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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