《钢结构设计》课程教学大纲 一、课程信息 课程名称：钢结构设计 Steel Structure Design 课程代码：09911681 课程类别：学科专业课程/限制性选修课 适用专业：土木工程专业 课程学时：一周 课程学分：1.0学分 修读学期：第6学期 先修课程：土木工程制图、土木工程材料、理论力学、材料力学、房屋建筑学」 结构力学、钢结构基本原理等 二、课程目标 (一)具体目标 通过本课程的学习，使学生达到以下目标： 课程目标1：了解钢结构设计的一般程序及进行结构设计时应准备的前期资料： 熟悉结构选型的原则，理解结构选型和进行结构布置时的注意事项，能够根据使用要 求进行结构选型和结构布置。【支撑毕业要求3.2】 课程目标2：掌握计算筒图的确定，以及荷载组合和内力计算的方法，能够进行 荷载组合和内力计算。【支撑毕业要求2.2】 课程目标3：掌握构件设计和节点设计的内容和步骤：理解钢结构施工图的特点， 能够进行钢结构施工图设计。【支撑毕业要求31】 (二)课程目标与毕业要求的对应关系 表1课程目标与毕业要求的对应关系 课维目标 支排的华业要求 走的业要求指标 3.设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方32能够在设计环节中体现创新意识。 目标案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）浅工艺流柱，并考虑社会、健康、安全、法牌、文化以 能够在设计环节中体现剑新意识，考虑社会、能康、安金、法及环境等国素。 -1-
- 1 - 《钢结构设计》课程教学大纲 一、课程信息 课程名称：钢结构设计 Steel Structure Design 课程代码：09911681 课程类别：学科专业课程/限制性选修课 适用专业：土木工程专业 课程学时：一周 课程学分：1.0学分 修读学期：第6学期 先修课程：土木工程制图、土木工程材料、理论力学、材料力学、房屋建筑学、 结构力学、钢结构基本原理等 二、课程目标 （一）具体目标 通过本课程的学习，使学生达到以下目标： 课程目标 1：了解钢结构设计的一般程序及进行结构设计时应准备的前期资料； 熟悉结构选型的原则，理解结构选型和进行结构布置时的注意事项，能够根据使用要 求进行结构选型和结构布置。【支撑毕业要求 3.2】 课程目标 2：掌握计算简图的确定，以及荷载组合和内力计算的方法，能够进行 荷载组合和内力计算。【支撑毕业要求 2.2】 课程目标 3：掌握构件设计和节点设计的内容和步骤；理解钢结构施工图的特点， 能够进行钢结构施工图设计。【支撑毕业要求 3.1】 （二）课程目标与毕业要求的对应关系 表1 课程目标与毕业要求的对应关系 课程目标 支撑的毕业要求 支撑的毕业要求指标点 课程目标 1 3.设计/开发解决方案:能够设计针对复杂工程问题的解决方 案，设计满足特定需求的系统、单元(部件）或工艺流程，并 能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法 3.2 能够在设计环节中体现创新意识， 考虑社会、健康、安全、法律、文化以 及环境等因素
律、文化以及环境等因素。 2问题分斯：能够应用鞋学、自然科学和工程科学的签本原理 识、表达、并通过文献研完分新复杂工柱问题，以获得有 22能够对复杂土木工柱问题进行速 模、表达与分析，获得有效论。 结论。 设计/开发解决方：能够设计针对复杂工程问题的解决方紫 计满足特定求的系统、单元（部件）我工艺流想，并能够 31能够设计针对复杂工粒问题的 程目 决方，设计满足土木工程求的 设计环节中体现创新意试，考愿社会、健康、安全、法律、 构、构件、节点及其施工工艺流程。 化以及环境等因素。 三、课程内容 (一)实践内容与课程目标的关系 表2实践内容与课程目标的关系 课程内容 数学方法 支排的课程目标学时安排/日 1熟悉结构选型的原则，进 教师首先讲授结构选型的原测和常见的结构 行结构选型和结构布置 布置方法，然后结合案例进行讲解和讨论，进 课程目标1 0.5日 确定设计方案 而籍炭结构型式、并进行结构布置， 教师首先进行荷组合和内力计算的案例讲 2.确定计算筒图、进行荷载 然后生进行各自的荷载组合和内力计 组合和内力计算：进行杆件 课程目标2、3 5.5日 教师分步进行杆件设计，节点设计的率例讲 设计和节点设计 解，然后学生分步进行各自的杆件设计，节点 设计 3.施工图设计 教师适行施工图设计的案例讲解，然后学生分 别进行各自的施工图设计。 