桥梁预应力混凝土技术及设计原理,人民交通出版社,2004 课程简介: 《混凝土结构设计原理》是一门实践性很强与现行规范密切相关的专业基础 课。通过本课程的学习,使学生掌握混凝土结构学科的基本理论和设计方法,, 获得解决实际土木工程问题的能力,为后续专业课的学习打下良好的理论基础。 课程教学大纲: 一、课程性质、目的和任务 混凝土结构设计原理是土木工程专业的专业主干课程。通过本课程学习,使 学生具备运用混凝土结构设计基本理论知识正确进行混凝土结构设计和解决实 际技术问题的能力。 二、课程教学基本要求 了解混凝土结构的基本概念和基本理论,掌握混凝土结构材料的物理力学性 能,混凝土结构设计方法;熟悉各种基本构件受力特点及破坏特征;掌握各种基 本构件的构造要求、设计基本原理和方法,进行各类结构构件的设计计算。 三、课程教学基本内容及重点难点 绪论 知识点: • 混凝土结构的一般概念; • 混凝土结构的发展与应用概况; • 学习本课程应注意的问题。 重点: • 钢筋混凝土结构的特点; • 本课程的学习内容、任务及学习方法。 第 1 章 混凝土结构材料的物理力学性能 知识点: 1.混凝土的组成结构,混凝土强度的基本概念,单轴向和复合应力状态下 混凝土的强度,混凝土强度等级与各种不同受力强度指标之间的关系; 2.混凝土变形的基本概念,混凝土在一次短期加载、荷载长期作用和多次 重复荷载作用下的变形性能,影响混凝土收缩徐变的主要因素; 3.钢筋的品种和级别,钢筋应力-应变曲线特征及数学模型,钢筋的疲劳, 混凝土结构对钢筋性能的要求; 4.混凝土与钢筋粘结的意义, 粘结力的组成、粘结强度、影响粘结强度的 因素,钢筋的锚固与搭接构造要求。 重点: 1 混凝土的强度,混凝土受压时的应力-应变关系,混凝土的徐变,混凝土 的疲劳强度; 2 钢筋的品种和级别 ,钢筋应力-应变曲线 钢筋的锚固与搭接构造要求。 难点: 混凝土在一次短期加载、荷载长期作用和多次重复荷载作用下的变形性能。 第 2 章 按近似概率理论的极限状态设计法 知识点: 1 结构上的作用,荷载的分类,荷载的标准值; 2 结构的安全等级、结构的设计使用年限及功能要求; 3 结构功能的两种极限状态和极限状态方程; 4 结构的可靠度、可靠指标与失效概率等基本概念; 5 荷载及材料强度标准值、设计值及分项系数意义,两种极限状态实用设计 表达式。 重点: 1.结构上的作用,荷载的分类,荷载的标准值; 2.结构的功能要求,结构功能的两种极限状态; 3.荷载及材料强度标准值、设计值及分项系数意义,极限状态实用设计表 达式。 难点: 荷载及材料强度标准值、设计值及分项系数,极限状态实用设计表达式。 第 3 章 受弯构件的正截面承载力 知识点: ⒈ 梁、板的一般构造; ⒉ 受弯构件正截面受弯的受力全过程; ⒊ 正截面受弯承载力计算原理; ⒋ 单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算; ⒌ 双筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算; ⒍ T 形截面受弯构件正截面受弯承载力计算。 重点: 1 梁、板的一般构造。 2 梁受力各阶段截面应力应变分布、破坏特征及配筋率对破坏特征的影响; 3 正截面承载力计算的基本假定、等效矩形应力图、界限配筋率和最小配筋 率; 4 单筋、双筋矩形及单筋 T 形截面受弯构件正截面受弯承载力基本计算公 式及适用条件、计算方法。 难点: 单筋、双筋矩形及单筋 T 形截面受弯构件正截面受弯承载力计算。 第 4 章 受弯构件的斜截面承载力 知识点: 1 斜裂缝、剪跨比及斜裂面受剪破坏形态; 2 简支梁斜截面受剪机理; 3 斜截面受剪承载力计算公式; 4 斜截面受剪承载力的设计计算; 5 保证斜截面受弯承载力的构造措施,其他构造要求。 重点: 1 钢筋混凝土梁的斜裂缝、剪跨比、斜截面受剪破坏的三种主要形态; 2 斜截面受剪承载力基本计算公式及适用范围、设计方法和计算截面; 3 材料抵抗弯矩图、纵筋弯起点和弯终点的位置、纵筋的锚固、纵筋的截断、 箍筋的间距; 4 梁中纵向受力钢筋、弯筋和箍筋的其他构造要求。 难点: 1 斜截面受剪承载力基本计算公式及适用范围、设计方法和计算截面; 2 材料抵抗弯矩图、纵筋弯起点和弯终点的位置、纵筋的锚固、纵筋的截断、 箍筋的间距。 