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模块1 绪论模块概述1

知识目标1

技能目标1

课时建议1

1.1 钢结构的特点和应用2

1.2 钢结构的组成6

1.3 钢结构的设计方法7

1.4 钢材的疲劳10

1.5 钢结构设计和设计规范14

1.6 钢结构课程的内容和要求15

知识链接16

拓展与实训16

基础能力训练16

模块2 钢结构的材料模块概述17

知识目标17

技能目标17

课时建议17

2.1 钢材的塑性破坏和脆性破坏18

2.2 钢结构材料的力学性能18

2.3 影响钢结构材料力学性能的因素21

2.4 钢和钢材的种类及选用26

知识链接29

拓展与实训29

基础能力训练29

模块3 钢结构的连接模块概述30

知识目标30

技能目标30

课时建议30

3.1 钢结构的连接方法31

3.2 焊接连接的特性32

3.2.1 建筑钢结构常用的焊接方法32

3.2.2 焊缝缺陷33

3.2.3 焊缝质量检验34

3.3 焊缝和焊接连接的形式35

3.3.1 焊缝形式35

3.3.2 焊缝连接形式35

3.4 对接焊缝的构造和计算36

3.4.1 对接焊缝的构造36

3.4.2 对接焊缝的计算37

3.5 角焊缝的构造和计算40

3.5.1 角焊缝的构造40

3.5.2 直角角焊缝强度计算的基本公式43

3.5.3 轴心力作用的角焊缝连接计算44

3.5.4 弯矩、剪力、轴力共同作用下的角焊缝连接计算48

3.5.5 扭矩、剪力、轴力共同作用下的角焊缝连接计算50

3.6 焊接应力和焊接变形52

3.6.1 焊接残余应力的分类和产生的原因52

3.6.2 焊接残余应力对结构性能的影响53

3.6.3 焊接残余变形53

3.6.4 减少焊接应力和焊接变形的措施54

3.7 螺栓连接的排列和构造要求56

3.7.1 螺栓的规格56

3.7.2 螺栓的排列56

3.8 普通螺栓连接的性能和计算58

3.8.1 普通螺栓的抗剪连接58

3.8.2 普通螺栓的抗拉连接64

3.8.3 拉剪联合作用的普通螺栓连接计算67

3.9 高强度螺栓连接的性能和计算69

3.9.1 高强度螺栓连接的工作性能69

3.9.2 单个高强度螺栓的抗剪承载力71

3.9.3 高强度螺栓群的抗剪计算71

3.9.4 单个高强度螺栓的抗拉承载力72

3.9.5 高强度螺栓群的抗拉计算72

3.9.6 拉剪联合作用的高强度螺栓连接计算73

知识链接76

拓展与实训76

基础能力训练76

链接执考80

模块4 轴心受力构件模块概述81

知识目标81

技能目标81

课时建议81

4.1 概述82

4.2 轴心受力构件的受力性能和计算83

4.2.1 轴心受力构件的强度计算83

4.2.2 轴心受力构件的刚度计算85

4.3 轴心受压构件的整体稳定86

4.3.1 轴心受压构件的整体失稳现象86

4.3.2 无缺陷轴心受压构件的屈曲87

4.3.3 力学缺陷对轴心受压构件弯曲屈曲的影响89

4.3.4 构件几何缺陷对轴心受压构件弯曲屈曲的影响93

4.4 轴心受压构件整体稳定的计算95

4.4.1 实际轴心受压构件的稳定承载力计算方法95

4.4.2 轴心受压构件的整体稳定计算97

4.4.3 轴心受压构件整体稳定计算的构件长细比99

4.5 轴心受压构件的局部稳定101

4.5.1 均匀受压板件的屈曲101

4.5.2 轴心受压构件局部稳定的计算方法101

4.6 实腹式轴心受压构件的截面设计103

4.6.1 截面设计原则103

4.6.2 截面选择104

4.6.3 截面验算104

4.6.4 构造要求104

4.7 格构式轴心受压构件107

4.7.1 格构式轴心受压构件绕实轴的整体稳定107

4.7.2 格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定107

4.7.3 格构式轴心受压构件分肢的稳定和强度计算109

