国家开放大学《建筑结构》教学大纲

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2018 年 10 月
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第一部分 大 纲 说 明
一、课程的性质、目的与任务
《建筑结构》是国家开放大学建筑工程技术专业的统设必修课,是该专业的专业课。
本课程主要为本专业提供钢筋混凝土结构、砌体结构和钢结构基本理论、
设计方法、各类构件的受力性能、计算和配筋构造;以及单层厂房、多层框架
的内力分析、建筑结构的设计原则和设计方法。
本课程的任务是使学生掌握混凝土结构、砌体结构和钢结构的基本概念、
基本理论和构造要求,从而初步具有:
1、掌握一般工业与民用建筑结构的基本理论和专业知识;具有正确识读结
构施工图的能力。
2、具有一般结构构件分析和验算的能力。能分析和处理施工及使用中出现
的一般性结构问题。
3、具有为今后继续学习、适应科学技术发展的理论基础。
二、课程要求
根据本课程的特点,学生学完本课程后,应达到下列基本要求:
1、能从安全、经济、使用的原则出发,根据要求和具体条件选择构件截面
尺寸、材料强度等级,掌握钢筋混凝土基本构件:受弯构件,受压构件等的承
载力计算和复核。
2、了解受拉构件、受扭构件的承载力计算方法和内容,了解变形的验算内
容和要求。
3、了解排架结构、框架结构、砖混结构、钢结构的设计内容和方法,了解
其设计步骤,掌握构造要求。
三、课程教学要求的层次
本课程教学按以下 3 个层次进行要求:
1.、了解:要求对有关教学内容有一般的了解。
2、理解:要求理解有关内容的基本概念、基本理论、基本方法,并能在理
解的基础上对相关问题进行分析和判断,得出正确结论。
3、掌握:对于今后实际工作中需要应用的重要内容,要求熟练掌握。这些
内容,不仅要深入理解,还能够应用所学的知识进解决实际工程问题。
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四、与其它课程的联系
本课程的先修课程有《高等数学》、《建筑力学》、《建筑制图》、《建
筑构造》和《建筑材料》等,相配合的课程有、《地基基础》、和《建筑施
工》等。在学习本课程时要求能综合运用先修课程中的基本概念和基本知识。
在进行房屋结构设计时,需要与配合课程相结合来考虑。
五、学习方法和建议
本课程是理论性和实践性较强的课程。因此学习本课程在掌握基本概念、
基本原理的同时,要注意理论的发展以及理论与实践的紧密结合。尤其要注意
规范的应用,以现行国家规范和行业规程为基础。
第二部分 媒体使用与教学过程建议
一、课程教学总时数、学分数
本课程 5 学分,课内学时为 90 学时,开设一学期。
二、文字教材、视频教材及相互关系
文字教材为主要教学媒体,另外还有配套的视频教材。视频教材是本课程
的强化教学媒体,针对本课程特点,视频教材以课程的知识点为线索,采用系
统讲授、重点精讲与交互式辅导相结合的方式制作,与文字教材相配合。
三、教学管理
本课程采用教师引导、学生自主学习、形成性考核和终结性考试相结合的
方式,以学生自学为主,学习中首先阅读各章节的学习指导,了解其中的重
点、难点及学习方法,按照教学要求完成各章的学习任务。通过网上的或面授
的辅导答疑,解决学习中的疑难问题。
四、学时分配
编号 内 容 课内学时 备 注
1 第 1 章 绪论 1
2 第 2 章 钢筋和混凝土的物理力学性能 5
3 第 3 章 结构设计方法 4
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4 第 4 章 受弯构件 16
5 第 5 章 受压构件 9
