结构设计课程教案.docx

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结构设计课程教案

《结构设计》课程教案

任课教师：

王晓虹所在单位：

土木工程学院建筑工程系

修订时间：

1课程基本信息

1．学时学分：

58学时（其中课堂讲授52，实验6），3.5学分

2．课程编号：

032130614

3．授课对象：

土木工程专业3年级学生

4．授课学期：

第3学年第2学期（上半年）

5．课程性质：

主干专业课

6．考核方式：

考试课。

开卷考试结合实验成绩

2课程相关信息

1．先修课程：

结构力学、混凝土结构基本原理、房屋建筑学、建筑制图

2．指定教材：

《混凝土结构（中册）——混凝土结构及砌体结构设计》，东南大学、同济大学、天津大学合编，清华大学主审，中国建筑工业出版社，第三版，2005年7月

3．教学参考书：

《混凝土结构设计规范》（50010—2002）,国家标准，中国建筑工业出版社，2002年；《砌体结构设计规范》（50003—2001）,国家标准，中国建筑工业出版社，2002年；《砌体结构》，刘立新，武汉理工大学出版社，第2版，2003年5月

4．教学手段：

传统讲授，多媒体配合。

5．辅导答疑：

当面答疑每周一次（教研室），期终考试前集中辅导（教室）。

其余时间网上及电话答疑。

3授课基本构想

综合性、实践性强是本课程的两大特点，并且及其他课程的纵、横向联系比较紧密。

教学中着重培养学生将一个复杂的空间实体简化为即合理又简捷的计算模型的能力，运用所学力学知识对结构进行计算分析的能力，综合运用所学各科知识解决实际问题的能力，具有初步的工程表达能力，对各种简化方案及计算假定所造成的误差大小及误差趋向（偏保守或是偏危险）有初步的判断能力。

因此，讲授过程中适当结合工程实例，必要时利用多媒体手段增强感性认识，化抽象为形象、寓理论于实际。

4内容板块

5章节要点

第11章梁板结构

本章要义：

楼盖和屋盖是建筑结构的主要组成部件之一，而且楼梯、筏板、扶壁式挡墙等结构部件也都属于梁板结构体系。

结构设计的概念由此引入。

以此为载体熟悉结构设计的总体思路和设计内容、步骤。

钢筋混凝土塑性铰以及超静定结构的内力重分布是钢筋砼结构的主要特点之一。

对此有一个准确的认识才算真正了解混凝土结构。

通过单向板和双向板、主次梁体系和井式梁体系的比较弄清平面受力体系及空间受力体系的本质区别。

初步掌握现浇结构的施工图表达。

要点分布：

11.1概述

*主要讲透单向板和双向板的概念

11.2现浇单向板楼盖：

*活荷载的不利布置及内力包络图

**钢筋砼塑性铰及结构的内力重分布，弯矩调幅法

*梁、板的配筋构造

11.3双向板肋形楼盖

*双向板的破坏机制，塑性铰线位置的判断，塑性铰线法计算原理

11.6楼梯和雨棚

*楼梯的荷载传递途径、计算简化和配筋构造

第12章单层厂房

本章要义：

单层厂房是单层大跨房屋结构的一个典型；排架结构是装配式结构的典型，也是平面受力体系的典型，其特点是设计标准化、模数化，施工工业化；工业厂房的荷载作用类型多样，其荷载组合最具有典型性。