第 5 章 受压构件的截面承载力 知识点: 1 受压构件一般构造要求; 2 轴心受压构件正截面受压承载力; 3 偏心受压构件正截面受压破坏形态; 4 偏心受压长柱的二阶弯矩; 5 矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力基本计算公式; 6 不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算方法; 7 对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算方法; 8 对称配筋 Ⅰ 形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算; 9 正截面承载力 N u -M u 的相关曲线 双向偏心受压构件的正截面承载力计算; 12 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算。 重点: 1 受压构件一般构造要求; 2 轴心受压普通箍筋柱和螺旋式箍筋柱的正截面受压承载力计算; 3 偏心距 e 0、初始偏心距 e i 及偏心距增大系数 η,偏心距增大系数 η 的计算方法; 4 偏心受压构件的破坏形态,区分大、小偏心受压破坏形态的界限; 5.矩形截面大、小偏心受压构件正截面受压承载力计算公式、适用条件, 不对称配筋和对称配筋受压承载力计算方法; 难点: 矩形截面大、小偏心受压构件正截面受压承载力计算公式、适用条件,不对 称配筋和对称配筋受压承载力计算方法; 第 6 章 受拉构件的截面承载力 知识点: 1 轴心受拉构件正截面受拉承载力计算; 2 偏心受拉构件正截面受拉承载力计算; 3 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算。 重点: 1 轴心受拉构件正截面受拉承载力计算方法; 2 大、小偏心受拉构件正截面承载力基本计算公式、适用条件、计算方法; 3 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算方法。 难点: 大、小偏心受拉构件正截面承载力基本计算公式、适用条件、计算方法。 第 7 章 受扭构件的承载力 知识点: 1 纯扭构件裂缝出现前和裂缝出现后的性能及破坏特点; 2 纯扭构件的扭曲截面承载力; 3 弯剪扭构件的扭曲截面承载力; 4 在轴向压力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下钢筋混凝土矩形截面框架柱受 扭承载力计算; 5 受扭构件的构造要求。 重点: 1 纯扭构件的扭曲截面承载力按 《混凝土结构设计规范》的配筋计算方法; 2 弯扭及弯剪扭构件的扭曲截面承载力按 《混凝土结构设计规范》的配筋计 算方法; 3 受扭构件的构造要求。 难点: 弯扭及弯剪扭构件的扭曲截面承载力按 《混凝土结构设计规范》的配筋计算 方法。 第 8 章受冲切构件的承载力 知识点: 1 冲切与剪切两种破坏特征的联系和区别; 2 冲切承载力的影响因素与变化规律; 3 无梁楼盖的抗冲切设计方法; 4 柱下独立基础的抗冲切设计方法。 重点: 1 无梁楼盖的抗冲切设计方法; 2 柱下独立基础的抗冲切设计方法; 难点: 剪力与不平衡弯矩共同作用下无梁楼盖的抗冲切设计计算方法。 第 9 章 钢筋混凝土构件的适用性及耐久性 知识点: 1.钢筋混凝土受弯构件短期刚度B 和刚度 B (长期刚度)的概念及计算公 S 式,最小刚度原则,受弯构件的挠度验算方法; 2.钢筋混凝土构件裂缝的出现、分布和开展机理以及应力重分布全过程, 平均裂缝间距、平均裂缝宽度和最大裂缝宽度概念及计算公式,钢筋混凝土构件 裂缝宽度验算方法; 3.混凝土构件的延性和延性系数的概念,受弯构件截面曲率延性系数的计 算表达式、主要影响因素及提高截面曲率延性系数的措施; 4.混凝土结构耐久性的概念与主要影响因素,混凝土碳化和钢筋锈蚀的机 理、主要影响因素以及防范措施,混凝土结构耐久性的设计方法。 重点: 1 钢筋混凝土受弯构件短期刚度 B S 和刚度 B,受弯构件的挠度验算方法; 2 最大裂缝宽度计算公式,钢筋混凝土构件裂缝宽度验算方法; 3 混凝土碳化和钢筋锈蚀的机理、主要影响因素以及防范措施。 难点: 1.钢筋混凝土受弯构件短期刚度 B S 和刚度 B (长期刚度),受弯构件 的挠度验算; 2.钢筋混凝土构件裂缝宽度验算。 第 10 章 预应力混凝土构件 知识点: 1.预应力混凝土的概念,预应力混凝土材料,张拉预应力钢筋的方法,张 拉控制应力,六项预应力损失产生的原因、损失值的计算方法以及减少预应力损 失值的措施,先张法构件预应力钢筋的传递长度,后张法构件端部锚固区的局部 受压承载力计算; 2.预应力混凝土轴心受拉构件各阶段的应力分析,预应力混凝土轴心受拉 构件使用阶段的计算 (承载力计算、抗裂度及裂缝宽度验算)和施工阶段的验算, 预应力混凝土轴心受拉构件的设计步骤; 3.