6 第 6 章 预应力混凝土基本知识 3
7 第 7 章 单层厂房结构 5
8 第 8 章 多层框架结构 5
9 第 9 章 砌体结构 12
10 第 10 章 钢结构的材料 3
11 第 11 章 钢结构的连接 7
12 第 12 章 钢结构构件 9
13 第 13 章 轻型钢结构厂房 5
14 第 14 章 抗震设计基本知识 6
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第三部分 教学内容和教学要求

一、绪论
教学内容:
1、混凝土结构的基本概念及其特点。
2、混凝土结构的发展简况、应用及本课程学习方法。
教学要求:
1、理解混凝土结构的特点。
2、了解本课程的内容、任务和学习方法,以及在国内外的应用与发展简
况。
二、钢筋和混凝土的物理力学性能
教学内容:
1、混凝土的强度:强度等级,抗压强度(立方抗压强度、轴心抗压强
度),轴心抗拉强度及复合应力状态下的强度。混凝土的变形:短期荷载作用
下的应力应变关系,弹性模量和变形模量,收缩和徐变。
2、钢筋的品种、级别。钢筋的应力应变关系,钢筋的强度、变形和弹性模
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量。钢筋的冷加工。
3、钢筋与混凝土的共同工作原理。
4、轴心受力构件。
教学要求:
1、掌握混凝土强度与强度等级的概念,了解混凝土的弹性模量和变形模
量,了解混凝土的收缩、徐变性质及其对混凝土结构构件性能的影响。
2、理解钢筋应力应变曲线特性,掌握弹性模量、屈服应力、极限应力及其
相应的应变值。
3、了解钢筋与混凝土之间的粘结作用的组成,粘结强度及其影响因素。
三、结构设计方法
教学内容:
1、结构上的作用,荷载效应和结构抗力及其随机性质。
2、概率极限状态设计方法的基本概念:失效概率、可靠度、可靠指标、安
全等级。
3、概率极限状态的实用设计表达式。
教学要求:
1、了解结构上的作用的含义,了解结构效应、结构抗力的含义及其随机的
原因。
2、掌握结构的功能要求,理解按极限状态设计的意义。了解失效概率及可
靠指标等基本概念,理解荷载及材料强度的标准值、设计值及分项系数的意
义。
3、掌握两种极限状态实用表达式的应用。
四、受弯构件
教学内容:
1、混凝土构件的分类和适用。
2、纯弯构件的试验研究。
3、单筋矩形截面、双筋矩形截面、T形截面的正截面承载力计算。
4、无腹筋梁和有腹筋梁的斜截面承载力计算,受弯构件的钢筋布置和构造
要求。
5、受弯构件的裂缝及变形验算简介。
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教学要求:
1、了解混凝土构件的分类:受弯、受剪、受压、受拉和受扭,理解构件属
于哪类受力构件。
2、了解适筋梁的三个受力阶段,各阶段截面应变和应力的分布,掌握适筋
梁的破坏特征及配筋率对破坏特征的影响。
3、理解正截面承载力计算的基本假定及其意义。了解等效矩形应力图形所
作的假定,理解受弯构件正截面承载力计算的两个条件。熟练掌握单筋矩形截
面受弯构件正截面承载力的计算和承载力复核;掌握双筋矩形截面受弯构件正
截面承载力的基本条件、计算和承载力复核;掌握 T 形截面的分类,配筋计算
方法、适用条件。掌握梁的构造要求。
4、了解无腹筋梁的破坏形态、影响抗剪能力的因素。理解腹筋的作用及其
对破坏形态的影响。掌握斜截面受剪承载力计算方法,了解钢筋的截断和弯起
要求,能绘制抵抗弯距图。
5、了解受弯构件的变形特点及刚度的概念,掌握受弯构件变形和裂缝宽度
的验算方法;掌握减少构件变形和裂缝宽度的措施。
五、受压构件
教学内容:
1、偏心受压构件的两种破坏形态及形成条件,大、小偏心受压的界限。
2、矩形截面不对称配筋、对称配筋的设计及复核。