要点分布：

12.1结构形式、结构组成和结构布置

*单层厂房模数

**排架结构的支撑体系（作用和布置规律）

12.2排架计算

*工业厂房的荷载（尤其是吊车荷载）

**内力组合

12.4柱下独立基础

*杯形基础的底面尺寸（地基承载力验算）、基础高度（抗冲切验算）、底板配筋（受弯承载力计算）属于不同的极限状态验算问题。

第15章砌体结构

本章要义：

砌体结构仍是目前使用较普遍的结构类型，主要特点是结构性能较差但造价相对较低。

由于材料性能离散性大，具有较多的不确定性因素，计算公式一般以经验公式为主或者偏保守地采用弹性假定（采用材料力学公式）。

及此相应，计算模型亦粗略化。

承载力以受压和局部承压验算为主，整体稳定性主要是抗倾覆，局部稳定由高厚比控制。

砌体结构的变形和裂缝一般不验算，而是通过构造措施加以保证。

要点分布：

15.3砌体结构设计基本原理

**静力计算方案

15.4砌体结构构件设计计算

*高厚比验算

*受压承载力计算公式中系数φ的意义

**梁支座处局部承压验算

15.5墙体的设计计算

*多层刚性方案房屋墙体计算简图

15.6圈梁、过梁、挑梁和墙梁设计

*挑梁抗倾覆验算

*墙梁作用机理

结构模型设计

*结构选型、结构方案、结构概念优化基本常识，讲解试验任务书的要求及注意事项。

*实验结果分析讲评

6讲次内容安排

章（板块）

讲次

内容

形式

学时

第11章

梁板结构

第1讲

第2讲

11.1概述11.2现浇单向板肋梁楼盖

连续梁、板按弹性理论的内力计算

讲授

4

第3讲

连续梁、板考虑塑性内力重分布的计算

2

第4讲

梁、板截面设计和构造

2

第5讲

11.3双向板肋梁楼盖受力特点和试验结果，按弹性理论的内力计算

2

第6讲

塑性铰线法计算双向板，双向板支承梁的设计

2

第7讲

△11.4无梁楼盖△11.5装配式及装配整体式楼盖

11.6楼梯及雨篷

2

第8讲

例题及课堂讨论，阶段小结

2

第12章

单层厂房

第9讲

第10讲

12.1结构型式、组成和布置

4

第11讲

12.2排架计算：

计算简图，荷载计算

2

第12讲

剪力分配法计算等高排架

2

第13讲

内力组合，空间作用，△抽柱处理和位移计算

2

第14讲

12.3单层厂房柱

2

第15讲

12.4柱下独立基础

2

第16讲

12.5吊车梁设计要点阶段总结

2

模型实验辅导课

第17讲

结构选型、结构方案、结构概念优化基本常识，任务布置

2

第15章

砌体结构

第18讲

第19讲

15.1概述15.2砌体的材料及物理力学性能

砌体的受压性能，受拉、弯、剪性能

4

第20讲

15.3设计基本原理：

基本表达式、强度取值、静力计算方案

2

第21讲

15.4砌体结构构件设计计算：

高厚比验算，受压承载力计算

2

第22讲

局部承压，受拉、弯、剪验算

2

第23讲

配筋砌体

2

第24讲

15.5墙体的设计计算

2

第25讲

15.6圈梁、过梁、挑梁和墙梁设计

2

实验

第18~25讲之间

模型设计及制作，承载试验

6

模型实验辅导课

第26讲

实验结果分析讲评，总复习

2

注：

带△的内容根据时间可不予讲授，由学生课外阅读。

第1、2讲

教学实施

说明及备忘

教师

分标题及讲授内容

第11章楼盖（梁板结构）

11.1概述：

11.1.2梁板结构的类型

11.1.1单向板及双向板的概念。

11.2现浇单向板肋梁楼盖

11.2.1结构平面布置

11.2.2计算简图

11.2.3连续梁、板按弹性理论的计算

\\

常用跨度：

单向板（）：

1.7~25m

次梁（）：

4~6m

主梁（）：

5~8m

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

课程导入：

《结构设计》内容及侧重点概要。

结构设计内容及大体步骤。

我们已经掌握了哪些？

剩下哪些问题有待解决？

本章标题改为“梁板结构”（利于扩展外延）。

贯穿始终的要点：

平面受力体系及空间受力体系，分清主次（支承及被支承的关系）；传力直接，荷载不绕远。

采用的教学素材：

010~70

导入

11.1.2类型

11.1.1单向板及双向板

变形特征、荷载就近传递、非四边支承方式，平面体系及空间体系

11.2.1平面布置

11.2.2计算简图

计算单元

i.支左约束状态

.计算跨度

.材料

.荷载：

恒、活

v.进一步的简化：

等5跨

.误差修正：

考虑内拱作用折减，折算荷载（i的补充）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第3讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

11.2现浇单向板肋梁楼盖

11.2.4超静定结构塑性内力重分布

11.2.5连续梁、板按调幅法德内力计算

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第4讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

11.2现浇单向板肋梁楼盖

11.2.6单向板肋梁楼盖的截面设计及构造

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第5讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

11.3双向板肋梁楼盖

11.3.1双向板的受力特点和试验结果

11.3.2双向板按弹性理论的内力计算

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第6讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

11.3双向板肋梁楼盖

11.3.3双向板按塑性铰线法的计算

11.3.4双向板的截面设计及构造要求

11.3.5双向板支承梁的设计

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第7讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

11.4无梁楼盖

11.4.3无梁楼盖的内力分析

11.5装配式及装配整体式楼盖

11.5.3预制构件的计算特点

11.5.4铺板式楼盖的连接

11.6楼梯及雨蓬

11.6.1楼梯

11.6.2雨蓬（独立挑板式雨蓬）

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第8讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

11.2.7单向板肋梁楼盖设计例题（要点）

11.3.6双向板设计例题（要点）

课堂讨论

阶段小节

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第9、10讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

