钢结构设计原理
钢结构设计原理
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更新日期:2026/04/23
开课平台智慧树
开课高校东北林业大学
开课教师张秀华
学科专业工学土木类
开课时间2026/01/21 - 2026/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
《钢结构设计原理》课程是高等学校土木工程专业的核心课程。钢结构广泛应用在房屋建筑、桥梁等工程中。本课程主要讲授钢结构的基本原理;包括钢结构的特点、应用及设计方法,钢结构材性,钢结构的连接及各种基本构件(轴心受力构件、受弯构件及拉弯和压弯构件)的受力性能、基本原理及设计方法。培养学生能够利用所学知识对钢结构的科研、设计与施工有所了解,并把所学知识运用到实际工程中。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
绪论
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钢结构的特点和应用范围
张秀华
钢结构的设计方法
建筑结构的功能要求和极限状态设计方法
张秀华
钢结构设计表达式
张秀华
钢结构的材料
钢材在单轴应力作用下的工作性能
张秀华
钢材在多轴应力作用下的工作性能
张秀华
钢材的疲劳
钢材疲劳破坏的特征
张秀华
疲劳计算及应注意的问题
张秀华
各种因素对钢材性能的影响
张秀华,张秀华
钢材的种类和规格
张秀华
钢结构的连接
钢结构常用的连接方法
张秀华
焊接方法和焊缝形式
张秀华
对接焊缝的构造和计算
张秀华
角焊缝的构造和计算
角焊缝的构造和受力分析
张秀华
角焊缝的基本公式
张秀华
角焊缝的构造要求
张秀华
角焊缝的计算(一)
张秀华
角焊缝的计算(二)
张秀华
焊接残余应力和残余变形
张秀华
普通螺栓连接的构造和计算
螺栓的构造要求
张秀华
普通螺栓抗剪连接工作性能
张秀华
普通螺栓抗剪连接计算
张秀华
普通螺栓抗拉连接
张秀华
螺栓群同时承受拉力和剪力的计算
张秀华
高强度螺栓连接的计算
高强度螺栓工作性能
张秀华
高强度螺栓抗剪连接计算
张秀华
高强度螺栓抗拉连接计算
张秀华
高强度螺栓同时承受剪力和外拉力连接的工作性能
张秀华
轴心受力构件
概述
张秀华
轴心受力构件的强度和刚度
张秀华
实腹式轴心受压构件的整体稳定
轴心受压构件的屈曲形式
张秀华
理想轴心受压构件弯曲屈曲的临界力
张秀华
残余应力的影响对轴心受压构件稳定承载力的影响
张秀华
构件几何缺陷对轴心压杆稳定承载力的影响
张秀华
轴心受压构件的整体稳定计算
张秀华
实际轴心受压构件的整体稳定计算
张秀华
实腹式轴心受压构件的局部稳定
张秀华,张秀华
实腹式轴心受压构件的截面设计
张秀华
格构式轴心受压构件的整体稳定计算
格构式轴心受压构件的整体稳定
张秀华
格构式轴心受压构件的缀材设计
张秀华
格构式轴心受压构件的设计
张秀华
格构式轴心受压构件的设计
张秀华,张秀华
受弯构件
受弯构件的类型
张秀华
受弯构件(梁)的强度
张秀华
受弯构件的刚度
张秀华,张秀华
受弯构件的扭转
张秀华
受弯构件(梁)的整体稳定
梁的整体稳定及临界弯矩
张秀华
受弯构件(梁)的整体稳定计算
张秀华
受弯构件(梁)的局部稳定
受压翼缘的局部稳定
张秀华
腹板的局部稳定
张秀华
配置加劲肋的腹板稳定计算
张秀华
加劲肋的设计
张秀华
受弯构件(梁)的设计
张秀华,张秀华
拉弯和压弯构件
概述
张秀华
拉弯与压弯构件的强度和刚度
张秀华,张秀华
实腹式偏心受压构件的整体稳定
实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定性
张秀华
实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定性
张秀华
实腹式压弯构件的局部稳定
张秀华,张秀华
实腹式压弯构件的截面设计
张秀华
格构式压弯构件的整体稳定
张秀华
  • 第一章绪论

    本章主要内容:钢结构的特点和应用、钢结构的设计方法

  • 1.1钢结构的特点和应用范围

    主要内容:钢结构的特点(有点和缺点)、钢结构的应用

  • 1.2钢结构的设计方法

    主要内容:结构的可靠性、可靠度、结构两种极限状态概念,钢结构的设计方法。失效概率及可靠指标等基本概念,荷载及材料强度标准值、设计值及分项系数的意义及关系,理解容许应力法,两种极限状态实用表达式的应用。

  • 第二章钢结构的材料

    本章主要内容
    (1)建筑钢材的主要性能(建筑钢材在单轴应力作用下的工作性能)
    (2)建筑钢材在多轴应力作用下的工作性能
    (3)建筑钢材的疲劳
    (4)各种因素对建筑钢材性能的影响
    (5)钢材的种类和规格