预应力混凝土受弯构件各阶段的应力分析,受弯构件使用阶段正截面的 计算、使用阶段斜截面的计算和施工阶段的验算,预应力混凝土受弯构件的设计 步骤; 4.预应力混凝土构件的构造要求; 重点: 1 预应力损失产生的原因、损失值的计算方法以及减少预应力损失值的措 施; 2.预应力混凝土轴心受拉构件各阶段的应力分析,轴心受拉构件使用阶段 的计算 (承载力计算、抗裂度及裂缝宽度验算)和施工阶段的验算; 3.预应力混凝土受弯构件各阶段的应力分析,受弯构件使用阶段正截面的 计算、使用阶段斜截面的计算和施工阶段的验算受; 4.预应力混凝土构件的构造要求。 难点: 1 .预应力混凝土轴心受拉构件各阶段的应力分析,轴心受拉构件使用阶段 的计算 (承载力计算、抗裂度及裂缝宽度验算)和施工阶段的验算; 2.预应力混凝土受弯构件各阶段的应力分析,受弯构件使用阶段正截面的 计算、使用阶段斜截面的计算和施工阶段的验算受。 第 11 章 铁路桥涵混凝土结构设计基本原理 知识点: 1.计算方法; 2.混凝土结构的材料规定 3 受弯构件强度和变形计算 4 轴心受压构件强度计算 5 偏心受压构件强度计算 重点: 1 容许应力法; 2.构件抗弯强度计算与构造要求; 3.构件抗剪强度计算; 4.矩形偏心受压构件强度计算。 难点: 1 构件抗弯强度计算的基本原理; 2.梁的剪应力包络图和主拉应力包络图,斜筋的设计,弯矩包络图与材料 图; 3 大偏心受压构件强度计算。 第 12 章 公路桥涵混凝土结构设计基本原理 知识点: 1.计算方法; 2.混凝土结构的材料规定 3 受弯构件承载力和变形计算 4 裂缝宽度计算 5 轴心受压构件承载力计算 6 偏心受压构件承载力计算 重点: 1 受弯构件构造要求; 2.受弯构件承载力计算; 3.矩形偏心受压构件承载力计算。 难点: 1 受弯构件构造要求; 2.梁的斜截面受剪承载力计算; 3 圆形偏心受压构件承载力计算。 四、课程实践环节要求 无 五、课程教学学时分配 课内 68 学时,机动 4 学时,共 72 学时. 学 章节 内容 其中实验 (上机)学时 备注 时 0 绪 论 2 混凝土结构材料的物理力 1 4 学性能 按近似概率理论的极限状 2 4 态设计法 3 受弯构件正截面承载力 8 4 受弯构件斜截面承载力 6 5 受压构件的截面承载力 6 6 受拉构件的截面承载力 2 自学 7 受扭构件的承载力 2 8 受冲切构件的承载力 2 自学 钢筋混凝土构件的适用性 9 4 及耐久性 10 预应力混凝土构件 12 铁路桥涵混凝土结构设计 11 16 基本原理 公路桥涵混凝土结构设计 12 4 基本原理 六、课程考核方式 闭卷笔试。 七、制订人执笔者:于向东 周朝阳 审核者:戴公连 批准者:彭立敏 钢结构设计原理 课程编号:120402X1 课程名称:钢结构设计原理 英文名称: Princifle of Steel Structure Design 学时与学分: 48/3 先修课程要求:材料力学、结构力学、土木工程材料等 适应专业:土木工程 (本科) 参考教材: 1、夏志斌. 钢结构.中国建筑工业出版社,北京:2007. 2、叶见曙. 结构设计原理.人民交通出版社,北京:2007. 3、沈祖炎. 钢结构基本原理.中国建筑工业出版社,北京:2005. 4、陈骥. 钢结构稳定理论与设计.科学出版社,北京:2008. 5、钢结构的设计规范 (建筑、铁路、交通). 课程简介: 本课程属土木工程专业必修的专业基础课,是一门实践性很强与现行的规范、 规程等密切相关的课程。主要讲授钢结构设计的基本理论。包括钢材的材料性能, 钢结构的设计方法,钢结构的连接 (包括焊缝连接与紧固件连接),轴心受力构 件设计方法,受弯构件设计方法,拉弯与压弯构件设计方法。 课程教学大纲: 一、课程的性质、目的和任务 本课程属土木工程专业必修的专业基础课,是一门实践性很强与现行的规 范、规程等有关的专业基础课。通过本课程的学习,学生应掌握钢结构学科的基 本理论和基本知识,为继续学习 《桥梁工程》等专业课以及毕业后从事结构工程 设计、施工及管理工作提供坚实的基础。 二、课程教学基本要求 通过本课程的学习,要求学生理解钢结构的基本原理,掌握各种基本构件设 计原理与设计方法,并对现行结构设计规范有一般性了解。 三、课程的基本内容以及重点难点 课时 序号 基本内容 重点、难点 分配 第 一 (1)了解钢结构的特点与应用。 章 (绪 2 (2)了解钢结构课程的内容与要求。 论) 第 二 章 (1)了解钢材的力学性能及其影响因 ( 钢 重点:疲劳的计算方 素。 结 构 法。 (2)掌握钢材脆性断裂及防治途经。 6 的 材 难点:钢材的脆性断裂 (3)了解钢材牌号及选用要求。 料 及 及防治途经。 (4)掌握钢结构疲劳概念与计算方法。 