深程目标3 1.0日 合计 7日 (二)具体内容 钢结构设计的主要内容：教师制定钢结构设计（钢结构工作平台）的任务书，提 出具体的要求，给出多组可选设计参数，并制定题目分配表；学生根据任务书的要求， 准备相关参考资料，根据题目分配表确定设计条件，然后分步进行方案确定、荷载组 合和内力计算，继而进行杆件设计、节点设计，完成设计计算，形成计算书，最后根 据分步设计计算结果绘制施工图，完成课程设计。 (1)确定柱网及梁格布置形式及几何尺寸： (2)确定支撑形式及布置： (3)拟定主、次梁的连接方案： (4)确定计算筒图，进行荷载计算及荷载组合： (5)梁、柱的内力计算： (6)次梁、主梁的截面选择及验算： -2
- 2 - 律、文化以及环境等因素。 课程目标 2 2.问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理， 识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效 结论。 2.2 能够对复杂土木工程问题进行建 模、表达与分析，获得有效结论。 课程目标 3 3.设计/开发解决方案:能够设计针对复杂工程问题的解决方案， 设计满足特定需求的系统、单元(部件）或工艺流程，并能够在 设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文 化以及环境等因素。 3.1 能够设计针对复杂工程问题的解 决方案，设计满足土木工程需求的结 构、构件、节点及其施工工艺流程。 三、课程内容 （一）实践内容与课程目标的关系 表2 实践内容与课程目标的关系 课程内容 教学方法 支撑的课程目标 学时安排/日 1.熟悉结构选型的原则，进 行结构选型和结构布置-- 确定设计方案 教师首先讲授结构选型的原则和常见的结构 布置方法，然后结合案例进行讲解和讨论，进 而确定结构型式、并进行结构布置。 课程目标 1 0.5 日 2.确定计算简图、进行荷载 组合和内力计算；进行杆件 设计和节点设计。 教师首先进行荷载组合和内力计算的案例讲 解，然后学生进行各自的荷载组合和内力计 算。 教师分步进行杆件设计、节点设计的案例讲 解，然后学生分步进行各自的杆件设计、节点 设计。 课程目标 2、3 5.5 日 3.施工图设计 教师进行施工图设计的案例讲解，然后学生分 别进行各自的施工图设计。 课程目标 3 1.0 日 合计 7 日 （二）具体内容 钢结构设计的主要内容：教师制定钢结构设计（钢结构工作平台）的任务书，提 出具体的要求，给出多组可选设计参数，并制定题目分配表；学生根据任务书的要求， 准备相关参考资料，根据题目分配表确定设计条件，然后分步进行方案确定、荷载组 合和内力计算，继而进行杆件设计、节点设计，完成设计计算，形成计算书，最后根 据分步设计计算结果绘制施工图，完成课程设计。 （1）确定柱网及梁格布置形式及几何尺寸； （2）确定支撑形式及布置； （3）拟定主、次梁的连接方案； （4）确定计算简图，进行荷载计算及荷载组合； （5）梁、柱的内力计算； （6）次梁、主梁的截面选择及验算；
(7)主、次粱的连接设计； (8)柱的截面选择及验算： (9)主梁与柱的连接设计： (10)柱子与基础的连接设计： (11)整理各分步的设计成果，形成完整的计算书： (12)绘制施工图（含设计说明、材料表） 钢结构设计安排： 钢结构设计以钢结构课程设计为依托，采用案例教学和“边讲边做”的方法进行， 采用“‘一人一题'的课程设计与单元练习一体化”的实施方案，结合课程进度，提 前布置课程设计，并配合钢结构基本原理课程的单元内容的学习与练习，分步完成课 程设计的不同任务，即将课程设计分散在整个学期内进行。 课程设计程序： (1)在讲解钢结构基本原理（以下简称“基本原理”）中第三章-一钢结构的连接的内 容时，指导教师就下发设计任务书，布置设计任务，学生收集查阅有关文献资料，做 好课程设计准备工作： (2)指导教师首先对钢结构工作平台的结构选型和结构布置、计算简图和荷载组合 及内力计算方法进行集中讲解，然后学生独立完成该分步的设计，指导教师及时对该 分步学生的设计结果进行批改： (3)结合“基本原理”中第四章一轴心受力构件的学习，进行相应案例讲解，学生 独立完成轴心受力构件的设计练习，指导教师及时对该分步学生的设计结果进行批 改： (4)结合“基本原理”中第五章一受弯构件的学习，进行相应案例讲解，学生独立 完成次梁和主梁的设计，指导教师及时对该分步学生的设计结果进行批改： (5)运用“基本原理”中的钢结构的连接的中知识，进行相应案例讲解，学生独立 完成主次梁的连接设计，指导教师及时对该分步学生的设计结果进行批改： (6)结合“基本原理”中第六章一拉弯和压弯构件的学习，进行相应案例讲解，学 生独立完成框架柱的设计，指导教师及时对该分步学生的设计结果进行批改： (7)运用“基本原理”中的柱头和柱脚的知识，进行相应案例讲解，学生独立完成 柱头和柱脚的设计，指导教师及时对该分步学生的设计结果进行批改： (8)指导教师对钢结构施工图绘制中需要注意的问题进行集中讲解和讨论，然后学 3