  • 2.1钢材在单轴应力作用下的工作性能

    主要内容:钢结构对钢材的基本要求,塑性破坏与脆性破坏;三个试验(一次拉伸试验、冷弯试验、冲击韧性试验)、五项机械性能指标(抗拉强度、伸长率、屈服强度、冷弯180º、冲击韧性)。

  • 2.2钢材在多轴应力作用下的工作性能

    主要内容:钢材在复杂应力作用下的冯•米赛斯(V•Mises)屈服条件、则算应力、抗剪强度指标。

  • 2.3钢材的疲劳

    主要内容:疲劳现象概念、特点和影响疲劳强度的因素,常幅疲劳及变幅疲劳的计算方法。

  • 2.4各种因素对钢材性能的影响

    主要内容:影响钢材性能的因素(化学成分、冶金缺陷、构造缺陷—应力集中、钢材的硬化、加荷速度及温度影响等),脆性破坏产生的原因与防治办法。

  • 2.5钢材的种类和规格

    主要内容:钢材的种类、钢的牌号、专用结构钢,钢材的规格,钢材选用原则和建议。

  • 第三章钢结构的连接

    本章主要内容:
      (1)钢结构的连接方法、焊接方法和焊缝形式
      (2)对接焊缝的构造和计算
      (3)角焊缝的构造和计算
      (4)焊接残余应力和残余变形
      (5)普通螺栓连接的构造和计算
      (6)高强度螺栓连接的性能和计算

  • 3.1钢结构常用的连接方法

    主要内容:钢结构连接的定义,钢结构常用的连接方法和特点,焊接连接的方法,焊条选用原则,焊缝形式,焊缝缺陷与焊缝质量检查,焊缝表示方法。

  • 3.2焊接方法和焊缝形式

    主要内容:对接焊缝的构造要求,对接焊缝的强度及计算方法

  • 3.3对接焊缝的构造和计算

    主要内容:角焊缝的形式和受力分析,直角角焊缝的基本计算公式,角焊缝的构造要求,各种受力状态下的直角角焊缝连接计算。

  • 3.4角焊缝的构造和计算

    主要内容:焊接应力的分类和产生的原因,焊接应力对结构性能的影响,焊接残余变形,减小焊接应力和焊接变形的措施。

  • 3.5焊接残余应力和残余变形

    主要内容:螺栓的种类,螺栓的构造要求,普通螺栓抗剪连接工作性能,抗剪螺栓的破坏形式,单个螺栓抗剪连接的承载力设计值,普通螺栓群抗剪连接计算方法;普通螺栓抗拉连接的工作性能,单个螺栓抗拉连接的承载力设计值,螺栓群的抗拉连接计算方法。

  • 3.6普通螺栓连接的构造和计算

    主要内容:高强度螺栓连接的工作性能(摩擦型和承压型连接);高强度螺栓抗剪承载力设计值(摩擦型和承压型连接),高强度螺栓群的抗剪连接计算;高强度螺栓抗拉承载力设计值(摩擦型和承压型连接)、高强度螺栓群的抗拉连接计算。

  • 3.7高强度螺栓连接的计算

    主要内容:高强度螺栓连接的工作性能(摩擦型和承压型连接);高强度螺栓抗剪承载力设计值(摩擦型和承压型连接),高强度螺栓群的抗剪连接计算;高强度螺栓抗拉承载力设计值(摩擦型和承压型连接)、高强度螺栓群的抗拉连接计算。

  • 第四章轴心受力构件

    本章主要内容
    (1)轴心受力构件的特点
    (2)轴心受力构件的强度和刚度
    (3)轴心受压构件的临界力
    (4)实腹式轴心受压构件的整体稳定
    (5)实腹式轴心受压构件的局部稳定
    (6)实腹式轴心受压柱的设计
    (7)格构式轴心受压构件的整体稳定
    (8)柱头和柱脚

  • 4.1概述

    主要内容:轴心受力构件的应用,截面形式。

  • 4.2轴心受力构件的强度和刚度

    主要内容:轴心受力构件设计内容,轴心受力构件的强度计算,轴心受力构件的刚度计算。

  • 4.3实腹式轴心受压构件的整体稳定

    主要内容:轴心受力构件的屈曲形式;理想轴心受压构件弯曲屈曲的临界力;残余应力、构件几何缺陷和杆端约束对轴心压杆稳定承载力的影响,实际轴心受压构件的临界应力,柱子曲线,轴心受压构件的整体稳定计算方法。

  • 4.4实腹式轴心受压构件的局部稳定

    主要内容:板件局部稳定的概念,均匀受压构件的屈曲应力,轴心受压构件板件宽厚比(高厚比)限值;加强局部稳定的措施。

  • 4.5实腹式轴心受压构件的截面设计

    主要内容:截面选择的原则,截面设计包括型钢截面和组合截面设计方法和构造措施。

  • 4.6格构式轴心受压构件的整体稳定计算

    主要内容:格构式轴心受压构件绕实轴的整体稳定,格构柱绕虚轴的换算长细比,格构柱绕虚轴的整体稳定计算,缀材设计,格构柱的设计步骤。

  • 4.7格构式轴心受压构件的设计

    主要内容:柱头(梁与柱的连接形式),柱脚的形式和构造,柱脚的构造和计算。

  • 第五章受弯构件

    本章主要内容:
    (1)受弯构件的类型
    (2)受弯构件的强度
    (3)受弯构件刚度
    (4)受弯构件的扭转
    (5)受弯构件(梁)的整体稳定
    (6)受弯构件的局部稳定
    (7)受弯构件的设计