其 性 能) 第 三 章 (1)了解结构设计的目的。 重点:概率设计方法及 ( 钢 (2)了解结构设计方法的演变。 应用。 4 结 构 (3)理解容许应力法与概率设计方法。 难点:结构的可靠性、 设 计 (4)掌握实用设计表达式及其应用。 概率分布的特征值。 方法) (1)了解钢结构连接的种类及特点。 第 四 (2)熟悉对接焊缝的构造和计算。 重点:角焊缝与高强度 章 (3)掌握角焊缝的构造和计算。 螺栓连接的计算。 ( 钢 (4)掌握普通螺栓与高强度螺栓承压 难点:焊接残余应力及 14 结 构 型连接的构造和计算。 残余变形的概念及其 的 连 (5)掌握高强度螺栓摩擦型连接的构 对结构的影响。 接) 造和计算。 (1)了解轴心受力构件的应用和截面 形式。 第 五 (2)掌握轴心受力构件的强度和刚度 重点:轴心压杆的强 章 计算。 度、刚度、整体稳定与 ( 轴 (3)理解稳定概念,掌握轴心受压构 局部稳定设计方法。 8 心 受 件的整体稳定与局部稳定设计方法。 难点:稳定的概念与计 力 钢 (4)掌握轴心受压构件 (实腹式与格 算方法。 构件) 构式)设计方法。 (5)了解柱头与柱脚的构造与计算。 第 十 (1)了解钢梁的应用和截面形式。 重点:钢梁的强度、刚 一 章 (2)掌握钢梁的强度和刚度计算。 度、整体稳定与局部稳 ( 受 (3)掌握钢梁整体稳定与局部稳定的 8 定设计方法。 弯 构 概念与设计方法。 难点:局部稳定设计。 件) (4)了解钢梁的设计方法及基本构造。 (1)掌握拉弯、压弯构件强度和刚度 第 十 计算。 重点:拉弯、压弯构件 二 章 (2)理解实腹式压弯构整体稳定概念, 的强度、刚度、整体稳 ( 拉 掌握其计算方法。 定与局部稳定设计方 6 弯、压 (3)掌握实腹式压弯构件的局部稳定 法。 弯 钢 计算。 难点:压弯构件整体稳 构件) (4)了解实腹式压弯构件的设计方法 定概念及计算方法。 与基本构造。 四、课程实践环节要求 无实验内容。 五、课程教学学时分配 见上表。 六、课程考核方式 闭卷考试,考试成绩占 70%,平时成绩占 30%。 七、制订执笔者:周智辉 审核者:郭文华 批准者:彭立敏 钢结构设计原理 课程编号:120402X1 课程名称:钢结构设计原理 英文名称:Principles of Steel Structures Design 学时与学分: 48/3 先修课程要求:《材料力学》、《结构力学》、《结构设计原理》 适应专业:土木工程 参考教材:沈祖炎。钢结构基本原理。北京:中国建筑工业出版社,2005,第二 版。 课程简介: 《钢结构设计原理》是工科土木工程类专业一门重要的专业主干课程,该课 程既有理论分析,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,是进行钢结构 课程设计的重要的基础课程,为钢结构课程设计提供基本原理和基础。 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。 课程教学大纲: 一、课程性质、目的和任务 《钢结构设计原理》是工科土木工程类专业一门重要的专业主干课程,该课 程既有理论分析,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,是进行钢结构 课程设计的重要的基础课程,为钢结构课程设计提供基本原理和基础。 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。 二、课程教学基本要求 通过本课程的学习,学生应获得满足钢结构设计所需的基本知识、基本原理 以及分析钢结构受力特性的基本技能。了解钢结构设计的内容、步骤和设计原则; 掌握钢结构的组成;能够熟练进行钢结构基本构件和节点的设计,包括如何正确 选用钢结构材料,如何选用钢结构构件截面形式并具体确定其截面大小、形状, 如何选择钢结构的连接形式以及连接的位置的确定、连接的长度或者数量的确定 等。进而对结构形式进行优化,提高结构安全性与可靠性等。 三、课程教学基本内容以及重点难点 本课程的基本内容: 第一章 绪论 1、钢结构发展的历史、现状和趋势 2、我国关于采用钢结构的方针政策以及结构按极限状态的设计方法 3、钢结构的特点及应用 4、钢结构按极限状态的设计方法 5、钢结构的构件组成和主要结构形式 第二章 钢结构材料 1、影响钢材性能的一般因素。 2、钢材在单轴反复应力作用下的工作性能 3、钢材在复杂应力作用下的工作性能 4、钢材抗冲击性能及冷弯性能 5、钢材的脆性破坏和延性破坏、疲劳破坏和损伤累积破坏 6、钢结构用钢材的分类 7、钢材在单向均匀受拉时的工作性能和钢材在复杂应力作用下的工作性能 第三章 钢结构的可能破坏形式 1、损伤累积、破坏疲劳破坏、板件局部失稳、屈曲后强度 2、板件局部失稳、屈曲后强度,强度破坏、塑性重分布脆性 3、整体失稳破坏、断裂破坏、强度破坏、塑性重分布脆性 第四章 受拉构件及索 1、索的力学特性和分析方法。 