3、构造要求,斜截面承载力计算。
教学要求:
1、了解偏心受压构件的分类、破坏特点,了解偏心距增大系数和附加偏心
距的意义及其影响。了解截面 M-N 关系曲线。
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2、熟练掌握对称配筋矩形截面受压构件的计算方法、适用条件,掌握不对
称配筋受压构件承载力计算。
3、掌握受压构件的构造要求。了解受压构件斜截面承载力计算原理。
六、预应力混凝土基本知识
教学内容:
1、基本概念,抗裂等级的分类。
2、材料和锚夹具;施工方法对预应力混凝土的影响:先张法和后张法;预
应力损失和有效预应力。
教学要求:
1、深入理解预应力混凝土的基本概念及优缺点,了解抗裂等级的分类。
2、了解预应力混凝土所使用的材料和锚夹具,先张法和后张法构件的不
同,张拉控制应力的概念,了解各项预应力损失及组合。
七、单层厂房结构
教学内容:
1、单层厂房结构的组成、传力途径、布置及构件选型。
2、排架结构的计算:计算简图、荷载计算、内力分析及组合。
3、柱的截面形式及选取,柱截面配筋计算,牛腿设计,承重构件的选型。
教学要求:
1、了解单层厂房的组成,了解厂房的分类,特点及适用条件。了解排架结
构的传力途径。了解厂房结构平、剖面布置,排架结构各组成构件。
2、了解排架结构计算简图及排架荷载计算。了解排架内力计算,内力组合
的方法。
3、了解厂房柱的设计方法。
八、多层框架结构
教学内容:
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1、多层及高层房屋结构体系简介。
2、多层框架结构的形式及布置。
3、多层多跨框架荷载计算及内力计算(分层法、反弯点法、D值法)。框
架的内力组合,框架梁柱的截面配筋和框架节点的形式及构造要求。
教学要求:
1、了解框架结构、剪力墙结构及框架剪力墙结构体系的概念、受力特点、
优缺点及其适用。了解筒体结构体系的优点及适用。
2、了解框架结构平面布置的原则。了解框架结构柱网布置的要求。
3、掌握框架结构的计算简图确定,掌握荷载的计算方法。了解多层框架结
构的三种简化计算方法:分层法、反弯点法和 D 值法,了解框架侧移近似计算
及侧移需满足的条件。了解框架梁柱的设计要点,掌握框架节点构造。
九、砌体结构
教学内容:
1、砌体结构的发展简况,优缺点,应用范围及发展方向。
2、砌体的力学性能:块材、砂浆的种类及强度、砌体的强度与变形:抗压
强度,抗拉、抗弯、抗剪强度,砌体的变形性能。
3、砌体结构构件的承载力计算:无筋砌体受压构件、网状配筋砌体受压构
件、局压构件承载力的计算。
4、混合结构房屋墙体设计:(1)结构类型及墙体的布置;(2)静力计算
方案:刚性方案,弹性方案,刚弹性方案;(3)墙、柱的高厚比验算;(4)
刚性方案房屋的计算;(5)墙体的构造措施:一般构造要求,圈梁、过梁、墙
梁的设置等。
教学要求:
1、了解砌体结构的概念。
2、了解块材及砂浆的分类,强度等级的划分。掌握砌体强度的影响因素。
掌握砌体强度设计值的调整系数。了解砌体的弹性模量与剪切模量。
3、了解砌体结构设计方法,设计表达式中各项符号的意义。
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了解砖砌体截面在几种偏心压力作用下的受力或破坏特点。掌握无筋砌体
受压构件矩形和 T 形截面的承载力计算。了解轴心受拉、受弯、受剪构件计算
的特点。
掌握网状钢筋的作用。掌握不宜采用网状配筋砖砌体的情况。了解网状配
筋砖砌体受压构件的构造要求与承载力计算。
了解砌体局部受压的概念,局部受压强度高的理由。掌握砌体局部受压的
三种破坏形态及其破坏特征。掌握砌体截面局压承载力计算。