- 3 - （7）主、次梁的连接设计； （8）柱的截面选择及验算； （9）主梁与柱的连接设计； （10）柱子与基础的连接设计； （11）整理各分步的设计成果，形成完整的计算书； （12）绘制施工图（含设计说明、材料表）。 钢结构设计安排： 钢结构设计以钢结构课程设计为依托，采用案例教学和“边讲边做”的方法进行， 采用“‘一人一题’的课程设计与单元练习一体化”的实施方案，结合课程进度，提 前布置课程设计，并配合钢结构基本原理课程的单元内容的学习与练习，分步完成课 程设计的不同任务，即将课程设计分散在整个学期内进行。 课程设计程序： （1）在讲解钢结构基本原理（以下简称“基本原理”）中第三章--钢结构的连接的内 容时，指导教师就下发设计任务书，布置设计任务，学生收集查阅有关文献资料，做 好课程设计准备工作； （2）指导教师首先对钢结构工作平台的结构选型和结构布置、计算简图和荷载组合 及内力计算方法进行集中讲解，然后学生独立完成该分步的设计，指导教师及时对该 分步学生的设计结果进行批改； （3）结合“基本原理”中第四章--轴心受力构件的学习，进行相应案例讲解，学生 独立完成轴心受力构件的设计练习，指导教师及时对该分步学生的设计结果进行批 改； （4）结合“基本原理”中第五章--受弯构件的学习，进行相应案例讲解，学生独立 完成次梁和主梁的设计，指导教师及时对该分步学生的设计结果进行批改； （5）运用“基本原理”中的钢结构的连接的中知识，进行相应案例讲解，学生独立 完成主次梁的连接设计，指导教师及时对该分步学生的设计结果进行批改； （6）结合“基本原理”中第六章--拉弯和压弯构件的学习，进行相应案例讲解，学 生独立完成框架柱的设计，指导教师及时对该分步学生的设计结果进行批改； （7）运用“基本原理”中的柱头和柱脚的知识，进行相应案例讲解，学生独立完成 柱头和柱脚的设计，指导教师及时对该分步学生的设计结果进行批改； （8）指导教师对钢结构施工图绘制中需要注意的问题进行集中讲解和讨论，然后学
生独立完成施工图设计，期间指导教师对学生进行辅导答疑： (9)学生整理计算书和施工图，然后提交计算书和施工图，指导教师及时对学生的 设计结果进行批改。 四、教学方法 本课程是实践性课程，以案例教学和设计训练为主，以讲授法和专题讨论为辅。 并采用分步进行、分步评价的方式进行：每一分步进行前，都借助于相关案例，进行 集中讲解、分析、讨论和个别指导：每一分步进行后再集中讲评。 五、课程考核 本课程为实践课程，成绩由设计方案(a1)、计算书(am)和施工图(a)三部分 构成，所占的权重分别为a1=10%.a2=65%、a=25%。 课程总成绩(100%)=设计方案(a1)+计算书(am)+施工图(a)。 表3各考核环节建议值及考核细则 成鲼构咸及比例 考核内容 目标值 考核细则 对应课程目标 设计方案a 结构型式选择和结构布置方案的合理性。 结构选型及布置 100 课程目标1 正确性。 荷组合和内力 ：型钢设计细 合梁设计：主、次等 荷钱组合和内力计算结果正确性；设计计 计算书a2 100 课程目标2、3 的连接设计：框架柱 算结果的安全可靠和经济合理性。 设计：柱头设计：相 脚设计 施工图a 施工图设计 100施工图的绘制质量及信息的完整度。 课程目标3 六、课程评价 课程目标达成度评价包括课程分目标达成度评价和课程总目标达成度评价，具体 计算方法如下： 课程分目标达成度 相关评价方式加权平均得分 「相关评价方式目标加权总分 课程总目标达成度=课程所有分目标达成度加权值之和 课程目标评价内容及符号意义说明：A为分步1的实际得分OA为分步1的目标 分值：S为课程总目标的达成度。 -4