2、受拉构件的强度计算。 3、截面削弱对受拉构件强度的影响。 第五章 轴心受压构件 1、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、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 3、轴心受压构件的强度 4、轴心受压构件的整体稳定 5、局部稳定性的计算方法 6、轴心受压构件的整体稳定 7、实腹式和格构式轴心受压构件的截面选择及验算方法 第六章 受弯构件 1、双向受弯构件的整体稳定 2、受弯及受扭构件的强度和整体稳定。 3、受弯构件的强度 4、受弯构件的局部稳定 5、单向受弯构件的整体稳定 第七章 压弯构件 1、双向压弯构件的强度 2、双向压弯构件的整体稳定 3、压弯构件的局部稳定 4、单向压弯构件的强度 5、单向压弯构件的整体稳定 第八章 钢结构的连接 1、各种连接的特点 2、焊缝连接算以及构造要求 3、普通螺栓连接算以及构造要求 4、高强螺栓连接的计算以及构造要求 5、对接焊接连接和角焊缝连接计算 本课程的重点和难点 1、钢材在单轴反复应力作用下的工作性能 2、轴心受压构件的整体稳定 3、轴心受压构件局部稳定的计算方法 4、实腹式和格构式轴心受压构件的截面选择及验算方法 5、受弯及受扭构件的强度和整体稳定 6、受弯构件的局部稳定 7、实腹式压弯构件的稳定 8、焊缝连接算以及构造要求 9、普通螺栓连接算以及构造要求 10、高强螺栓连接的计算以及构造要求 四、课程实践环节要求 无 五、课程教学学时分配 其中实验 (上机)学 章节 内容 学时 备注 时 第一章 钢结构的特点及应用 0.5 钢结构发展的历史、现状 0.5 和趋势 钢结构的组成原理 1 第二章 钢结构对材料性能的要求 0.5 钢材在单向均匀受拉时的 1 工作性能 钢材的脆性破坏和延性破 0.5 坏 影响钢材性能的一般因素 1 钢结构用钢材的分类和规 1 格 结构的破坏类型和截面的 第三章 1 分类 第四章 轴心受力构件概述 0.5 轴心受拉构件 0.5 轴心受压构件的可能破坏 第五章 0.5 形式 轴心受压构件的强度 0.5 轴心受压构件的整体稳定 4 轴心受压构件的局部稳定 3 轴心受压构件的设计 4 受弯构件的类型与截面、 第六章 1 受弯构件的主要破坏形式 受弯构件的截面强度、刚 1 度 受弯构件的整体稳定 2 受弯构件的局部稳定 2 梁的设计 2 第七章 实腹式压弯构件的稳定 2 格构式压弯构件的稳定 2 压弯构件的设计 4 第八章 钢结构的连接方法 1 焊接连接 5 普通螺栓连接 3 高强螺栓连接 3 六、课程考核方式 本课程采用笔试、闭卷考试。总成绩评定可参考学生平时成绩和完成作业的 质量综合评定。 七、制订执笔者:吴鹏 审核者:蒋丽忠 批准者:彭立敏 基础工程 课程编号:120502X1 课程名称:基础工程 英文名称:Foundation Engineering 学时与学分: 40/2.5 (其中实验学时:2 ) 先修课程要求:材料力学、结构力学、工程地质、土力学、混凝土结构设计原理 适应专业:土木工程 参考教材: 教材:李亮、魏丽敏主编. 基础工程. 中南大学出版社,2005.2 参考书: 1. 华南理工大学等四所大学编. 地基及基础 (第三版). 中国建筑工业出 版社,2001.10 2. 中华人民共和国铁道部. 《铁路桥涵设计规范》TBJ 2-96.铁道部标准司 科情所.1996 3. 李克钏. 《基础工程》.北京:中国铁道出版社.2000. 4. 铁路工程设计技术手册. 《桥梁地基和基础》.北京:人民铁道出版 社.1978. 课程简介: 基础工程课程是土木工程、道路与铁道工程专业的一门专业课程,是土力 学的后续课程。课程以学科知识体系为主,弄清基础工程设计和施工中的主要内 容和基本方法,同时兼顾不同专业方向。 基础工程有着较强的理论性与实践性的课程,理论除外,试验测试以及工程 经验对于解决工程问题也十分重要,所以在学习时应注意理论联系实际、因地制 宜,避免生搬硬套。基础埋置于地下,属于隐蔽工程,基础工程的优劣直接关系 到上部结构的安危,既不能过分冒进也不能偏于保守,处理好这种关系的关键在 于对设计原理和规范条文的深刻理解和正确运用。 课程教学大纲: 一、课程的性质、目的和任务 本课程是土木工程、道路与铁道工程专业的一门专业必修课程,是土力学的 后续课程。课程以学科知识体系为主,弄清基础工程设计和施工中的主要内容和 基本方法,同时兼顾不同专业方向。 