4.7.4 格构式轴心受压构件分肢的局部稳定109

4.7.5 格构式轴心受压构件的缀件设计109

4.7.6 格构式轴心受压构件的横隔和缀件连接构造111

4.7.7 格构式轴心受压构件的截面设计111

4.8 冷弯薄壁型钢轴心受压构件的设计特点115

4.8.1 冷弯薄壁型钢结构的特点115

4.8.2 冷弯薄壁型钢受压构件的屈曲后承载能力与有效宽度设计方法116

4.8.3 冷弯薄壁型钢轴心受压构件的设计118

知识链接120

拓展与实训120

基础能力训练120

模块5 受弯构件模块概述123

知识目标123

技能目标123

课时建议123

5.1 受弯构件的应用和类型124

5.1.1 受弯构件的种类124

5.1.2 梁截面形式及应用124

5.1.3 梁格截面形式及应用125

5.2 受弯构件的计算内容125

5.3 梁的强度126

5.3.1 抗弯强度126

5.3.2 抗剪强度128

5.3.3 局部承压强度128

5.3.4 折算应力129

5.4 梁的刚度130

5.5 梁的整体稳定性132

5.5.1 梁整体稳定的概念132

5.5.2 梁整体稳定的临界弯矩132

5.5.3 梁整体稳定的计算134

5.5.4 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数的近似计算136

5.6 型钢梁设计138

5.6.1 单向弯曲型钢梁138

5.6.2 双向弯曲型钢梁140

5.7 组合梁设计140

5.7.1 截面选择141

5.7.2 截面验算143

5.7.3 翼缘焊缝的计算143

5.8 梁的局部稳定性和腹板加劲肋设计145

5.8.1 矩形薄板的屈曲145

5.8.2 组合梁翼缘的局部稳定146

5.8.3 组合梁腹板的局部稳定148

5.8.4 腹板加劲肋的截面尺寸及构造要求153

5.8.5 支承加劲肋的构造和计算155

5.9 考虑腹板屈曲后强度时梁的设计157

5.9.1 腹板屈曲后的性能157

5.9.2 腹板屈曲后强度计算公式158

5.9.3 考虑腹板屈曲后强度的组合梁加劲肋设计160

5.10 梁的拼接161

5.10.1 工厂拼接161

5.10.2 工地拼接161

5.11 主次梁的连接163

5.11.1 次梁为简支梁163

5.11.2 次梁为连续梁164

知识链接165

拓展与实训165

基础能力训练165

工程模拟训练166

链接执考167

模块6 拉弯构件和压弯构件模块概述168

知识目标168

技能目标168

课时建议168

6.1 拉弯构件和压弯构件的特点169

6.1.1 拉弯构件和压弯构件及其应用169

6.1.2 拉弯构件和压弯构件的破坏形式169

6.2 拉弯构件和压弯构件的强度计算169

6.2.1 拉弯和压弯构件的强度计算准则169

6.2.2 拉弯和压弯构件的强度计算170

6.3 实腹式压弯构件的整体稳定性计算173

6.3.1 实腹式压弯构件弯矩作用平面内的稳定173

6.3.2 实腹式压弯构件弯矩作用平面外的稳定176

6.3.3 实腹式双向压弯构件的整体稳定176

6.4 实腹式压弯构件的局部稳定性计算177

6.4.1 非均匀受压板的临界应力177

6.4.2 压弯构件中工字形截面腹板的宽厚比178

6.4.3 压弯构件中箱形截面腹板的宽厚比180

6.4.4 压弯构件中T形截面腹板的宽厚比180

6.4.5 压弯构件中翼缘板的宽厚比181

6.5 实腹式压弯构件的设计181

6.6 格构式压弯构件的计算183

6.6.1 弯矩绕实轴（y轴）作用时的整体稳定183

6.6.2 弯矩绕虚轴（x轴）作用时的整体稳定184

6.6.3 分肢的稳定计算184

6.6.4 格构式双向压弯构件的整体稳定185

6.7 压弯构件和框架柱的计算长度187

6.7.1 等截面框架柱的稳定和计算长度187

6.7.2 下端固接的阶形柱的计算长度188

6.8 框架的梁柱连接190

6.8.1 梁与柱的连接节点形式190