- 4 - 生独立完成施工图设计，期间指导教师对学生进行辅导答疑； （9）学生整理计算书和施工图，然后提交计算书和施工图，指导教师及时对学生的 设计结果进行批改。 四、教学方法 本课程是实践性课程，以案例教学和设计训练为主，以讲授法和专题讨论为辅。 并采用分步进行、分步评价的方式进行：每一分步进行前，都借助于相关案例，进行 集中讲解、分析、讨论和个别指导；每一分步进行后再集中讲评。 五、课程考核 本课程为实践课程，成绩由设计方案（a1）、计算书（a2）和施工图（a3）三部分 构成，所占的权重分别为 a1=10%﹑a2=65%、a3=25%。 课程总成绩（100%）=设计方案（a1）+计算书（a2）+ 施工图（a3）。 表3 各考核环节建议值及考核细则 成绩构成及比例 考核内容 目标值 考核细则 对应课程目标 设计方案 a1 结构选型及布置 100 结构型式选择和结构布置方案的合理性、 正确性。 课程目标 1 计算书 a2 荷载组合和内力 计 算；型钢梁设计；组 合梁设计；主、次梁 的连接设计；框架柱 设计；柱头设计；柱 脚设计 100 荷载组合和内力计算结果正确性；设计计 算结果的安全可靠和经济合理性。 课程目标 2、3 施工图 a3 施工图设计 100 施工图的绘制质量及信息的完整度。 课程目标 3 六、课程评价 课程目标达成度评价包括课程分目标达成度评价和课程总目标达成度评价，具体 计算方法如下： 相关评价方式目标加权总分 相关评价方式加权平均得分 课程分目标达成度 课程总目标达成度=课程所有分目标达成度加权值之和 课程目标评价内容及符号意义说明：Ai 为分步 i 的实际得分 OAi 为分步 i 的目标 分值；S 为课程总目标的达成度
表4课程考核成绩对课程目标达成情况评价 课目桥权 实际平均 坪价方式 目标分值 分 目标达成译价值 深往目标1 0.10 说计方案 04=10 骑 深程目标2、3 0.65 计第书 04=65 $监 课程目标3 0.25 施工图 0A=25 4 盖 摆世域月 程日标权重和∑=10课柱总成 100 标达成度 s=9 七、课程资源 (一)建议选用散材 戴国屁.钢结构（第5版）[W.武汉：武汉理工大学出版社，2022. （二)主要参考书目 [山陈绍蕃，顾强.钢结构（上册（第四版）钢结构基础M.北京：中国建筑工业出版社 2018. [2]陈绍蕃，顾强.钢结构（下册）（第四版房屋建筑钢结构设计M.北京：中国建筑工 业出版社，2018. [3]陈志华.钢结构M.北京：机械工业出版社出版，2019 [4沈祖炎，陈以一，陈扬骥，赵宪忠.钢结构基本原理（第三版）M.北京：中国建筑 工业出版社，2019. [5钢结构设计手册编委会.新钢结构设计手册M.北京：中国计划出版社，2018 [6]中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构设计标准(GB50017-2017)[S】.北京 中国建筑工业出版社，2018. [7]中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构工程施工质量验收标准(GB50205-202 0)[S1.北京：中国计划出版社，2020 [8]中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构工程施工规范(GB50755-2012)[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2012. [9]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑结构荷载规范(GB50009-2012)[S].北京」 中国建筑工业出版社，2012 [10]中华人民共和国住房和城乡建设部.混凝土结构设计规范(GB50010-2010(2015年 版)[S.北京：中国建筑工业出版社，2015 -5
- 5 - 表4 课程考核成绩对课程目标达成情况评价 课程目标 课程目标权 重 评价方式 目标分值 实际平均 分 目标达成评价值 课程目标 1 0.10 设计方案 OA1=10 A1 1 1 1 1 1 a A S a OA 课程目标 2、3 0.65 计算书 OA2=65 A2 2 2 2 2 2 a A S a OA 课程目标 3 0.25 施工图 OA3=25 A3 3 3 3 3 3 a A S a OA 课程目标i权重和 3 1 1.0 i i 课程总成绩 100 课程总目 标达成度 3 1 i i i S S 七、课程资源 （一）建议选用教材 戴国欣.钢结构（第 5 版）[M].武汉：武汉理工大学出版社，2022. （二）主要参考书目 [1]陈绍蕃, 顾强. 