通过本课程的学习,使学生掌握浅基础、连续基础、桩基础、沉井基础的设 计原理和计算方法,并了解其主要施工方法。 它与材料力学、结构力学、土力学、混凝土结构设计原理等课程关系密切。 二、课程教学基本要求 通过本课题的学习,学生应达到以下要求: 1. 了解浅基础的概况、常用类型、施工方法及防止不均匀沉降损害的措施, 理解地基基础与上部结构相互作用的概念; 2. 合理选择浅基础的埋置深度,掌握浅基础设计计算,了解基坑支护计算 方法; 3. 掌握连续基础的概况及地基计算模型,了解文克勒地基上梁的计算方法 及地基上梁的数值分析方法,了解补偿性基础而基本原理及应考虑的主要问题; 4. 掌握刚性基础的基底反力、沉降和倾斜计算,了解地基上板的有限差分 方法,了解柱下条形基础、筏板基础、箱形基础的构造要求及简化计算方法; 5. 了解桩和桩基的作用和使用条件,桩和桩基的类型,承台的构造,预制 桩的构造与施工,钻 (挖)孔灌注桩的构造和施工,水中修筑桩基; 6. 了解桩和桩基的设计原则,用水平荷载试验确定桩的水平承载力,桩基 的设计步骤;能考虑土的横向抗力求桩顶在外力作用下桩的位移和内力,掌握以 下内容:多排桩桩基的变位及桩顶内力计算,低承台桩基简化计算方法,分别按 土阻力和材料强度确定单桩的轴向容许承载力,群桩作用及桩基的竖向承载力; 7. 了解天然地基上深基础的修筑方法,沉降的类型及构造,一般沉井的制 造和下沉,用泥浆套和空气幕下沉沉井,浮运沉井,沉箱基础; 8. 掌握一般沉井的设计和计算。 三、课程教学的基本内容以及重点难点 绪论:介绍 “基础工程”的主要内容、任务和工程应用成就。 第一章 浅基础 基本内容:概述,地基基础与上部结构相互作用的概念,浅基础的类型,基 础埋置深度的选择,浅基础的设计计算,防止不均匀沉降损害的措施,浅基础的 施工方法,基坑支撑计算。 重点:地基基础与上部结构相互作用的概念;浅基础的特点、分类以及浅基 础设计,诸如埋深选择、如何防止不均匀沉降等。 难点:相关的施工工艺,无感官认识。 第二章 连续基础 基本内容:概述,地基计算模型,文克勒地基上梁的计算,地基上梁的数值 分析,刚性基础的基底反力,沉降和倾斜计算,地基上板的有限差分分析方法, 柱下条形基础,筏板基础,箱形基础,补偿性基础概要。 重点:地基计算模型,文克勒地基上梁的计算,地基上梁的数值分析,刚性 基础的基底反力,沉降和倾斜计算 难点:地基上板的有限差分分析方法,柱下条形基础,筏板基础,箱形基础 设计计算方法等 第三章 桩基础 基本内容:桩和桩基的作用和适用条件,桩和桩基的类型,承台构造,预制 桩的构造与施工,钻 (挖)孔灌注桩的构造和施工,水中修筑桩基;桩和桩基的 设计原则,考虑土的横向抗力求桩顶在外力作用下桩的位移和内力,多排桩桩基 的变位及桩顶内力计算,低承台桩基简化计算方法,按土阻力确定单桩的轴向容 许承载力,按材料强度确定单桩的轴向容许承载力,用水平荷载试验确定桩的水 平承载力,群桩作用及桩基的竖向承载力;考虑土的用水平荷载试验确定桩的水 平承载力,桩基的设计步骤。 重点:群桩基础的内力与变位的计算,桩基设计过程 难点:“m”法的计算过程,不同桩型的施工过程 第四章 沉井基础 基本内容:天然地基上深基础的修筑方法,沉井的类型及构造,一般沉井的 制造和下沉,用泥浆套和空气幕下沉沉井,浮运沉井,沉箱基础;一般沉井的设 计和计算。 重点:沉井的工作原理、类型及构造、纠偏方法、设计计算方法 难点:沉井的设计计算方法。 四、课程实践环节要求 无 五、课程教学学时分配 章节 内容 学时 其中试验 (上机)学时 备注 绪论 绪论 2 第一章 浅基础 8 第二章 连续基础 8 第三章 桩基础 15 1 第四章 沉井基础 5 1 六、课程考核方式 笔试为主,综合试验报告和平时成绩 七、制订执笔者: 魏丽敏 审核者:冷伍明 批准者:彭立敏 土力学 课程编号:120501X1 课程名称:土力学 英文名称:Soil Mechanics 学时与学分:40 /2.5 先修课程:材料力学、水力学、工程地质 适应专业:土木工程 教材及参考书: 教材:刘成宇主编 ·土力学 (第二版)·中国铁道出版社,2005.1 参考书:华南理工大学等四所大学编 ·地基及基础 (第三版)·中国建筑工 业出版社,2001.10 课程简介: 土力学课程是土木工程、道路与铁道工程专业的一门专业基础课程。是学习 “基础工程”、“路基工程”、“道路工程”、“地基处理与加固”、“桥梁工程”等专 业课程需要先修的课程。 通过本课程的学习,使学生掌握土力学的基本理论;培养学生应用土力学基 本理论解决实际工程问题的基本能力。为地基基础和支挡结构的设计和研究,为 处理和分析与地基有关的各种土工问题打下必要的理论基础。 