  • 5.1受弯构件的类型

    主要内容:受弯构件(梁)的形式及分类,梁的计算内容。

  • 5.2受弯构件(梁)的强度

    主要内容:受弯构件(梁)的强度计算包括梁的抗弯强度,抗剪强度,局部承压强度,在复杂应力作用下的强度计算。

  • 5.3受弯构件的刚度

    主要内容:受弯构件(梁)的刚度计算

  • 5.4受弯构件的扭转

    主要内容:扭转的形式,自由扭转,约束扭转。

  • 5.5受弯构件(梁)的整体稳定

    主要内容:梁整体稳定的概念,梁的失稳形式,梁的临界弯矩,影响梁的整体稳定主要因素及主要措施,梁的整体稳定计算方法,梁的整体稳定系数计算。

  • 5.6受弯构件(梁)的局部稳定

    主要内容:梁的局部失稳概念,受压翼缘的局部稳定,腹板的局部稳定,腹板加劲肋及支承加劲肋的计算方法。

  • 5.7受弯构件(梁)的设计

    主要内容:受弯构件(梁)的设计:型钢梁的设计,组合梁的设计,梁的拼接、连接和支座。

  • 第六章拉弯和压弯构件

    本章主要内容
    (1)拉弯和压弯构件的特点
    (2)拉弯和压弯构件的强度和刚度
    (3)实腹式压弯构件的整体稳定
    (4)实腹式压弯构件的局部稳定
    (5)实腹式压弯构件的截面设计
    (6)格构式压弯构件的整体稳定

  • 6.1概述

    主要内容:压弯(拉弯)构件概念及应用,截面形式,计算内容。

  • 6.2拉弯与压弯构件的强度和刚度

    主要内容:工作阶段,强度准则,强度计算和刚度计算。

  • 6.3实腹式偏心受压构件的整体稳定

    主要内容:实腹式压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定(弯曲屈曲)、弯矩作用平面内整体稳定计算;压弯构件弯曲作用平面外的整体稳定计算。

  • 6.4实腹式压弯构件的局部稳定

    主要内容:实腹式压弯构件的局部稳定:受压翼缘板的宽厚比限值和腹板高厚比限值。

  • 6.5实腹式压弯构件的截面设计

    主要内容:截面选择,截面验算,构造要求。

  • 6.6格构式压弯构件的整体稳定

    主要内容:格构式压弯构件的截面形式,压弯格构构件弯矩绕虚轴作用时的整体稳定计算,压弯格构构件弯矩绕实轴作用时的整体稳定计算,双向受弯的格构式压弯构件,格构式压弯构件的设计。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 绪论

    1.1 钢结构的特点和应用范围

    1.2 钢结构的设计方法

    视频数3
  • 第二章  作业测试
    第二章 钢结构的材料

    2.1 钢材在单轴应力作用下的工作性能

    2.2 钢材在多轴应力作用下的工作性能

    2.3 钢材的疲劳

    2.4 各种因素对钢材性能的影响

    2.5 钢材的种类和规格

    视频数6
  • 第三章  作业测试
    第三章 钢结构的连接

    3.1 钢结构常用的连接方法

    3.2 焊接方法和焊缝形式

    3.3 对接焊缝的构造和计算

    3.4 角焊缝的构造和计算

    3.5 焊接残余应力和残余变形

    3.6 普通螺栓连接的构造和计算

    3.7 高强度螺栓连接的计算

    视频数18
  • 第四章  作业测试
    第四章 轴心受力构件

    4.1 概述

    4.2 轴心受力构件的强度和刚度

    4.3 实腹式轴心受压构件的整体稳定

    4.4 实腹式轴心受压构件的局部稳定

    4.5 实腹式轴心受压构件的截面设计

    4.6 格构式轴心受压构件的整体稳定计算

    4.7 格构式轴心受压构件的设计

    视频数14
  • 第五章  作业测试
    第五章 受弯构件

    5.1 受弯构件的类型

    5.2 受弯构件(梁)的强度

    5.3 受弯构件的刚度

    5.4 受弯构件的扭转

    5.5 受弯构件(梁)的整体稳定

    5.6 受弯构件(梁)的局部稳定

    5.7 受弯构件(梁)的设计

    视频数11
  • 第六章  作业测试
    第六章 拉弯和压弯构件

    6.1 概述

    6.2 拉弯与压弯构件的强度和刚度

    6.3 实腹式偏心受压构件的整体稳定

    6.4 实腹式压弯构件的局部稳定

    6.5 实腹式压弯构件的截面设计

    6.6 格构式压弯构件的整体稳定

    视频数7
  • 期末考试
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