6.8.2 梁与柱的连接节点设计原则193

6.8.3 梁与柱的连接节点计算193

6.9 框架柱的柱脚设计200

6.9.1 钢柱柱脚的种类200

6.9.2 刚性固定柱脚设计201

知识链接206

拓展与实训206

基础能力训练206

工程模拟训练207

链接执考207

模块7 平台结构设计模块概述209

知识目标209

技能目标209

课时建议209

7.1 概述210

7.2 平台结构布置210

7.2.1 结构布置要求210

7.2.2 平台柱及柱间支撑布置原则211

7.3 平台钢铺板设计212

7.3.1 平台铺板的类型212

7.3.2 平台钢铺板设计的一般要求212

7.3.3 平台钢铺板的计算212

7.4 平台梁设计213

7.4.1 型钢梁设计213

7.4.2 组合梁设计214

7.4.3 梁的支座218

7.5 平台柱的设计220

7.5.1 实腹柱220

7.5.2 格构柱220

7.6 柱头与柱脚221

7.6.1 柱头221

7.6.2 柱脚221

7.7 栏杆与楼梯227

7.7.1 栏杆227

7.7.2 楼梯227

知识链接231

拓展与实训231

基础能力训练231

工程模拟训练231

链接执考231

模块8 轻型门式刚架结构设计模块概述233

知识目标233

技能目标233

课时建议233

8.1 结构选型与布置234

8.1.1 门式刚架结构组成234

8.1.2 门式刚架结构特点234

8.1.3 结构形式和支撑体系234

8.2 刚架设计236

8.2.1 荷载及荷载组合236

8.2.2 内力分析和构件计算237

8.2.3 门式刚架的侧移计算239

8.2.4 刚架柱和梁的设计240

8.2.5 节点设计245

8.3 檩条设计247

8.3.1 截面形式247

8.3.2 布置和连接248

8.3.3 拉条与撑杆设置248

8.3.4 檩条计算249

8.4 墙梁和支撑设计254

8.4.1 墙梁的布置和构造254

8.4.2 墙梁计算254

8.4.3 支撑构件设计255

知识链接255

拓展与实训256

基础能力训练256

工程模拟训练256

链接执考256

模块9 普通钢屋架设计模块概述258

知识目标258

技能目标258

课时建议258

9.1 钢屋架的类型259

9.1.1 普通钢屋架概述259

9.1.2 屋架的主要尺寸260

9.1.3 屋架的起拱要求260

9.2 荷载和内力计算261

9.2.1 荷载及荷载组合261

9.2.2 杆件内力计算261

9.3 屋架杆件设计263

9.3.1 计算长度263

9.3.2 容许长细比265

9.3.3 杆件截面选择265

9.4 节点设计268

9.4.1 节点设计的一般原则268

9.4.2 节点的计算和构造269

9.5 钢屋架施工图275

9.6 钢屋架设计实例276

9.6.1 设计资料276

9.6.2 结构形式与布置276

9.6.3 荷载和内力计算276

9.6.4 杆件截面设计278

9.6.5 节点设计282

拓展与实训287

基础能力训练287

模块10 网架结构设计模块概述288

知识目标288

技能目标288

课时建议288

10.1 空间结构的特点和分类289

10.2 网架结构的形式与选型290

10.2.1 网架结构的形式290

10.2.2 网架结构的选型292

10.3 网架结构尺寸与整体构造292

10.3.1 网架结构主要几何尺寸的确定292

10.3.2 网架的整体构造293

10.4 网架结构的内力计算293

10.5 网架结构的杆件和节点297

10.5.1 杆件的类型与构造297

10.5.2 节 点的类型与构造298

10.6 网架结构的制作与安装299

10.6.1 网架结构的制作299

10.6.2 网架结构的安装301

知识链接301

拓展与实训301

基础能力训练301

附录303

参考文献347