课程教学大纲: 一、课程性质、目的和任务 土力学课程是土木工程、道路与铁道工程专业的一门专业基础课程。是学习 “基础工程”、“路基工程”、“道路工程”、“地基处理与加固”、“桥梁工程”等专 业课程需要先修的课程。 通过本课程的学习,使学生掌握土力学的基本理论;培养学生应用土力学基 本理论解决实际工程问题的基本能力。为地基基础和支挡结构的设计和研究,为 处理和分析与地基有关的各种土工问题打下必要的理论基础。 二、课程教学基本要求 学完 “土力学”后,应达到以下基本要求: 认识土为松散体这一特点,并以此解释土的变形规律、渗透性质、强度特性; 掌握土的物理性质及其基本指标,土的分类,确定土的物理状态和土的定名, 以及土的物理性质指标和土的强度和变形的关系; 掌握土中应力分布,地基变形,一维渗透固结理论,库仑——莫尔强度理论; 要求掌握库仑、朗金土压力计算理论及适用范围,以及几种常见情况的土压 力计算; 掌握土坡稳定的一些基本概念和土坡稳定计算的条分法,了解摩擦圆法和增 加土坡稳定的一些措施。 土力学的研究对象复杂多变。土力学理论通常都应用一些土的物理力学指标 和参数,这些参数的数值对于理论解答的影响往往大于理论本身的精确性,因此, 必须对这些指标和参数有正确的理解和确定方法。土力学中的公式和计算方法, 绝大多数都是半理论和半经验的混合产物,是一门实践性很强的科学,做到理论 和实践相结合是学好土力学的关键。 三、课程教学基本内容以及重点难点 绪论:介绍 “土力学”的主要内容、任务和工程应用成就 第一章 土的物理力学性质 讲授内容:土的生成,土的粒径组成和矿物成分,土中的水和气体,土的三 相含量指标,土的物理状态及指标,土的工程分类。 自学内容:土的结构及其联结,土的膨胀、收缩及冻胀。 重点:土的组成,三相含量指标和物理状态指标的计算,土的分类。上述实 验方法和资料整理。 难点:认识土的物理指标和状态指标的变化对土性质的影响。 第二章 土的渗透性及水的渗流、第三章 土中应力和地基应力分布 讲授内容:土中一点的应力状态和应力平衡方程,土的渗透性,饱和土的有 效压力和孔隙水压力,在简单受力条件下地基中应力分布,基底的接触应力,刚 性基础基底压力简化算法,弹性半无限体内的应力分布。 自学内容:部分饱和土的孔隙压力及有效压力,孔隙压力系数。 重点:土的渗透性和有效压力的概念,饱和土的有效压力和孔隙水压力计算, 弹性半无限体内的应力分布计算。 难点:在渗透条件下,土的有效压力和孔隙水压力计算。 第四章 土的变形性质及地基沉降计算 讲授内容:土的弹性变形性质,土的压缩性,饱和粘土的渗透固结和太沙基 一维固结理论,试验方法测定土的变形模量,地基沉降计算,沉降差与倾斜,饱 和粘土的沉降过程。 自学内容:太沙基一维固结方程的详细推导和固结度公式的推导。 重点:土的压缩性和压缩性指标,土的固结概念,地基沉降的计算。 难点:基底非均匀压力时地基沉降的计算,各种荷载应力图形下固度的计算。 作业量:计算题 4-5 道,概念题 2-3 道 第五章 土的抗剪强度 讲授内容:摩尔——库仑强度理论,土中一点应力平衡和应力平衡条件议程, 抗剪强度实验,砂土和粘土的抗剪强度。 自学内容:了解应力路径及其影响。 重点:摩尔——库仑强度理论及公式,抗剪强度实验。 难点:几种抗剪强度实验中的应力状态。 第六章 天然地基承载力 讲授内容:地基的破坏形态,地基临塑压力,浅基础的极限承力的近似解 (魏 西克——勃朗特公式),按规范确定地基极限承载力,地基承载力的荷载试验。 自学内容:了解原位测试确定地基承载力的几种方法。 重点:地基临塑压力,浅基础的极限承力,按规范确定地基极限承载力。 难点:极限承载力。 第七章 土压力 讲授内容:土压力的概念和分类及决定性因素,静止土压力的计算,朗肯土 压力理论,库仑土压力理论,荷载作用下土压力的计算,粘性土的土压力,成层 土的土压力计算。 自学内容:土压力的作图法 重点:朗肯土压力理论,库仑土压力理论,。 难点:粘性土和成层土土压力的计算。 第八章 土坡稳定 讲授内容:土坡稳定的概念,直线滑面的土坡稳定检算,圆弧滑面的条分法。 自学内容:了解摩擦圆法。 难点:圆弧滑面的条分法计算 四、课程实践环节要求 实验内容: 实验 1:土的重度实验,含水量实验,塑限和液限实验 实验 2:粘性土的压缩实验 (固结实验) 实验 3:砂土的直接剪切实验。 要求:实验 1 要求在上完第一章后进行;实验 2 要求在上完第三章土的压缩 性内容后进行;实验 3 要求在上完第四章后抗剪强度试验内容后进行。实验时, 教师只做一些必要的介绍,主要由学生自已完成,并按时上交实验报告。 