第12章单层厂房

12.1单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置

12.1.1单层厂房的结构形式

12.1.2单层厂房的结构组成及传力路线

12.1.3单层厂房的结构布置

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第11讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

12.2排架计算

12.2.1计算简图

12.2.2荷载计算

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第12讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

12.2排架计算

12.2.3用剪力分配法计算等高排架

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第13讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

12.2排架计算

12.2.4内力组合

12.2.5考虑整体空间作用的基本概念

12.2.6排架计算中的两个问题

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第14讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

12.3单层厂房柱

12.3.1柱的形式

12.3.2柱的截面设计

12.3.3牛腿

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第15讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

12.4柱下独立基础

12.4.1柱下独立基础的形式

12.4.2柱下扩展基础的设计

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第16讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

12.5吊车梁（设计要点）

阶段总结

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第17讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

结构选型

结构方案

结构概念优化常识

模型试验任务布置

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第18、19讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

第15章砌体结构

15.1概述

15.2砌体的材料及物理力学性能

15.2.1块体、砂浆的种类和强度等级

15.2.2砌体种类和破坏形态

15.2.3砌体的抗压强度平均值

15.2.4砌体的抗拉、弯、剪强度平均值

15.2.5砌体的变形模量、线胀系数……

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第20讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

15.3砌体结构设计基本原理

15.3.1按近似概率理论的极限状态法

15.3.2砌体强度设计值

15.3.3静力计算方案

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第21讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

15.4砌体结构构件设计计算

15.4.1墙、柱高厚比验算

15.4.2砌体受压构件的承载力计算

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第22讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

15.4

15.4.3砌体局部受压承载力计算

15.4.4砌体受轴拉、弯、剪承载力计算

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第23讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

15.4

15.4.5配筋砌体构件

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第24讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

15.5墙体的设计计算

15.5.1刚性方案房屋墙体的内力计算

15.5.2弹性、刚弹性方案房屋墙体计算

15.5.3设计计算例题（要点）

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第25讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

15.6圈梁、过梁、挑梁和墙梁设计

15.6.1圈梁设计

15.6.2过梁设计

15.6.3挑梁设计

15.6.4墙梁设计

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

第26讲

教学实施

说明

教师

分标题及讲授内容

模型试验结果分析讲评

总复习

讲授思路及教学方法、教学手段

（课程导入、重点难点、板书设计、课堂提问、课件、教具）

学生

学习方法

作业

课堂作业、课外作业

课外参考及要求

课后总结

注：

3个*为最高重要等级，2个*为很重要，1个*为重要；下划线者为难点。

附表1：

教学素材

编号

内容

适用章节

完成情况

说明

（）文件

005

板的变形示意图

11.1.1

待完善

含井式梁，加文字页，写明支承情况、长短比值等划分界定；加三边、邻边、对边、悬挑几种情形的图，（皆有长短2类）

010

单向板楼盖

11.1、11.2

待完善

将计算单元、简图分离另立文件“单向板楼盖结构布置”，加主梁纵向布置图，加文字页注明使用方法。

计算跨度图示可用现场剖切加标注。

组件库里加支座反力（含支座应力）

020

双向板楼盖

11.1

待完善

当场拉伸

030

井式楼盖

11.1

待完善

040

双向密肋楼盖

11.1

完成

050

升板无梁楼盖

11.1、11.6

待完善

含板带划分示意图层

当场提升

060

筏板、水池、挡墙

11.1

基本完成

当场画（预设控制点）

折算荷载

070

梁板式楼梯（成品）

11.1、11.6

待补充

含三跑、单梁、翻梁

梁板计算简图示意

支座、计算跨度

072

梁板式楼梯（控点）

完成

074

梁板式楼梯（分层）

完成

080

异型楼梯

11.6

完成

螺旋、悬挑等

090

各式雨篷

11.6

当场画

100

单向板配筋（含梁）

11.2

近完成

110

双向板配筋（含梁）

11.3

近完成

120

不同类型厂房

12.1

130

双跨排架厂房

12.1

140

厂房构件关系

12.1

150

厂房柱（含牛腿配筋）

12.3

当场拉伸成形

160

杯形基础（含配筋）

12.4

冲切面，部分当场拉伸

（）文件

弯矩包络图

010

单向板楼盖施工图

11.2、课程设计

020

预制板砖混施工图

11.5、15章、课设

030

楼梯施工图

11.6

已有

040

3d厂房

12.1

完成

050

单厂范图

12.3、12.4

完成

、、等格式图片组

010

楼盖照片集

020

涉县二轧照片集

已有

030

3d单厂渲染图

已有

040

砌体结构图片

（有）

含古建（可用