4、了解墙体设计的一般步骤。了解横墙、纵墙、内框架承重体系的荷载
主要传递路线、各承重体系的特点。
了解混合结构房屋的静力计算的划分和受力特点,了解刚性和刚弹性方案
房屋横墙应符合的要求。
了解柱、墙高厚比验算的目的、概念以及验算的要求。掌握影响实心砖砌
体允许高厚比的重要因素。掌握墙柱高厚比的验算,其中包括:矩形截面墙、
柱高厚比验算、带壁柱墙的高厚比验算。
掌握刚性方案房屋墙柱的计算方法,了解弹性及刚弹性方案房屋墙柱计算
要点。了解砌体结构的主要构造措施。
十、钢结构的材料
教学内容:
1、钢结构的特点应用。
2、结构所用材料的要求和选用。
教学要求:
1、了解钢结构的发展概况,了解钢结构的特点和合理应用范围。
2、了解钢结构对所用钢材的基本要求及选用原则。掌握钢材主要力学性能
及影响钢材力学性能的各种因素。
十一、钢结构的连接
教学内容:
1、钢结构的常用连接方法。
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2、钢结构中的焊接连接。
3、螺栓连接。
教学要求:
1、了解钢结构的常用连接方法及其特点和应用;了解钢结构采用不同连接
方式时的各种接头和拼接的基本型式和传力途径。
2、了解钢结构中主要采用的焊接方法;掌握对接焊缝和角焊缝的设计计算
方法。
3、了解螺栓连接的种类、型式、特点、应用。掌握普通螺栓和摩擦型高强
度螺栓受剪、受拉的承载力设计计算方法。了解承压型高强度螺栓与普通或摩
擦型高强度螺栓连接的区别。
十二、钢结构构件
教学内容:
1、轴心受拉构件和轴心受压构件的计算。
2、受弯构件的强度和刚度的计算,实腹构件和格构式受弯构件的稳定验
算。
3、钢屋盖结构的组成和布置,节点设计的设计和构造要求。
教学要求:
1、了解轴心受拉构件强度和长细比的验算方法,掌握轴心受压构件的整体
稳定和局部稳定验算。了解腹板横向、纵向加劲肋及隔的设置和作用。掌握实
腹式轴心受压构件截面设计和验算的方法和步骤,了解格构式轴心受压构件截
面设计和验算的方法和步骤。了解铰接柱头和柱脚的型式、组成和构造。
2、了解梁受弯时弯曲应力的发展过程,弹性和塑性理论下抗弯刚度的计算
方法,掌握梁的强度、刚度和整体稳定计算方法,了解局部稳定的要求、加劲
肋的设置、位置、间距和尺寸等构造要求。
3、了解桁架的应用,常用外形型式,腹杆体系的形式和特点,主要尺寸的
确定。了解钢屋盖结构的组成和布置,了解屋盖支撑的作用、种类、组成和布
置原则,了解屋架杆件的受力特点,掌握其截面设计。了解桁架节点设计的内
容、原则、掌握节点设计的构造要求;了解钢屋架施工图的内容、要求。
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十三、轻型钢结构厂房
教学内容:
1、轻钢结构的基本设计规定。
2、轻型钢结构的结构平面布置、支撑布置和构造要求。
3、变截面钢架的构件设计基本方法和檩条的设计,连接的基本要求。
教学要求:
1、了解轻钢结构的基本设计规定。
2、了解门式轻型钢结构的结构平面布置和支撑布置,掌握门式钢架轻型钢
结构的构造要求。
3、了解变截面钢架的构件设计基本方法和檩条的设计,了解焊缝连接的基
本要求。
十四、抗震设计基本知识
教学内容:
1、抗震设计的基本知识、要求。
2、场地、地基和基础。
3、砖混结构的抗震知识。
4、多、高层钢筋混凝土房屋的抗震规定。
教学要求:
1、了解震级、烈度和抗震设防烈度概念,抗震设防的一般目标、抗震设防
的分类和标准。理解抗震设计的基本要求。
2、了解场地覆盖层厚度的概念,了解地基和基础的抗震计算内容和措施。
3、了解多层砖混结构的震害分析,抗震设计的一般规定和构造措施。
4、了解多、高层钢筋混凝土房屋的震害,抗震设计的一般规定和构造措。