1樓：匿名使用者
課程名稱：水工鋼結構
課程代號：2461
一、課程性質與目標
（一）課程性質和特點
1.《水工鋼結構》課程是全國高等教育自學考試水利水電類的專業課，是為培養和檢測自學應考者在水工鋼結構方面的基礎理論知識和應用設計能力而設定的一門技術專業課。
2.水工鋼結構是在工程力學和建築材料等課程的基礎上，進行學習和掌握應用的專業課。因而在學習本課程前，應學好工程力學（主要是其中的結構力學和材料力學部分）以及建築材料（主要是其中的鋼材部分）。
由於這種結構具有高強以及塑性和韌性好等突出的優點，主要應用於高、大和重型工程結構中。近年來，隨著我國鋼產量的迅速增長，改革開放後建設事業的發展需求，水利水電、農田水利、港口、航道工程等領域的鋼結構、大跨度鋼結構以及各種輕鋼建築結構的發展和應用日漸廣泛，更顯出學習本課程的重要性。因而是從事水利水電工程技術人員應很好學習和掌握應用的專業課程。
（二）課程目標與基本要求
1.本課程是水工專業主幹課程之一，其任務是使學生掌握鋼結構的設計計算原理，鋼結構的連線，基本構件等的設計方法。使學生對於本專業常見的鋼結構具有初步的設計能力，為本專業的工作和科學研究提供必要的基礎。
2.通過本課程的學習，可獲得很多有關鋼結構的概念、計算方法和設計技能，這些知識和技能具有普遍意義，有助於培養分析問題和解決問題的能力，以及處理技術問題的能力和素質。也為自學應考者很好的完成畢業設計奠定基礎。
3.自學本課程後，自學應考者應瞭解水工鋼結構的特點及其在我國的合理應用範圍和發展。深刻理解鋼結構的基本效能、樑、柱和桁架等基本構件及其連線的工作效能，掌握這些方面的基本知識、基本理論和構造原則。
能正確運用鋼結構設計規範，進行基本構件的設計。
（三）與本專業其他課程的關係
1.鋼結構這門課程不僅僅是力學的分析和運算，還必須熟悉結構物的使用要求，掌握材料的特性，善於使用材料，掌握鋼材的效能和選用，在正確理解規範的條件下，才能進行鋼結構的設計工作。
2.鋼結構的前期課程主要有：建築材料、材料力學、結構力學和其他有關的工程力學。
所以，學好上述課程是學好鋼結構的基礎。應考者必須熟悉上述有關課程的內容，同時還應明確本課程有時要直接引用上述課程中有關的計算方法和計算公式。
3.在工程實踐中，經常遇到的主要問題是：鋼材材質和合理選用；構件的穩定性問題；連線節點的合理構造。自學應考者在學習過程中，對上述三方面的內容應給予重視。
二、課程考核內容與考核目標
緒論（一）學習目的和要求
通過本章學習，要求瞭解水工鋼結構課程的性質和任務，瞭解鋼結構特點及其在水利水電工程中的應用，瞭解水工鋼結構的發展過程，瞭解水工鋼結構的設計要求，瞭解水工鋼結構的發展方向。
（二）課程內容
1.水工鋼結構課程的性質和任務
2.鋼結構的特點
3.鋼結構在水工中的應用
4.對鋼結構設計的要求
5.水工鋼結構的發展
（三）考核知識點
1.鋼結構的特點
2.鋼結構在水工中的應用
3.水工鋼結構的發展
（四）考核要求
1.識記鋼結構的特點
2.識記鋼結構在水工中的應用情況
3.識記鋼結構在不同方面的發展過程
第一章 鋼結構的材料和計算方法
（一） 學習目的和要求
通過本章的學習，要求深刻理解結構鋼材一次拉伸時的力學效能，各種力學指標的意義和用途，複雜應力狀態下的屈服條件，以及衝擊韌性指標的意義。理解反覆迴圈荷載作用下鋼材的疲勞強度，掌握設計規範中的疲勞強度計算方法。深刻理解鋼材脆性破壞的原因和危險後果，以及設計中採用合理構造，減少應力集中、防止脆性破壞的措施。
瞭解鋼材種類和規格，理解如何正確選用鋼材。深刻理解鋼結構採用的極限狀態設計方法。
（二） 課程內容
第一節 鋼材的主要效能
1. 鋼材的破壞形式（塑性破壞、脆性破壞；產生脆性破壞的因素）
2. 鋼材的主要機械效能。