钢结构(上册)(第四版)-钢结构基础[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2018. [2]陈绍蕃, 顾强. 钢结构(下册)(第四版)-房屋建筑钢结构设计[M]. 北京: 中国建筑工 业出版社, 2018. [3]陈志华. 钢结构[M]. 北京: 机械工业出版社出版, 2019. [4]沈祖炎, 陈以一, 陈扬骥, 赵宪忠. 钢结构基本原理(第三版) [M]. 北京: 中国建筑 工业出版社, 2019. [5]钢结构设计手册编委会. 新钢结构设计手册[M]. 北京: 中国计划出版社, 2018.. [6]中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构设计标准（GB50017-2017）[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2018. [7]中华人民共和国住房和城乡建设部. 钢结构工程施工质量验收标准（GB50205-202 0）[S]. 北京: 中国计划出版社, 2020. [8]中华人民共和国住房和城乡建设部. 钢结构工程施工规范（GB50755-2012）[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012. [9]中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑结构荷载规范（GB50009-2012）[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012. [10]中华人民共和国住房和城乡建设部. 混凝土结构设计规范（GB50010-2010(2015 年 版)）[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2015
[11]中华人民共和国住房和城乡建设部.门式刚架轻型房屋钢结构技术规范(GB5102 2-2015)[].北京：中国建筑工业出版社，2016. (三)其它课程资漂 1.青岛理工大学钢结构设计网易公开课 https://open.163.com/newview/movie/free?pid=KHK50O90K&mid=GHK50UT48 2.信阳师范大学网络教学平台资源中心（同济大学）钢结构课程视频 http://nation.chaoxing com/play?seriesId=6992&id=8507&seriesName=%E5%A4%8 D%E6%9D%82%E9%92%A2%E7%BB%93%E6%9E%84%E5%AE%89%E8%A3%8 5%E6%A1%88%E4%BE%8B%E5%88%86%E6%9E%90 3.西安建筑科技大学钢结构设计网易公开课 https://open.163.com/newview/movie/free?pid=FHGLN6C5B&mid=YHGLN6C68 执笔人：熊瑞生 课程负责人：熊瑞生 审核人（系/教研室主任）：高春华 审定人（主管教学副院长/副主任）：袁晓辉 2023年6月 6
- 6 - [11]中华人民共和国住房和城乡建设部. 门式刚架轻型房屋钢结构技术规范（GB5102 2-2015）[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2016. （三）其它课程资源 1. 青岛理工大学钢结构设计网易公开课 https://open.163.com/newview/movie/free?pid=KHK50O90K&mid=GHK50UT48 2. 信阳师范大学网络教学平台资源中心（同济大学）钢结构课程视频 http://nation.chaoxing.com/play?seriesId=6992&id=8507&seriesName=%E5%A4%8 D%E6%9D%82%E9%92%A2%E7%BB%93%E6%9E%84%E5%AE%89%E8%A3%8 5%E6%A1%88%E4%BE%8B%E5%88%86%E6%9E%90 3. 西安建筑科技大学钢结构设计网易公开课 https://open.163.com/newview/movie/free?pid=FHGLN6C5B&mid=YHGLN6C68 执笔人：熊瑞生 课程负责人：熊瑞生 审核人（系/教研室主任）：高春华 审定人（主管教学副院长/副主任）：袁晓辉 2023 年 6 月