五、课程教学学时分配 章节 内容 学时 其中实验 (学 备注 时) 绪论 1 第一章 土的物理性质 8 2 实验 1 第二章 土的渗透性及水的渗流 6 第三章 土中应力和地基应力分布 第四章 土的变形性质及地基沉降 8 2 实验 2 计算 第五章 土的抗剪强度 6 2 实验 3 第六章 天然地基承载力 5 第七章 土压力 4 第八章 土坡稳定 2 六、课程考核方式 笔试为主,综合试验报告和平时成绩 七、制订执笔者: 冷伍明 审核者:徐林荣 批准者:彭立敏 土力学与基础工程 II 课程编号:120507X1 课程名称:土力学与基础工程 II 英文名称:Soil Mechanics and Foundation Engineering 学时与学分:64 /4.0 先修课程:材料力学、水力学、工程地质 适应专业:工程力学 教材及参考书: 教材:刘成宇主编 ·土力学 (第二版)·中国铁道出版社,2005.1 李亮主编 ·基础工程 ·中南大学出版社,2005.2 参考书:华南理工大学等四所大学编 ·地基及基础 (第三版)·中国建筑工 业出版社,2001.10 课程简介:、 土力学是土木工程、工程管理等专业的一门专业基础课程。是学习 “基础工 程”、“路基工程”、“道路工程”、“地基处理与加固”、“桥梁工程”等专业课程需 要先修的课程。通过本课程的学习,使学生掌握土力学的基本理论;培养学生应 用土力学基本理论解决实际工程问题的基本能力。为地基基础和支挡结构的设计 和研究,为处理和分析与地基有关的各种土工问题打下必要的理论基础。 基础工程是研究桥梁与房屋建筑基础工程的设计与施工、地基处理基本理论 与方法的一门课程。要求学生重点掌握本课程的浅基础、桩基、沉井等基础设计 理论和具体计算方法,掌握地基处理方法的基本原理与计算要点,掌握特殊土的 基本特性、对基础工程的危害及应采取的工程措施。在学习过程中应注意理论在 实际中的运用,紧密结合工程实践,增强处理地基基础问题的能力。 课程教学大纲: 一、课程性质、目的和任务 土力学课程是土木工程专业的一门专业基础课程。是学习 “基础工程”、“路 基工程”、“道路工程”、“地基处理与加固”、“桥梁工程”等专业课程需要先修的 课程。通过本课程的学习,使学生掌握土力学的基本理论;培养学生应用土力学 基本理论解决实际工程问题的基本能力。为地基基础和支挡结构的设计和研究, 为处理和分析与地基有关的各种土工问题打下必要的理论基础。 基础工程是土木及工程力学专业教学计划中一门重要的专业课,是研究桥梁 与房屋建筑基础工程的设计与施工、地基处理基本理论与方法的一门课程。要求 学生重点掌握本课程的浅基础、桩基、沉井等基础设计理论和具体计算方法,掌 握地基处理方法的基本原理与计算要点,掌握特殊土的基本特性、对基础工程的 危害及应采取的工程措施。在学习过程中应注意理论在实际中的运用,紧密结合 工程实践,增强处理地基基础问题的能力。 二、课程教学基本要求 学完 “土力学与基础工程”后,应达到以下基本要求: 1. 土是一种由固态、液态和气态物质组成的三相体系,与各种连续介质体 (弹性体、塑性体、流体等)比较,天然土体具有一系列复杂的物理力学性质, 而且容易受环境条件 (温度、湿度、地下水等)变动的影响。在处理实际工程中 的土力学问题时,不能单凭数学和力学的方法,还应通过试验、实测并紧密结合 实践经验进行合理的简化假设,才能求得实际问题的妥善解决。因此,在学习本 课程时不但要着重于基本概念和原理的理解,掌握各种计算方法,而且应具备初 步解决实际问题的能力,如区分土的类型、掌握室内试验方法、了解野外测试的 新方法以及各种计算方法的基本假设和可能引起的误差范围等。 2、了解地基、基础、上部结构的相互作用和基础工程设计计算的原则。掌 握浅基础和深基础的概念。掌握浅基础的常用类型 (扩大基础、联合基础、独立 基础等)。了解刚性扩大基础的施工方法。掌握基础设置深度的确定的影响因素。 掌握地基容许承载力的计算 (按理论公式、荷载试验、规范承载力来确定),重 点是利用规范提供的经验公式来确定地基容许承载力的计算。拟定刚性扩大基础 的尺寸。掌握刚性扩大基础的验算方法 (地基承载力、基底合力偏心距、基础和 地基稳定性、沉降)。 3、了解桩基础的分类和构造。掌握桩基础的施工方法 (钻孔灌注桩、挖孔 灌注桩、沉管灌注桩、打入桩、水中桩基)。掌握单桩轴向荷载传递机理和特点。 掌握轴向和横轴向容许承载力的确定方法。掌握负摩阻力的意义、产生原因和计 算方法。了解桩基础质量检验方法。 4、掌握 “m”法计算单排桩内力和位移,掌握计算宽度、刚性桩和弹性桩的 概念。掌握多排桩内力与位移的计算。掌握基桩自由长度承受土压力时的计算、 低桩承台考虑桩-土-承

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