3. 鋼材的焊接效能、抗蝕性和防腐蝕措施。
第二節 影響鋼材力學效能的主要因素
1. 化學成分的影響
2. 鋼材冶煉和軋製的影響
3. 複雜應力和應力集中的影響
4. 時效硬化的影響
5. 低溫影響
第三節 鋼材的疲勞
1. 鋼材疲勞破壞的特點
2. 常幅疲勞驗算
第四節 鋼材的鋼號及選用
1. 建築鋼的鋼號
2. 建築鋼的**方式及符號
3. 建築鋼的選用
4. 鑄鋼和鍛鋼的鋼號及選用
第五節 軋成鋼材的規格及用途
1. 在選用截面規格時應考慮的問題
2. 常用軋成鋼材的規格與用途
第六節 鋼結構的計算方法
1. 概率極限狀態設計法、可靠度、預定的功能
2. 鋼結構的規範計算方法
3. 容許應力計算方法
（三） 考核知識點
1. 結構鋼材一次拉伸時的力學效能
2. 鋼材的靜力力學效能指標
3. 鋼材的韌性指標
4. 鋼材的疲勞強度
5. 結構鋼材的塑性破壞和脆性破壞
6. 鋼材的牌號、規格和合理選用
7. 近似概率極限狀態設計法
（四）考核要求
1. 結構鋼材一次拉伸時的力學效能
（1）領會全過程曲線的四個階段——彈性、彈塑性、塑性和強化階段。
（2）領會應力達到屈服應力時，進入塑性階段，應力保持不變，應變可自由增加，達到2%～3%，鋼材暫時失去承載力，但並未破壞。
（3）領會塑性階段結束後，鋼材恢復了承載力，直至應力達抗拉強度時，鋼材斷裂破壞，最大應力為20%～30%.
（4）領會鋼材一次拉伸的全過程以及塑性破壞。
2. 鋼材的靜力力學效能指標
（1）識記化學成分和鋼材軋製工藝對工作效能及力學指標的影響。
（2）領會鋼材以屈服點為強度設計指標的根據。
（3）領會鋼材的彈性模量達 ，因此彈性工作時變形很小。
（4）為了簡化力學分析和計算，可假設鋼材為理想彈性一塑性體。
3. 鋼材的韌性指標
（1）識記衝擊韌性試驗方法。
（2）領會衝擊韌性的意義，能在選用鋼材時正確地提出衝擊韌性指標的要求。
4. 鋼材的疲勞強度
（1）識記迴圈荷載的種類。
（2）領會在反覆荷載作用下構件和連線中受拉區鋼材的疲勞破壞。
（3）能簡單應用常幅疲勞和變幅疲勞的計算方法。
5 結構鋼材的塑性破壞和脆性破壞
（1）領會鋼材的兩種可能破壞形式，兩者的區別和後果。
（2）領會應力集中現象產生的原因和後果，以及設計中應採取的合理構造措施。
（3）領會冶金缺陷和溫度變化可能引起鋼材脆性破壞現象。
（4）領會時效硬化和冷作硬化的現象和原因。
6. 鋼材的牌號、規格和合理選用
（1）識記建築結構中採用的鋼材牌號和用途。
（2）識記各種鋼材的規格和特性。
（3）領會如何根據使用要求、使用條件、受力狀況等合理地選用鋼材。
7. 近似概率極限狀態設計法
（1）領會結構可靠性的內容，用可靠度指標來衡量結構可靠性的方法。
（2）領會鋼結構採用的以概率理論為基礎、用應力計算公式表達的近似概率極限狀態設計方法和設計表示式。
（3）領會結構和構件的兩種極限狀態。
（4）領會極限狀態設計法中的幾個係數的意義：材料抗力分項係數、載荷效應分項係數、載荷組合係數和結構重要性係數。
（5）領會鋼結構設計中承載能力極限狀態包括的強度（包含疲勞強度）和穩定極限，正常使用極限狀態包括的變形和長細比限制的意義。
（6）領會標準值和設計值的區別及其應用。
第二章 鋼結構的連線
（一） 學習目的和要求
鋼結構是由若干構件及元件組成，其間必須用某種方法加以連線，連線是組成鋼結構的重要環節，是本課程的基本知識和基本技能。
通過本章的學習，要求瞭解鋼結構採用的焊接連線和螺栓連線兩種常用的連線方法，及其特點。深刻理解對接焊縫及角焊縫的工作效能。熟練掌握各種內力作用下，連線的構造、傳力過程和計算方法。
瞭解焊縫缺陷對其承載力的影響及質量檢驗方法。理解焊接殘餘應力和焊接變形的種類、產生原因及其影響，以及減小和消除的方法。深刻理解普通螺栓的工作效能和破壞形式，熟練掌握螺栓連線在傳送各種內力時，連線的構造、傳力過程和計算方法。
理解螺栓排列方式和構造要求。深刻理解高強度螺栓的工作效能，熟練掌握高強度螺栓連線傳遞內力時，連線的構造、傳力過程和計算方法。理解焊接連線和螺栓連線的疲勞強度，提高疲勞強度的措施，掌握疲勞驗算方法。
（二） 課程內容
第一節 鋼結構連線的種類和特點
1. 鋼結構的連線方法
2. 焊接連線的特點
（1） 焊接連線的優點和缺點
（2） 常用的電弧焊的基本原理和裝置
（3） 焊條的種類和用途
（4） 焊縫的方位和要求
（5） 焊縫符號和標註方法
（6） 焊縫的缺陷和質量檢驗
3. 螺栓連線的特點
（1） 普通螺栓的類別及特點
（2） 高強度螺栓的類別及特點
第二節 焊接方法和焊縫強度
1. 電弧焊的原理和焊接方法
2. 焊縫缺陷及焊縫質量檢驗
3. 焊縫連線形式和焊縫型別
4. 焊縫的強度
第三節 對接焊縫連線的構造和計算
1. 連線構造
2. 對接焊縫的強度計算
（1） 對接直焊縫承受軸心力
（2） 對接焊縫承受彎矩和剪力
第四節 角焊縫連線的構造和計算
1. 受力情況和構造要求
（1） 角焊縫的受力情況
（2） 角焊縫的構造要求
2. 角焊縫的符號
3. 角焊縫的強度計算
（1） 角焊縫計算的基本公式
（2） 軸心力（拉、壓或剪力）作用時連線計算
（3） 彎矩、剪力和軸力共同作用t型連線計算
（4） 扭矩和剪力共同作用下搭接連線計算
第五節 焊接應力和焊接變形
1. 焊接應力和焊接變形產生的原因
2. 焊接殘餘應力和變形的危害性及解決措施
（1） 減小或消除焊接殘餘應力的措施
（2） 減小或消除焊接變形的措施
第六節 螺栓連線
1. 螺栓種類、特點和形式
2. 螺栓連線的構造和計算
（1） 螺栓連線的構造
（2） 單個螺栓的承載力設計值
（3） 板件受軸心力作用的抗剪螺栓連線計算
（4） 受扭矩和剪力作用的抗剪螺栓連線計算
（5） 受拉力和剪力共同作用的螺栓連線計算
3. 高強螺栓連線的構造和計算
（1） 高強螺栓連線的構造和效能
（2） 高強螺栓連線的強度計算
（三） 考核知識點
1. 鋼結構連線的種類和特點
2. 對接焊縫及其連線
3. 角焊縫及其連線
4. 焊接應力和焊接變形
5. 普通螺栓連線和高強度螺栓連線
（四） 考核要求
1. 鋼結構連線的種類和特點
（1）識記鋼結構常採用的兩種連線方法，焊接和螺栓連線，它們的優缺點和用途。
（2）識記電弧焊的基本原理和裝置，焊條種類和選用，焊縫的方位和要求，焊縫符號和標註方法，以及焊縫缺陷和國家規定的質量檢驗標準。
（3）識記普通和高強度螺栓的優缺點和用途。
2.對接焊縫及其連線
（1）領會對接焊縫的構造和工作效能。
（2）領會對接連線和t字連線的構造，能綜合應用傳遞各種內力傳遞過程的計算和焊縫的計算公式。
3.角焊縫及其連線
（1）領會角焊縫的形式、工作效能和構造要求，包括直角焊縫、斜角焊縫和未焊透的坡口焊縫。
（2）領會採用角焊縫的對接連線、搭接連線和丁字連線的工作效能和構造要求。
（3）能綜合應用上述各種連線方法在不同內力作用下的內力傳遞過程分析，以及連線的計算。
４.焊接應力和焊接變形
領會焊接應力和焊接變形的種類、產生原因及影響，以及減小和消除的措施。
５.普通螺栓連線和高強度螺栓連線
（１）領會螺栓的排列和構造要求。
（２）領會普通螺栓連線傳遞剪力和拉力時的工作效能和破壞形式。
（３）綜合應用普通螺栓連線在傳遞各種內力時，傳遞過程的分析和計算方法。
（４）領會高強度螺栓連線的工作效能，能綜合應用高強度螺栓連線在受剪、受拉以及同時受剪和受拉的連線中，力的傳遞過程和內力分析及計算。
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